采煤機液壓系統(tǒng)泄漏故障及維護

王 劍

（山西焦煤集團西山煤電集團官地礦機電科， 山西 太原 030022）

引言

采煤機為綜采工作面的核心綜采設(shè)備，其截割能力和可靠性直接決定綜采工作面的生產(chǎn)能力。在實際生產(chǎn)中，由于工作面頂板和底部煤層載荷的突變導(dǎo)致截割滾筒所承受的載荷為動態(tài)變化的。因此，使其液壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力及流量受到?jīng)_擊進(jìn)而導(dǎo)致泄漏故障[1]。為解決采煤機液壓系統(tǒng)泄漏的問題，本文將詳細(xì)研究導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄漏的原因，并針對性地提出維護措施和方案。

1 采煤機液壓系統(tǒng)概述

本文所研究采煤機的具體型號為MG400/920-WD，其液壓系統(tǒng)主要由主油路系統(tǒng)、操作系統(tǒng)以及保護系統(tǒng)組成。其中，主油路包括有主回路、補油回路以及熱交換回路?；谥饔吐吠ㄟ^改變液壓泵的排量和流量方向?qū)崿F(xiàn)采煤機調(diào)速和換向功能；補油回路為采煤機液壓系統(tǒng)補充液壓油；熱交換回路為冷卻油流經(jīng)的回路，實現(xiàn)采煤機機械構(gòu)件的冷卻功能。

基于操作系統(tǒng)完成對采煤機輔助液壓系統(tǒng)、截割部等各分系統(tǒng)的啟動、停止、調(diào)速和換向功能。基于保護系統(tǒng)可實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)主回路的超壓、低壓、欠壓以及主泵自動回零進(jìn)行保護。

組成MG400/920-WD 采煤機輔助液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的主要液壓元器件包括主液壓泵、液壓馬達(dá)、輔助液壓泵和液壓伺服變量系統(tǒng)[2]。各液壓元器件的參數(shù)如表1 所示。

2 采煤機液壓系統(tǒng)泄漏分析

綜采工作面生產(chǎn)環(huán)境惡劣，濕度大、環(huán)境內(nèi)粉塵濃度大且其在截割過程中振動較大，導(dǎo)致采煤機輔助液壓系統(tǒng)出現(xiàn)牽引速度慢、單向牽引速度慢、雙向不牽引的故障。主要表現(xiàn)為：當(dāng)采煤機遇到較大阻力時將會出現(xiàn)停止?fàn)恳默F(xiàn)象；采煤機只有一個方向能夠牽引；液壓系統(tǒng)內(nèi)部振動嚴(yán)重等。經(jīng)分析可知，導(dǎo)致采煤機輔助液壓系統(tǒng)上述故障主要由其液壓系統(tǒng)泄漏所導(dǎo)致。

表1 MG400/920-WD 采煤機輔助液壓系統(tǒng)液壓元器件參數(shù)

液壓系統(tǒng)的泄漏包括有內(nèi)泄漏和外泄漏。不論液壓系統(tǒng)的內(nèi)泄漏還是外泄漏均會影響采煤機的工作效率和穩(wěn)定性，且外泄漏還會加重液壓油的損耗。因此，需解決液壓系統(tǒng)的泄漏問題[3]。一般來說，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄漏的原因主要由于其設(shè)計、制造不合理以及設(shè)備維護、保養(yǎng)不及時所導(dǎo)致。經(jīng)研究可知，MG400/920-WD 采煤機液壓系統(tǒng)泄漏主要由液壓元件及其油液被污染所導(dǎo)致。

2.1 液壓泵的泄漏

液壓泵是采煤機液壓系統(tǒng)泄漏的主要原因，具體為液壓泵中柱塞與液壓缸孔形縫隙所導(dǎo)致的泄漏；由于油液污染所導(dǎo)致液壓泵的泄漏。經(jīng)統(tǒng)計，由于液壓泵損壞所導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄漏的故障統(tǒng)計如表2 所示。

