煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)中常見故障與處理

陶凱

【摘要】在煤礦采掘中，采掘機(jī)械是保證生產(chǎn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素，確保采掘機(jī)械的正常穩(wěn)定運(yùn)行，是煤礦生產(chǎn)管理人員需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。而在煤礦采掘機(jī)械中，液壓系統(tǒng)是最容易出現(xiàn)故障的部分，做好液壓系統(tǒng)故障的分析和研究，強(qiáng)化對于系統(tǒng)的管理和維護(hù)，是非常必要的。

【關(guān)鍵詞】煤礦采掘機(jī)械 液壓系統(tǒng) 常見故障 處理措施

引言：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，社會(huì)對于能源資源的需求不斷增加，也推動(dòng)了煤礦行業(yè)的發(fā)展，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得各種各樣的機(jī)械設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，也促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。在井下煤礦采掘中，由于作業(yè)環(huán)境惡劣，工作負(fù)擔(dān)大，煤礦采掘機(jī)械的液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的故障，做好故障處理，是保證井下生產(chǎn)安全的關(guān)鍵，需要煤礦管理人員的重視。

1.液壓系統(tǒng)簡述

從目前來看，在煤礦機(jī)械中，普遍都是采用液壓系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要是通過改變壓強(qiáng)，增大作用力。一個(gè)相對完整的液壓系統(tǒng)，主要包括五個(gè)部門，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件以及液壓油。液壓系統(tǒng)可以分為兩種，一是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，主要功能是傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，二是液壓控制系統(tǒng)，需要滿足特定的性能要求。通常所說的液壓系統(tǒng)，指的都是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)的特點(diǎn)主要包括：（1）體積小、重量輕，而且慣性力相對較小，及時(shí)出現(xiàn)突然過載或者停車，也不會(huì)產(chǎn)生過大的沖擊；（2）能夠在給定范圍內(nèi)，對牽引速度進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；（3）換向簡單，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，能夠便利地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)以及直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；（4）以液壓油作為工作介質(zhì)，元件的相對運(yùn)動(dòng)表面間能夠?qū)崿F(xiàn)自行潤滑，因此磨損較小，能夠有效延長使用壽命。

2.煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)中的常見故障和處理措施

在煤礦采掘生產(chǎn)中，即使液壓系統(tǒng)都是封閉的，但是受惡劣的作業(yè)環(huán)境的影響，很容易出現(xiàn)各種各樣的故障，做好故障的分析和處理，保障液壓系統(tǒng)和煤礦采掘機(jī)械的正常運(yùn)行，是非常必要的。

2.1 液壓油污染問題。在煤礦井下生產(chǎn)中，由于作業(yè)環(huán)境中經(jīng)常存在粉塵、煤塵等，可能導(dǎo)致液壓油的指標(biāo)性能下降，影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。液壓油的污染來源，主要包括兩種，一是在運(yùn)行過程中，液壓系統(tǒng)自身產(chǎn)生的污染物，如涂料剝離片、金屬微粒以及密封材料剝離片等，二是外界環(huán)境進(jìn)入液壓油中的污染物，如鐵銹、焊渣、毛刺等。在液壓系統(tǒng)中，各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件都存在相應(yīng)的配合表面，而且高精度的設(shè)備中，配合表面間隙相對較小，同時(shí)液壓元件只能夠存在著很多的阻尼孔以及縫隙式的控制閥芯，如果污染物進(jìn)入，則不僅會(huì)影響表面的光潔度和精度，還可能造成劃傷，增加泄漏，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)堵住油泵吸油口位置的過濾器，導(dǎo)致吸油阻力的增加，影響油泵的穩(wěn)定性和正常運(yùn)行。

針對液壓油污染問題，應(yīng)該采取合理有效的處理措施，一是在使用過程中，應(yīng)該注意對液壓油的保護(hù)，切實(shí)保證其質(zhì)量和清潔，添加新的液壓油時(shí)，應(yīng)該保證油體清潔，避免帶入水分或者雜質(zhì)；二是應(yīng)該定期對液壓系統(tǒng)的過濾器進(jìn)行清洗，對濾芯進(jìn)行更換，始終保持液壓油的清潔；三是應(yīng)該不定期對液壓油進(jìn)行觀察，并對傳動(dòng)部件的密封圈、閥門等進(jìn)行及時(shí)更換，以免其在高溫或者高壓環(huán)境中出現(xiàn)變形和損壞，影響密封效果；四是如果在液壓系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)水珠，或者液壓油呈泡沫狀，又或者液壓油油色變成了乳白色，就需要對空氣和水的來源進(jìn)行仔細(xì)檢查，察看冷卻器和管道接頭位置的密封性。

