自動(dòng)裝車系統(tǒng)液壓故障分析及處理措施

趙志龍 李文婷 潘月軍

摘 要：煤礦裝車系統(tǒng)中液壓元件眾多，容易發(fā)生故障，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在了解常用裝車系統(tǒng)及其液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分析了煤礦裝車系統(tǒng)常見液壓故障，并指出液壓故障的判斷和處理措施，對生產(chǎn)實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：裝車系統(tǒng) ；液壓故障 ；分析 ；措施

目前我國煤炭工業(yè)取得了長足發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)也得到很大提高，煤炭產(chǎn)量迅速增加，但煤礦裝車方式卻發(fā)展相對滯后，制約著煤炭工業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有80%的煤礦仍在采用舊式機(jī)械裝車，存在速度、可靠性等方面的弊端，尤其在稱重方面存在較大誤差。近年來通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，國內(nèi)煤礦裝車生產(chǎn)廠家優(yōu)化了控制、裝車等性能，裝車精度大大提高。液壓系統(tǒng)是煤礦裝車系統(tǒng)的重要組成部分，由眾多元件組裝而成，極易出現(xiàn)故障。既影響生產(chǎn)進(jìn)度，又造成生產(chǎn)安全問題。因此需對液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，并提出針對性的解決措施，以維護(hù)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 煤炭自動(dòng)裝車系統(tǒng)的原理以及功能

煤炭自動(dòng)裝車工藝包含有儲(chǔ)煤倉給料運(yùn)輸系統(tǒng)、稱重裝載系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、車皮表面封塵劑固化系統(tǒng)、冬季防凍液噴灑系統(tǒng)等組成，每個(gè)系統(tǒng)都有自己的PLC遠(yuǎn)程控制站和供配電設(shè)施。在進(jìn)行裝車作業(yè)時(shí)，產(chǎn)品倉下的振動(dòng)式給料機(jī)，將物料給到帶式輸送機(jī)上，帶式輸送機(jī)將物料送入稱重轉(zhuǎn)載系統(tǒng)的緩沖倉內(nèi)，稱重傳感器的信號返回PLC程序后控制緩沖倉配料，并準(zhǔn)確地將物料按照進(jìn)車過程中車輛的掃描識(shí)別的不同車皮設(shè)定的重量送入稱重倉，配料完成后，檢測車皮位置的電眼配合車速檢測返回信號，程序自動(dòng)打開裝車卸料閘門，將稱重倉內(nèi)的物料經(jīng)過裝載溜槽裝入勻速（0.8-1.5km/h）行駛的火車車廂中，即完成了一次單節(jié)車皮的裝車作業(yè)。稱重倉內(nèi)的物料放空后，PLC程序通過采集稱重傳感器的信號控制下一次的配料。如此連續(xù)循環(huán)便是自動(dòng)裝車系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)作過程。

自動(dòng)裝車系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)下列功能：要能夠全面的監(jiān)測輸送設(shè)備、煤倉裝置以及給煤設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，為系統(tǒng)的有效控制以及調(diào)度提供可靠依據(jù)。對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控以及調(diào)度時(shí)，都要能夠在集控室之中完成，確保系統(tǒng)的管控一體化。通過檢測火車的實(shí)時(shí)速度和火車車箱運(yùn)行位置與裝車溜槽相對位置自動(dòng)調(diào)節(jié)裝車放煤閘板的開啟時(shí)間點(diǎn)，開啟裝車閘板后根據(jù)參數(shù)設(shè)置和車廂位置調(diào)整溜槽私服油缸模擬量來保障車皮裝放煤的質(zhì)量。加裝視頻監(jiān)控裝置，對整個(gè)裝車過程進(jìn)行直接的監(jiān)控，確保裝車的安全性。系統(tǒng)之中不同設(shè)備應(yīng)擁有閉鎖、連鎖關(guān)系，也就是要保證系統(tǒng)在啟動(dòng)、停運(yùn)以及發(fā)生故障情況下急停均要依據(jù)相應(yīng)流程完成。所有現(xiàn)場設(shè)備均應(yīng)當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)不同的控制方式，即可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、手動(dòng)控制以及就地控制。

2 煤礦裝車系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)

2.1 煤礦裝車系統(tǒng)

自動(dòng)控制的方式快速并連續(xù)地將固體物料按設(shè)定的重量裝載到以一定速度行進(jìn)的列車中的一種高效裝車系統(tǒng)。相對于簡易裝車系統(tǒng)以及使用裝載機(jī)、絞車的集裝站，快速裝車系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)非常突出：

