煤礦掘進機故障處理及維護

張文杰，呂奎元，寧增強，胡順利，陳軍輝，閆瑞杰

（旬邑中達燕家河煤礦有限公司，陜西 咸陽 711300）

1 掘進機產品特點

本文以山西天地煤機裝備有限公司設計制造的EBZ160TY 型掘進機為例，其裝載能力大、過載能力強，液壓系統(tǒng)采用帶負載敏感控制的恒功率變量泵及比例減壓閥，切割電機采用恒功率雙速電機，切割效率高，行走速度實現(xiàn)0～15 m/min 無級變速，對復雜地質條件的適應性好，電氣系統(tǒng)采用了可編程控制器（PLC），對掘進機電控箱各系統(tǒng)進行保護。

2 液壓油的重要性和液壓系統(tǒng)的組成

在掘進機液壓系統(tǒng)和液壓傳動過程中，以液體作為工作介質，這就決定了液壓系統(tǒng)的工作性能會受到液體性質的嚴重影響。據不完全統(tǒng)計，70%左右的液壓系統(tǒng)故障與工作液體有關系，其實，液壓油在液壓系統(tǒng)中充當?shù)慕巧喈斢谌梭w中的血液一樣，重點要做到保證液壓油的清潔，如果油箱液壓油污染或者變質，必須及時全部更換，并且對油箱和液壓系統(tǒng)元件進行必要的清理工作。液壓系統(tǒng)由一臺90 kW 的電機驅動力士樂三聯(lián)變量柱塞泵，分別向星輪的兩聯(lián)換向閥、一運刮板機和行走履帶的三聯(lián)換向閥以及八個油缸的四聯(lián)換向閥提供高壓油，輸出壓力為23 MPa。

3 油泵運轉故障及其處理方法

液壓泵液壓系統(tǒng)的動力輸出元件將機械能轉化為壓力能[1]。目前燕家河煤礦有限公司使用的是德國力士樂柱塞泵，常見故障與維修處理方法分析如下。

對于油泵運轉過程中的常見故障，其產生的原因及處理方法如下：①油箱工作介質液壓油油位過低，吸油管及吸油過濾器堵塞不暢，吸油管子漏氣。處理方法為檢查油箱油量并及時追加液壓油至標準規(guī)定的油位，檢查吸油管是否堵塞，清洗或更換吸油濾油器濾芯，緊固管子連接處卡箍，避免漏氣現(xiàn)象發(fā)生。②油泵內部沒有充滿液壓油，有空氣，油泵旋轉方向不正確。處理方法為向油泵內加油灌滿泵，排除泵內儲存的空氣，及時更正油泵的旋轉方向。③油泵配油盤及缸體或柱塞之間磨損嚴重，導致內部泄漏過大，影響性能。處理方法為拆開泵體查看磨損嚴重情況，判斷是否有修復的價值，如果沒有，及時更換油泵。④油箱油溫過高，油箱內部油質量不良，油泵溫度過大。進行原因分析，檢查冷卻水是否暢通，能否滿足水流量63 L/min 的要求，如果達不到，就要及時清理冷卻器內部污垢。如果液壓油內混入水分、固體顆粒等雜質，就會使液壓油的物理性能和化學性能明顯下降，黏度達不到要求，抗磨性能降低，在液壓循環(huán)過程中溫度就會很快升高。處理方法更換液壓油并及時清理油箱內部。⑤油泵壓力達不到標準壓力值。進行原因分析，包括壓力表損壞或堵塞，應更換壓力表；油泵的泵頭閥調不上壓力，應拆下泵頭閥清洗內部，觀察有無卡?。挥捅脫p壞，應拆開油泵觀察內部柱塞和配油盤是否磨損嚴重，更換油泵；溢流閥調壓不符合要求，應重新調節(jié)溢流閥壓力。⑥油泵產生噪聲。進行原因分析，包括泵體內吸入空氣，對此應排除泵內空氣；油箱油位過低；吸油管路堵塞及阻力大；電機對輪和油泵連接不同心，對此應重新調整電機和油泵的位置。⑦液壓柱塞泵滑靴故障震動原因分析。原因為液壓油被污染，由于液壓油污染得不到合理的控制，油液中的污染雜質顆粒進入滑靴和球頭的接觸面，造成滑靴損壞；配件的質量問題，所使用的配件材質不符合要求。