表2 液壓泵損壞故障統(tǒng)計

經(jīng)統(tǒng)計，采煤機液壓泵損壞的主要原因為油液污染所導(dǎo)致。因此，可通過控制液壓泵油液的污染改善液壓泵的泄漏故障。

2.2 柱塞泵的泄漏

導(dǎo)致采煤機柱塞泵泄漏的原因包括有：

1）柱塞泵發(fā)熱嚴(yán)重導(dǎo)致其泄漏，且柱塞泵發(fā)熱嚴(yán)重由其液壓油溫過高、柱塞泵各零部件的磨損嚴(yán)重所導(dǎo)致。其中，油溫過高由于其液壓系統(tǒng)冷卻器失效或液壓油粘度系數(shù)過高所導(dǎo)致；柱塞泵各零部件磨損由于其加工、安裝精度不夠所導(dǎo)致[4]。

2）柱塞泵密封件失效導(dǎo)致泄漏，由于柱塞泵內(nèi)工作時的噪聲導(dǎo)致密封件之間出現(xiàn)松動。

3）柱塞泵斜盤調(diào)整傾角過小導(dǎo)致泄漏，由于柱塞泵斜盤傾角過小從而加劇柱塞泵內(nèi)的波動。而且，由于配油盤油槽加工精度低導(dǎo)致柱塞泵內(nèi)的壓力和噪聲增大。

4）柱塞泵裝配不合理加劇磨損導(dǎo)致泄漏，主要表現(xiàn)為柱塞與柱塞控制之間的間隙過大、配油盤定位孔與油泵定位銷之間存在誤差導(dǎo)致彈簧失效進(jìn)而導(dǎo)致柱塞泵回程不滿足要求。

綜上所述，導(dǎo)致采煤機液壓系統(tǒng)泄漏的主要原因為油液被污染或液壓元器件設(shè)計、安裝精度不高、各零部件的裝配存在誤差所導(dǎo)致。

3 液壓系統(tǒng)泄漏的控制

針對采煤機液壓系統(tǒng)泄漏的問題，為其液壓系統(tǒng)增設(shè)油溫控制裝置、自動冷卻系統(tǒng)。

1）液壓油油溫過高是導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄漏的主要原因[5]，因此需對油液油溫進(jìn)行實時監(jiān)測。根據(jù)采煤機液壓油的合理溫度范圍，將其溫度監(jiān)測范圍設(shè)定為50～70℃。具體控制原理如下：當(dāng)監(jiān)測到液壓油油溫超過限值時，溫度控制開關(guān)閉合且指示燈發(fā)亮并發(fā)出報警，進(jìn)而觸發(fā)電磁閥動作，控制采煤機停止運行。當(dāng)液壓油溫度恢復(fù)正常后，油溫控制開關(guān)打開，進(jìn)而觸發(fā)電磁閥動作，控制采煤機正常運行。

2）自動冷卻系統(tǒng)是配合油溫控制裝置使用的系統(tǒng)。當(dāng)油溫超高限值時，冷卻系統(tǒng)在泵的作用下將高溫液壓油經(jīng)散熱器回油箱，進(jìn)行強制降溫。當(dāng)油溫降低至合理值時，冷卻泵停止運行，被降溫后的液壓油回到管路中。

4 結(jié)論

采煤機作為綜采工作面的關(guān)鍵綜采設(shè)備，其各分系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性將直接決定設(shè)備的生產(chǎn)能力。液壓系統(tǒng)泄漏是威脅采煤機高效、高產(chǎn)生產(chǎn)的主要因素，具體如下：

1）導(dǎo)致采煤機液壓系統(tǒng)泄漏的主要原因為液壓油被污染以及液壓系統(tǒng)元器件設(shè)計、安裝精度不高，且各零部件安裝存在誤差所導(dǎo)致的。

2）根據(jù)觀測液壓油的顏色變化判斷液壓油是否被污染，并針對性對液壓油進(jìn)行處理；此外，在系統(tǒng)維護中還需主要維護環(huán)境和工具的清潔性。

3）針對性地為采煤機增設(shè)油溫監(jiān)測裝置和冷卻系統(tǒng)。