1）裝車速度快。恒速單元列車穿過車站的速度較小，一般不會(huì)超過1.5km/h，23 min 就能通過25節(jié)車廂，裝62噸一節(jié)車一般用時(shí)為60秒，最快能達(dá)到40秒，裝66節(jié)整列車用時(shí)為50分鐘至80分鐘。

2）系統(tǒng)自動(dòng)化水平較好。系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備都是通過PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制與操作的，系統(tǒng)具有完備的保護(hù)系統(tǒng)，可更好實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，提高了安全可靠性?？刂剖铱缮赡M動(dòng)畫，以文字的形式顯示各種故障，既易于掌握和維修，報(bào)表功能比較完善，詳細(xì)記錄著車廂的編號、每節(jié)車廂的額定載重、具體的裝車時(shí)間、裝車人員、裝車人員簽名等，系統(tǒng)功能強(qiáng)大，運(yùn)行穩(wěn)定。

3）裝車計(jì)量精度高。標(biāo)準(zhǔn)砝碼定期對其進(jìn)行校正，稱重倉靜稱重精度為±0.1%，每節(jié)車皮的裝車精度<±0.3%，整列車裝車精度<±0.3%。

4）防污染性能優(yōu)。整個(gè)系統(tǒng)的裝車過程為全封閉式，裝過的車皮表面又經(jīng)過封塵固化，撒煤少、煤塵少，對環(huán)境污染小。各品種煤均可根據(jù)一定程序?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)放空，然后可繼續(xù)用于其他品種煤礦的裝車，避免了不同種類煤礦裝車時(shí)的相互污染。

5）裝車質(zhì)量好。精準(zhǔn)配煤不會(huì)造成超載，溜槽使車皮表面平整，無偏載，完全符合鐵路運(yùn)行要求。

2.2 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)一般通過雙泵雙電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，一是熱油循環(huán)系統(tǒng)，二是冷卻系統(tǒng)，極大地促進(jìn)了液壓系統(tǒng)的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。

1）主泵站。為保證液壓系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使蓄能器容量能夠滿足各工作正常循環(huán)的需要，一般可在主液用泵旁設(shè)置1臺(tái)備用泵，同時(shí)還需設(shè)置1臺(tái)備用電機(jī)，以滿足液壓系統(tǒng)對控制動(dòng)作的精準(zhǔn)要求，配置溢流閥、安全閥組，溢流閥對主泵進(jìn)行低壓卸荷控制系統(tǒng)壓力，溢流閥出現(xiàn)問題安全閥進(jìn)行卸壓，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）裝車溜槽液控制。該系統(tǒng)主要控制裝車溜槽液壓缸的選裝伸縮動(dòng)作。

3）平板閘門液壓控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)緩沖倉設(shè)置8組規(guī)格一致的液壓底座及閥組，但對動(dòng)作順序有較為嚴(yán)格的要求，且開閉不同，可通過電液換向閥組來解決這一弊端，定量倉設(shè)置2組液壓底座及閥組實(shí)現(xiàn)換向。

4）稱重倉測試砝碼提升控制。實(shí)現(xiàn)砝碼油缸升降。

5）輔助系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在一些特殊的瞬時(shí)動(dòng)作，往往需要液壓油缸提供較大的流量才能實(shí)現(xiàn)。為此設(shè)置了輔助系統(tǒng)，即4囊式蓄能器，容量高達(dá)100L。

6）油冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是由兩部分組成：一是冷卻風(fēng)扇，二是蛇形冷卻管路。

7）油加熱器。油箱中安裝電加熱器，功率12kW，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

8） 液壓系統(tǒng)中總共有15條液壓油缸，主要用于控制各設(shè)備的相關(guān)操作。

3 自動(dòng)裝車系統(tǒng)液壓故障分析

液壓設(shè)備故障發(fā)生率與其自動(dòng)化程度成正比，不同于電氣等系統(tǒng)的故障發(fā)生情況，具體表現(xiàn)出擴(kuò)散性特點(diǎn)。因此，為保證液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)定期對液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)解決。

3.1 設(shè)備調(diào)試階段的液壓故障

本階段顯著的特點(diǎn)就是，設(shè)備呈現(xiàn)出較高的故障率，且造成故障的原因多種多樣。其中，常見的故障主要包括以下幾種：

1）液壓油泄漏嚴(yán)重，主要存在于接頭處；

2）液壓缸不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要原因就是液壓油中存在臟物，卡死了液壓缸的閥芯；

3）阻尼孔產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，從而引起系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定問題，影響了系統(tǒng)的正常工作；

4）由于某些閥類元件存在漏裝問題，或存在管道接錯(cuò)問題，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)作混亂問題；