4 液壓馬達故障及其處理方法

液壓馬達作為液壓執(zhí)行機構，它將液壓泵的液壓能轉變?yōu)闄C械能分配至其他機構做功，是能量轉換裝置[1]。馬達運轉慢或動力扭矩小，分析產生的原因如下：①油泵故障造成液壓系統(tǒng)壓力低，流量損失供油不足；②馬達各接合面嚴重泄漏，油封損壞，緊固或更換油封；③馬達內部零件磨損內部泄漏嚴重，更換馬達；④液壓換向閥故障，影響馬達的壓力流量；⑤先導控制閥故障，影響液控換向閥的閥芯開度，調節(jié)泵頭閥負載敏感和壓力切斷。

5 液壓缸故障及其處理方法

液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構，液壓缸具有結構簡單、制造容易、工作可靠、維修方便等優(yōu)點[1]。

液壓缸常見的故障與排除方法如下：①切割升降油缸自行下降。分析原因可能是安全平衡閥內部損壞導致，處理方法為更換平衡閥。②油缸動作不靈敏、阻力大。進行原因分析，液壓缸內部有空氣存在，通過排氣閥進行排氣，液壓缸卡死，處理方法為改善運動的潤滑狀態(tài)。③油缸有漏油現(xiàn)象。進行原因分析，液壓缸的密封圈損壞，處理方法為更換密封圈。④油缸壓力不足。進行原因分析，油缸內部活塞密封損壞，導致串液，處理方法為更換活塞密封。

6 液壓控制閥故障及其處理方法

液壓控制閥作為液壓系統(tǒng)的控制元件，用來控制工作液體的壓力、流量，來改變運動方向[1]。

液壓控制閥常見故障與排除方法如下：①液壓控制閥沒有壓力。進行原因分析，閥芯卡住不能移動，閥芯表面被劃傷和閥體內控被劃傷，油液污染使閥芯卡阻和彎曲。處理方法為拆卸換向閥仔細清洗研磨修復內孔，校直或更換閥芯。②調壓閥的彈簧太軟，閥芯不能自動復位；閥芯彈簧太硬，閥芯推不到位。處理方法為更換彈簧。③閥體外泄漏，閥內密封圈失效損壞。處理方法為更換密封圈。④運動速度過慢。處理方法為調節(jié)液壓控制閥的流量控制閥，順時針轉動，直到增大流量到標準為止。⑤液壓控制閥的壓力變小。原因為長時間使用導致閥內磨損，從而壓力下降。處理方法為重新調節(jié)壓力調節(jié)閥到標準壓力。⑥在運行過程中閥芯突然卡住不動作，進行原因分析，外部的侵入物造成閥芯卡住，處理方法為去除污物。系統(tǒng)內油液有污染，例如密封圈的磨損，有可能形成膠狀物懸浮。備件在庫存的時候沒有保護好，這樣有可能使其氧化生銹，從而給內部的銹蝕埋下了隱患。⑦壓力突然升高。進行原因分析，包括主閥芯零件工作不靈敏，系統(tǒng)在關閉的狀態(tài)時突然被卡死；加工的液壓零件精度過低，裝配質量差，油液過臟；先導閥閥芯與閥座結合面粘住分離不開，造成液壓系統(tǒng)不能實現(xiàn)正常卸載，處理方法為調整彈簧彎曲變形或更換彈簧。

