煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障問題研究

王飛

煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障問題研究

王飛

（中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司，山西 太原 030032）

煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)作為煤礦采掘中使用最為普遍的液壓設(shè)備，會(huì)因?yàn)槭褂梅绞胶铜h(huán)境的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的故障，影響煤礦采掘的進(jìn)度?；诖?，有必要對煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)的故障進(jìn)行針對性的研究，以此尋求能夠保障液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行的科學(xué)策略。在分析煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)的主要故障及其原因的基礎(chǔ)上，就液壓系統(tǒng)的日常維護(hù)策略進(jìn)行科學(xué)性的探索，為液壓系統(tǒng)故障的防范與解決提供科學(xué)的方法指導(dǎo)。

煤礦資源；煤礦采掘；機(jī)械液壓系統(tǒng)；故障解除

煤礦作為基礎(chǔ)性能源，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展的基本保障。雖然近年來經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展要求對煤礦資源開發(fā)和適應(yīng)提出了更高的挑戰(zhàn)，但社會(huì)整體煤礦資源的需求量卻在持續(xù)不斷地提升。在煤礦開采門檻持續(xù)提高的情況下，資源開采主體需要借助更加先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備來提高煤礦采掘的機(jī)械化水平。就目前煤礦資源的開采來看，較多地采用機(jī)械液壓系統(tǒng)來提高施工效率與質(zhì)量。然而，隨著煤礦開采作業(yè)儀器設(shè)備的不斷改進(jìn)和更新以及煤礦采掘技術(shù)水平的不斷提升，機(jī)械液壓系統(tǒng)的使用要求和環(huán)境發(fā)生了明顯性的變化，這使得液壓系統(tǒng)運(yùn)行面臨更高的要求。雖然在日常的煤礦采掘作業(yè)中，有關(guān)主體會(huì)對機(jī)械液壓系統(tǒng)進(jìn)行常態(tài)化的檢查和維護(hù)，但這很難完全保證系統(tǒng)運(yùn)行的持續(xù)性、安全性和可靠性。為此，除了要開展好系統(tǒng)日常的運(yùn)行維護(hù)工作以外，還要通過對采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的故障問題進(jìn)行針對性的分析研究，以提高液壓系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的效率和效果，保證采掘工作的順利開展。

1 煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行中常見的故障及其原因分析

煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)作為煤礦采掘機(jī)械運(yùn)行的保障性內(nèi)容，其運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性決定了系統(tǒng)運(yùn)行過程中必然會(huì)出現(xiàn)多種多樣的故障和問題。對于煤礦采掘主體而言，有效把握煤礦采掘機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生原因，是提高故障應(yīng)對效率和效果的有效措施。結(jié)合當(dāng)前煤礦采掘液壓系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況來看，系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的問題及其原因主要有以下幾方面。

1.1 液壓系統(tǒng)中滲入空氣

液壓系統(tǒng)中滲入空氣是液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。一旦液壓系統(tǒng)中滲入空氣，液體中的氣泡就會(huì)隨著液流運(yùn)動(dòng)到壓力較高的區(qū)域，并且會(huì)在較高的壓力作用下迅速破裂，從而引起局部的液壓沖擊，產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)等情況。同時(shí)，氣泡會(huì)破壞液流的連續(xù)性，降低油管的通油能力，使流量和壓力產(chǎn)生波動(dòng)，導(dǎo)致液壓元件承受沖擊載荷，影響元件的使用壽命。液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中之所以能滲入空氣，主要原因在于液壓油中通常會(huì)滲入一定量的空氣，當(dāng)液壓系統(tǒng)中的壓力低于空氣分離壓力時(shí)，溶于液壓油中的空氣就會(huì)被分離出來，形成氣泡。并且，當(dāng)壓力降至油液的飽和蒸氣壓力以下時(shí)，油液會(huì)因?yàn)榉序v而產(chǎn)生大量的氣泡。