5）由于設(shè)計(jì)問題，或沒有正確選擇液壓元件，液壓系統(tǒng)不能很好實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作。

3.2 設(shè)備運(yùn)行初、中期的液壓故障

1）管接頭振松甚至振脫；

2）由于液壓油缸等元件使用了質(zhì)量較差的密封圈，難免會(huì)產(chǎn)生損壞漏油現(xiàn)象；

3）由于油液在系統(tǒng)中不停流動(dòng)，沖刷著系統(tǒng)管壁和元件，因此液壓油中攜帶了切屑等雜物，油液流動(dòng)堵塞阻尼孔和濾油器，造成系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定和工作速度不均勻，甚至是液壓元件失靈；當(dāng)設(shè)備運(yùn)行至其一半壽命時(shí)，則表現(xiàn)出較低的故障率，此時(shí)只要液壓油保證一定的清潔度，則液壓統(tǒng)處于最好的工作狀態(tài)。

3.3 設(shè)備運(yùn)行中、后期的液壓故障

設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長時(shí)，各液壓元件由于易損程度不一，導(dǎo)致故障發(fā)生率不斷增大，因而裝車效率不高。因此，為提高裝車效率，應(yīng)對其進(jìn)行系統(tǒng)性檢查，若發(fā)現(xiàn)損壞元件應(yīng)及時(shí)更換。

4 自動(dòng)裝車系統(tǒng)液壓故障判斷方法及處理措施

4.1 故障判斷方法

判斷油缸是否工作正常，主要方法有：看，即觀察油箱溫度是否突然增加；聽，即聽油缸動(dòng)作聲音是否異常；摸，即用手觸摸油缸外表面是否發(fā)熱。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的壓力也是決定能否正常裝車的關(guān)鍵，若系統(tǒng)達(dá)不到規(guī)定壓力，同樣也無法正常裝車，則首先檢查的是油泵是否損壞，蓄能器閥門是否打開，如若上述沒有問題，則接著檢查溢流閥設(shè)定壓力是否偏低，油缸是否竄液。經(jīng)過這樣逐一排查，液壓油缸故障基本可以找到并排除。

4.2 故障處理措施

1）為使得油箱具備充足的油，應(yīng)采取定期檢查油箱中油量的措施，同時(shí)還應(yīng)防止液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣。

2）采取措施，確保液壓系統(tǒng)具有良好的密閉性，從而防止大氣壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于系統(tǒng)壓力。

3）為確保液壓油冷卻條件良好，對油箱中液壓油的高度采取定期檢查措施。此外，做好液壓設(shè)備的衛(wèi)生清潔工作，保證液壓設(shè)備中不能存在污物，系統(tǒng)具有良好的散熱性能。

4）為使得液壓系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，可適當(dāng)降低壓力，通過降低油泵和背壓閥的壓力來實(shí)現(xiàn)。

5）液壓油的黏度對液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要作用，因此，要選擇液壓系統(tǒng)所需黏度的液壓油。

6）保證適宜的液壓油溫度，可采取安裝冷卻裝置措施，一旦油溫升高并超過規(guī)定值時(shí)，通過冷卻裝置將油溫降到規(guī)定溫度范圍內(nèi)。

7）液壓油被污染主要是以下三方面因素造成的：第一，液壓油的存儲(chǔ)技術(shù)及設(shè)備；第二，添加液壓油時(shí)是否存在污染問題；三是拆裝液壓系統(tǒng)是否符合規(guī)范。

8）系統(tǒng)中的液壓油污染問題基本都存在，主要是通過過濾液壓油來實(shí)現(xiàn)的，即使用過濾器等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)液壓油的清理工作。

5 結(jié)論

液壓系統(tǒng)是煤礦裝車系統(tǒng)的重要組成部分，其工作性能的好壞直接影響煤礦裝車系統(tǒng)。通過分析液壓系統(tǒng)的組成和在煤礦裝車系統(tǒng)不同階段液壓元件容易發(fā)生的各種故障，提出相應(yīng)的處理方法，對實(shí)際生產(chǎn)中故障的判斷和解決具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義，有利于穩(wěn)定煤礦裝車系統(tǒng)工作，延長使用壽命，提高設(shè)備運(yùn)行效率，避免停車，降低維護(hù)運(yùn)行成本，效益明顯。

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作者簡介：

趙志龍，（1986-07-26），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市東勝區(qū)，助理工程師，本科學(xué)歷，現(xiàn)在神東煤炭集團(tuán)洗選中心補(bǔ)連塔選煤廠從事裝車管理工作。