煤礦裝車系統(tǒng)液壓故障分析與處理

關(guān)昕宇

(同煤國電同忻煤礦有限公司)

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[1]。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 煤礦裝車系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)

1.1 煤礦裝車系統(tǒng)

我國常用的裝車系統(tǒng)主要有定量漏斗計(jì)量裝車和擺動式溜槽裝車兩種[2]，主要技術(shù)特點(diǎn)如下:

(1)裝車速度快。恒速單元列車穿過車站的速度較小，一般不會超過1.5 km/h，23 min就能通過25節(jié)車廂。

(2)計(jì)量精度高。儀器誤差較小，一般低于0.3‰，并通過標(biāo)準(zhǔn)砝碼定期對其進(jìn)行校正。單車裝車可實(shí)現(xiàn)較高精度，約為0.1%，同時整車裝車精度也能實(shí)現(xiàn)較高水平，約±0.05%。

(3)放空不污染。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的相互污染。

(4)系統(tǒng)適用范圍較為廣泛，對不同規(guī)格的車廂均有較好的適應(yīng)性；安裝了自動潤滑系統(tǒng)，能延長軸承壽命，可靠性較高。

(5)系統(tǒng)自動化水平較好，系統(tǒng)能通過PLC控制實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)裝車功能。列車勻速前進(jìn)時，若車箱均為同一規(guī)格，可實(shí)現(xiàn)自動裝車，也會生成相應(yīng)的裝車報告。車箱規(guī)格不同時也能實(shí)現(xiàn)半自動化裝車，適應(yīng)能力極強(qiáng)。

(6)能實(shí)現(xiàn)邊裝車邊平煤，并可通過自身攜帶的取樣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)煤樣的采集工作。系統(tǒng)還配置有除塵降塵裝置，大大改善了作業(yè)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率。

(7)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動畫，以文字的形式顯示各種故障，既易于掌握，又易于維修。

(8)報表功能比較完善，詳細(xì)記錄著車廂的編號、每節(jié)車廂的額定載重、具體的裝車時間、裝車人員、裝車人員簽名等。

1.2 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)[3]。

(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臺備用泵，同時還需設(shè)置1臺備用電機(jī)，以滿足液壓系統(tǒng)對控制動作的精準(zhǔn)要求，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)裝車溜槽液、控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要控制裝車溜槽液壓缸的升降動作，同時還具有校正砝碼的功能。

(3)緩沖倉平板閘門液壓控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)置8個規(guī)格一致的液壓臺，但對動作順序有較為嚴(yán)格的要求，且開閉速度不同，可通過電液換向閥組來解決這一弊端。

(4)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動作，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)100 L。

(5)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。

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

(7)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。

2 自動裝車系統(tǒng)液壓故障

液壓設(shè)備故障發(fā)生率往往與其自動化程度成正比。不同于電氣等系統(tǒng)故障，其故障呈擴(kuò)散性特點(diǎn)。系統(tǒng)一旦某一元件發(fā)生故障，就會引發(fā)其他故障的發(fā)生。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，以及時發(fā)現(xiàn)故障、及時解決。

2.1 設(shè)備調(diào)試階段的液壓故障

該階段設(shè)備故障率較高，且造成故障的原因多種多樣。常見的故障主要有：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)，主要原因是液壓油中存在臟物，卡死了液壓缸的閥芯；③阻尼孔堵塞，引起系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，影響了系統(tǒng)的正常工作；④某些閥類元件存在漏裝或管道接錯問題，液壓系統(tǒng)動作混亂；⑤因設(shè)計(jì)或沒有正確選擇液壓元件，液壓系統(tǒng)不能很好實(shí)現(xiàn)所需動作。

2.2 設(shè)備運(yùn)行初、中期的液壓故障

自動裝車系統(tǒng)運(yùn)行初、中期的液壓故障有：①管接頭振松甚至振脫；②液壓油缸等元件使用質(zhì)量較差的密封圈時，容易產(chǎn)生損壞漏油問題；③如果液壓油中攜帶了鐵屑等雜物，油液流動會堵塞阻尼孔和濾油器，沖刷、損壞系統(tǒng)的管壁和元件，造成系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定和工作速度不均勻，甚至液壓元件失靈。一般而言，設(shè)備運(yùn)行至使用壽命的一半時，故障率較低，此時只要液壓油保證一定的清潔度，液壓統(tǒng)就處于較好的工作狀態(tài)。

2.3 設(shè)備運(yùn)行中后期的液壓故障

設(shè)備運(yùn)行時間較長時，各液壓元件磨損程度不一。易損壞的元件故障率不斷增大，影響裝車效率。應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)性檢查，若發(fā)現(xiàn)元件損壞，及時更換。

3 液壓故障處理措施

3.1 油缸故障判斷

判斷油缸是否工作正常的方法主要有：①看，觀察油箱溫度是否突然增加；②聽，聽油缸動作聲音是否異常；③摸，用手觸摸油缸外表面是否發(fā)熱。

首先檢查油泵是否損壞，蓄能器閥門是否打開。如無問題，接著檢查溢流閥設(shè)定壓力是否偏低，油缸是否竄液。如此逐一排查，基本可以找到或排除液壓油缸故障。

液壓系統(tǒng)一旦產(chǎn)生故障，不僅影響裝車系統(tǒng)的正常工作，嚴(yán)重時甚至威脅工作人員的生命安全。因此液壓系統(tǒng)正常工作時，要做好故障的預(yù)防和維修工作。

3.2 故障處理措施

(1)采取定期檢查油箱中油量的措施，防止液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣，保證油箱油量充足。

(2)確保液壓系統(tǒng)密閉性良好，防止大氣壓力遠(yuǎn)高于系統(tǒng)壓力。

(3)定期檢查油箱中液壓油高度，確保液壓油冷卻條件良好。做好液壓設(shè)備的衛(wèi)生清潔工作，避免污物進(jìn)入液壓設(shè)備中，保證系統(tǒng)良好的散熱性能。

(4)為使液壓系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，可通過降低油泵和背壓閥的壓力來適當(dāng)降低系統(tǒng)壓力。

(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)取安裝冷卻裝置等措施保證液壓油溫度適宜，一旦油溫升高并超過規(guī)定值時，通過冷卻裝置將油溫降到規(guī)定范圍內(nèi)。

(7)液壓油污染主要是3方面因素造成的：一是液壓油的存儲技術(shù)及設(shè)備不合理；二是添加液壓油時就存在污染問題；三是拆裝液壓系統(tǒng)不符合規(guī)范，因此要從這3個方面進(jìn)行預(yù)防。

(8)系統(tǒng)中液壓油污染一般通過過濾器等設(shè)備來進(jìn)行清理。

4 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。

[1] 袁進(jìn)南，高 頂，王 仿，等.PLC在煤礦自動裝車系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電氣技術(shù)與自動化，2009(1)：137-139.

[2] 申小玲，牟明福.基于PLC的煤礦配煤裝車系統(tǒng)研究[J].煤礦機(jī)械，2013(9)：248-249.

[3] 劉慧敏.煤礦自動裝車系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017(5)：130-132.