1.2 液壓油純度不合格

液壓油是液壓系統(tǒng)運(yùn)行的液壓介質(zhì)，在液壓系統(tǒng)中主要發(fā)揮著能量傳遞，增強(qiáng)液壓設(shè)備的抗磨、防腐、防銹能力的作用。一旦液壓系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)液壓油污染的情況，勢必會(huì)造成液壓系統(tǒng)內(nèi)部的過濾裝置發(fā)生堵塞，進(jìn)而引起液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。雖然當(dāng)前可供選擇的液壓油的品牌種類有很多，但有一部分液壓油的純度并未達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，而液壓系統(tǒng)運(yùn)行中一旦存在液壓油純度不合格的情況，勢必會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障。同時(shí)，采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性也是造成液壓油純度不合格的重要原因。液壓系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過程中，自身會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)微性顆粒，這些顆粒會(huì)污染液壓油，造成液壓油純度發(fā)生變化。液壓系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境中的大量煤塵、巖塵等粉塵顆粒也會(huì)隨著系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)入液壓油箱，溶入到液壓油內(nèi)，進(jìn)而造成液壓油純度發(fā)生變化。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行中油溫過高

常規(guī)情況下，煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行的溫度為32～52 ℃，溫度應(yīng)保持在60 ℃以下。然而，在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行過程中，會(huì)因?yàn)檫\(yùn)行環(huán)境等因素的影響，溫度超過60 ℃，出現(xiàn)油溫過高的情況，這會(huì)導(dǎo)致液壓油自身的物理屬性發(fā)生改變，出現(xiàn)諸如黏度降低、過濾網(wǎng)的流通速度加快等影響液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行的問題。并且，油溫過高會(huì)影響系統(tǒng)內(nèi)部密封圈的硬度，造成液壓系統(tǒng)的密封性能下降，出現(xiàn)空氣滲入等問題。一般來說，液壓系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)溫度過高的情況主要是由于系統(tǒng)的泄漏問題嚴(yán)重、系統(tǒng)卸荷回路運(yùn)行不良、系統(tǒng)散熱功能不良、所使用的油品質(zhì)量不合格等因素所致。

2 應(yīng)對煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的具體措施

通過對煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生的故障及原因分析可以發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)生的主要原因通常是機(jī)械運(yùn)行過程中的不穩(wěn)定性、不規(guī)范性。因此，在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備使用過程中，有關(guān)主體要加強(qiáng)對系統(tǒng)的維護(hù)和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生的可能原因，并采取有效的應(yīng)對策略，以確保系統(tǒng)故障的及時(shí)排除。具體來看，煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的應(yīng)對應(yīng)當(dāng)從以下幾方面著手開展。

2.1 做好系統(tǒng)運(yùn)行中的空氣防漏工作

因?yàn)橐簤合到y(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)空氣滲入情況而出現(xiàn)的空穴現(xiàn)象是影響煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行的典型障礙。根據(jù)液壓系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)空氣滲入情況的原因，要通過有效的空氣防漏工作來保證系統(tǒng)運(yùn)行的密閉性和安全性。

首先，要加強(qiáng)對油箱內(nèi)油面高度的監(jiān)測。工作人員要常態(tài)化、持續(xù)性地對液壓系統(tǒng)中的油箱內(nèi)的油面高度進(jìn)行檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)油箱中可能存在的空氣滲入問題。一旦出現(xiàn)空氣滲入情況，工作人員要及時(shí)采取必要的防護(hù)措施，必要時(shí)可對相關(guān)的部件進(jìn)行更換，以保證液壓系統(tǒng)運(yùn)行的安 全性。

其次，要注重液壓系統(tǒng)密封裝置的常態(tài)化檢查與保護(hù)。工作人員要借助相應(yīng)的監(jiān)測裝置對液壓系統(tǒng)的密封裝置進(jìn)行有效的監(jiān)測，通過液壓系統(tǒng)的壓力強(qiáng)度指標(biāo)來判斷液壓系統(tǒng)內(nèi)部空氣的滲入情況，以便及時(shí)把握液壓系統(tǒng)的密封性。

最后，要對油箱進(jìn)行必要的防護(hù)。為防止空氣滲入液壓系統(tǒng)，可以在系統(tǒng)的油缸上設(shè)置相應(yīng)的固定排氣閥，有效清除液壓裝置內(nèi)部積壓的空氣，有效保護(hù)液壓系統(tǒng)的安全性。