7 機械系統(tǒng)故障維修

7.1 切割部炮頭不轉動故障

對于切割部炮頭不轉動故障，采取如下措施：①檢查切割電機是否損壞，將掘進機停機斷電閉鎖，打開電機接線腔的蓋板，對接線柱進行驗電放電，搭接放電線，用歐姆表測試電機的絕緣阻值。如果表針歸零證明電機已燒毀，需要更換電機。②切割電機過負荷導致溫度升高，電機的熱敏電阻保護動作。對此，應減少切割頭的進刀尺寸，嚴格按照掘進機的使用說明書和操作規(guī)程進行作業(yè)，加大電機冷卻水的流量，從而避免切割電機過負荷和高溫不動作。③電機和二級行星減速機的花鍵套損壞，對此，更換花鍵套。④二級行星減速機的花鍵套或一級太陽輪損壞，造成切割頭不轉。對此，將減速機解體更換花鍵軸或一級太陽輪。⑤懸臂段主軸的軸承損壞，導致切割頭不轉動，對此，更換懸臂段。⑥二級行星減速機如果缺油會造成高溫現(xiàn)象，使零部件得不到潤滑和降溫的效果，導致設備損壞，發(fā)現(xiàn)油位減少及時追加齒輪油，避免事故的發(fā)生。

7.2 行走部履帶不動作故障

對于行走部履帶不動作故障，采取如下措施：①檢查行走履帶的馬達壓力是否正常。如果壓力表沒有壓力輸出，證明馬達內部泄液嚴重，需要更換液壓馬達；如果壓力值正常，檢查馬達制動系統(tǒng)是否損壞，剎車損壞一般伴隨著有油煙的味道，導致剎車打不開，內部的內摩擦片和外摩擦片的活塞制動器無法動作。對此，更換剎車制動裝置。②檢查行走減速器，拆下馬達和剎車后，用手拿活動扳手轉動軸齒輪，如果轉動并且可以轉動一圈，證明減速器內部元件損壞，要更換減速器。③檢查行走部履帶板是否被大塊煤干卡住，如果是，則處理煤干石。

7.3 一運刮板機運行故障

對于一運刮板機運行故障，采取如下措施：①檢查驅動裝置的馬達，檢查馬達的壓力值是否正常。如果壓力值偏小，伴隨著有泄液的聲響，證明馬達內泄嚴重，要更換馬達。②檢查驅動裝置的軸承和花鍵套是否磨損嚴重，如果損壞，應及時更換。③檢查刮板機的溜槽中板是否有物料卡住不能運轉，如果是，將鏈條斷開取出卡在中板中的物料。④檢查機尾處的改向鏈輪組是否轉動，如果磨損嚴重或者軸承損壞，則應更換鏈輪組。⑤鏈條運轉不正常，驅動裝置鏈輪磨損嚴重。對此，更換磨損嚴重的鏈輪。⑥運行過程中的鏈條飄鏈現(xiàn)象，溜槽和鏟板部的壓鏈板損壞或磨損嚴重，對此，應及時更換。⑦鏈條過松。對此，應去掉7 環(huán)鏈更換為5 環(huán)鏈；機頭通過張緊油缸進行張緊，追加墊板使鏈條松緊適中。

7.4 鏟板部星輪驅動裝置故障

對于鏟板部星輪驅動裝置故障，采取如下措施：①檢查驅動裝置的軸承和花鍵套是否損壞，如果損壞，應及時更換；②檢查馬達的壓力值是否正常。如果不正常，且伴隨著有泄液的聲響，證明馬達內泄嚴重。檢查馬達的花鍵軸的磨損情況，如果磨損嚴重，則更換馬達。

8 電氣故障處理

該機型所配備的電控系統(tǒng)由4 部分組成，分別是主回路、電源、保護器和控制回路。

電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，必須停電閉鎖，并對上級開關停電閉鎖掛牌，專人看管，檢修時嚴禁帶電開蓋，開門后，首先，用專用驗電筆測量電路是否停電，做到安全確認，然后進行放電工作，搭接牢固地線。