2.2 油溫過高問題。造成液壓油油溫過高的原因是多種多樣的，可以大致將其分為兩類，一類是制造中存在的問題，如元件的加工質(zhì)量不合格，在相對運(yùn)動(dòng)過程中，元件的相互摩擦?xí)a(chǎn)生過大的熱量，從而引發(fā)油溫過高的問題；另一類是設(shè)計(jì)中的問題，如油箱散熱面積相對較小，散熱效果差，而且在液壓系統(tǒng)中沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的卸載回路，在停止運(yùn)行后，油泵仍存在高溫溢流，加上油管管徑較小，存在過多的彎曲，熱量的散失比較緩慢，同樣會(huì)引發(fā)油溫過高問題。

一般情況下，煤礦采掘機(jī)械中的液壓系統(tǒng)要求將油溫控制在30-50℃的范圍內(nèi)，最高限值為60℃，若超過這個(gè)問題，則液壓油的黏度就會(huì)有所下降，進(jìn)而導(dǎo)致液壓油通過節(jié)流孔或者縫隙式閥芯時(shí)的流量增大，造成工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度的減緩。不僅如此，一旦液壓油黏度降低，則元件相對運(yùn)動(dòng)表面之間存在的潤滑油膜會(huì)變薄，失去相應(yīng)的潤滑效果，增大機(jī)械磨損，如果同時(shí)存在液壓油污染問題，則可能會(huì)引發(fā)更加嚴(yán)重的故障。另外，液壓油溫度過高還會(huì)加快密封裝置的老化，降低密封性能。

針對上述問題，一方面，應(yīng)該對液壓系統(tǒng)中的散熱系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證油箱油位，同時(shí)確保足夠的循環(huán)冷卻條件，以確保液壓油的快速降溫。如果必要，可以在適當(dāng)位置加上散熱風(fēng)扇，進(jìn)一步提升系統(tǒng)散熱能力，始終將油溫控制在正常的范圍內(nèi)。另一方面，如果已經(jīng)出現(xiàn)了故障，則應(yīng)該及時(shí)查找故障原因并進(jìn)行有效排除，尤其是如果發(fā)現(xiàn)油路不暢或者冷卻水過少等問題，應(yīng)該以最快的速度進(jìn)行排除，以免影響的擴(kuò)大。另外，要及時(shí)對油箱和輸油管道進(jìn)行檢查，清除其中存在的污物，為散熱提供良好的環(huán)境。在對液壓油進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該注意其黏度，若黏度過低，可能會(huì)導(dǎo)致泄漏的增加；若黏度過高，則會(huì)導(dǎo)致液壓油在流動(dòng)時(shí)耗能增大，而無論是黏度過高還是過低，都會(huì)導(dǎo)致油溫的升高。

2.3 進(jìn)氣問題。通常情況下，液壓油的可壓縮性較小，基本上可以忽略，但是低壓空氣的壓縮性極大，可以達(dá)到液壓油的1000倍，因此，即使液壓系統(tǒng)中混入了極少的空氣，都可能會(huì)產(chǎn)生巨大的影響?？諝鈺?huì)在液壓油中溶解，當(dāng)壓力較低時(shí)，空氣會(huì)自動(dòng)從油中溢出，引發(fā)氣泡和穴蝕現(xiàn)象；當(dāng)壓力較高時(shí)，在液壓油的沖擊下，氣泡會(huì)被快速擊碎結(jié)集，急劇的壓縮會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)噪音，同時(shí)大量放熱，造成液壓油和液壓元件故障。不僅如此，空氣的高壓縮性可能會(huì)導(dǎo)致工作機(jī)構(gòu)移位，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

對此，應(yīng)該在液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)相應(yīng)的排氣閥，在系統(tǒng)運(yùn)行前，將油缸帶動(dòng)工作的元件在其自身的最大行程之內(nèi)，進(jìn)行多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，盡可能排除油缸中存在的空氣，消除空氣對于系統(tǒng)的影響。同時(shí)還應(yīng)該切實(shí)做好相應(yīng)的防水工作，保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.結(jié)語

總而言之，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的帶動(dòng)下，煤礦行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，各種先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。在煤礦采掘機(jī)械中，液壓系統(tǒng)是非常重要的組成部分，同時(shí)也是最容易出現(xiàn)故障的部分，其運(yùn)行質(zhì)量直接影響著煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。對此，相關(guān)管理人員應(yīng)該充分重視起來，針對煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)中的常見故障，進(jìn)行全面細(xì)致的分析，并采取行之有效的處理措施，切實(shí)保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

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