2.2 進(jìn)行必要的液壓系統(tǒng)污染防護(hù)處理

液壓系統(tǒng)防污處理是有效避免系統(tǒng)運(yùn)行中存在的顆粒類污染物可能造成的系統(tǒng)故障的方法。針對液壓系統(tǒng)污染問題產(chǎn)生的原因，應(yīng)將防污處理的重點(diǎn)放在系統(tǒng)的檢查和維護(hù)方面。

首先，要開展規(guī)范性、全面性的系統(tǒng)檢查。在系統(tǒng)日常運(yùn)行管理過程中，要對系統(tǒng)的每個(gè)細(xì)節(jié)部位進(jìn)行規(guī)范、嚴(yán)格和全面的污染檢查和問題排查。需要注意的是，要重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)中的液壓油存儲開關(guān)、系統(tǒng)附件拆裝開關(guān)以及液壓油加減檢查開關(guān)這“三關(guān)”運(yùn)行狀態(tài)的安全性，避免因?yàn)殚_關(guān)故障造成污染物的進(jìn)入。

其次，要定期清理液壓系統(tǒng)中的污染物。為避免因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部的污染物過濾裝置堵塞等問題造成系統(tǒng)運(yùn)行故障情況的出現(xiàn)，技術(shù)人員要定期對系統(tǒng)內(nèi)部的過濾裝置進(jìn)行檢查維護(hù)，定期更新過濾裝備，保證系統(tǒng)內(nèi)部污染物過濾功能的正常發(fā)揮。同時(shí)，要對液壓系統(tǒng)內(nèi)部的循環(huán)狀況進(jìn)行常態(tài)化的檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決內(nèi)部循環(huán)不暢造成的污染 問題。

2.3 科學(xué)控制油液溫度

液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的油液溫度會(huì)對液壓系統(tǒng)運(yùn)行的性能和狀態(tài)產(chǎn)生直接影響，并且對設(shè)備的使用壽命也有較大的影響。對于可能出現(xiàn)的油液溫度過高的問題，要通過科學(xué)的手段來檢測和控制溫度。

首先，常態(tài)化檢測油液溫度。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，工作人員應(yīng)實(shí)時(shí)觀察和記錄油液的溫度，確保溫度在液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行的溫度區(qū)間內(nèi)。當(dāng)液壓系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)冷卻狀態(tài)時(shí)，要通過必要的清潔措施來改善設(shè)備的清潔度，增強(qiáng)對液壓設(shè)備的保護(hù)。

其次，及時(shí)檢查更新液壓系統(tǒng)內(nèi)部的元件。工作人員要對液壓系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵性內(nèi)部元件的磨損情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的觀察記錄，對于達(dá)到使用壽命或者使用功能下降的元件，要進(jìn)行及時(shí)的更新替換，避免因?yàn)橄到y(tǒng)整體散熱不良造成油溫過高的問題。

最后，選擇質(zhì)量合格的油品。在油品選擇時(shí)，要根據(jù)液壓機(jī)械裝置的建議選擇合適的油品，避免因?yàn)橛推放c裝置性能不符造成系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)溫度過高的問題。同時(shí)，要對液壓系統(tǒng)中的油液黏度進(jìn)行分析，確保整個(gè)油液黏度的合理性。

3 結(jié)語

隨著煤礦行業(yè)發(fā)展要求的持續(xù)提高，煤礦企業(yè)轉(zhuǎn)型升級已然成為一種必要事項(xiàng)。在煤礦資源開采過程中，煤礦采掘機(jī)械是保證采掘行為安全、有效開展的重要技術(shù)性措施。鑒于煤礦采掘機(jī)液壓系統(tǒng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各類故障和問題，要在分析故障產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，通過做好系統(tǒng)運(yùn)行中的空氣防漏工作、進(jìn)行必要的液壓系統(tǒng)污染防護(hù)處理、科學(xué)控制油液溫度等措施加以防范，以保證煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，避免故障出現(xiàn)可能造成的諸多不利 影響。

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TD421

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.14.056

2095－6835（2020）14－0134－02

〔編輯：王霞〕