照明燈不亮和電鈴不響故障，排除方法：①檢查照明燈和電鈴是否損壞，如果損壞，應及時更換；②檢查線路是否損壞，如果損壞，應及時更換；③檢查短路保護裝置熔斷器FU10 和FU11 是否損壞，如果損壞，應及時更換；④檢查繼電器是否損壞或虛接，是則更換或緊固。

針對電機不啟動故障，排除方法如下：①檢查急停按鈕是否損壞；②檢查操作箱按鈕是否損壞，是則更換按鈕緊固線路；③檢查是否為接觸器損壞、接觸器損壞或線路虛接，是則更換和緊固線路；④檢查電機和電纜的絕緣值是否損壞，是則及時更換；⑤檢查保護器是否損壞，是則更換保護器。

為了方便檢修工作，檢修時可以參考以下建議：如果接觸器不吸合，首先檢查接觸器及驅動線圈電器線路的接線有無松動，如果沒有問題可以進行下一步檢查工作，繼續(xù)檢查接觸器和繼電器的電源有無問題，檢查PLC 的輸入輸出情況。

維護保養(yǎng)：①定期對電控箱和電機的防爆面進行清理除銹，并且在防爆面上涂上一層薄薄的凡士林；②由于設備長期處于震動的狀態(tài)，必須定期對內部的電器元件的固定螺絲緊固處理，避免不必要的事故發(fā)生。

9 日常檢查保養(yǎng)

日常檢查保養(yǎng)措施如下：①嚴格按照掘進機的潤滑系統(tǒng)，對潤滑部位進行注油。目前旬邑中達燕家河煤礦使用的注油設備是風動黃油槍，方便快捷，節(jié)約維護保養(yǎng)時間。②檢查油箱的油位，油位不足應及時補加液壓油，定期檢查油箱的油脂，油液如果嚴重污染，必須應及時更換新油。設備連續(xù)運行3 個月時更換液壓油濾芯，連續(xù)運行6 個月時更換液壓油。③通過各減速器觀察窗檢查潤滑油油位，不足應及時添加，嚴格按照油脂的使用周期更換潤滑油。檢查各減速器有無異常聲響和高溫發(fā)熱現(xiàn)象，如有，則找出原因排除故障。④檢查切割頭截齒的磨損情況，及時更換磨損嚴重的截齒，避免磨損齒座。⑤檢查冷卻水系統(tǒng)，保證內外噴霧運行正常，噴霧頭霧化完好，及時清理堵塞的噴霧頭。發(fā)現(xiàn)冷卻水流量變小時，查找故障原因，及時檢查過濾器和冷卻器，清理過濾器中的雜物，進水管將冷卻器反水倒流，清理冷卻器內部的污垢。⑥檢查操作臺液壓系統(tǒng)的操作手柄是否靈活可靠，壓力表是否準確完好。⑦檢查各重要聯(lián)接部位的螺絲是否有松動的，發(fā)現(xiàn)松動的及時擰緊。⑧檢查行走部履帶鏈條的松緊程度，最佳標準懸垂度為35°～65°，履帶松則用黃油槍通過導向張緊輪的張緊油缸里面通過向單向閥注入黃油，并追加適量的墊板。⑨檢查一運刮板機回鏈最大下垂度不大于70 mm，鏈條松則使用黃油槍向驅動機頭兩側的張緊油缸向單向閥注入黃油張緊，并追加墊板。⑩檢查二運橋式皮帶機的運行是否有跑偏現(xiàn)象，如果有，則及時調節(jié)三節(jié)輥和直棍的運轉方向，也可以通過調節(jié)電滾筒兩側的張緊裝置進行調節(jié)，從而校正皮帶。?檢查機體的前后照明燈、電鈴、急停和瓦斯傳感器等各類保護是否完好，電纜無損壞。?對于停止使用的掘進機，停機后油缸銷軸全部注油，切割電機和冷卻器中的積水用壓風將其全部排出，避免積水長時間的對設備腐蝕。

10 結束語

作為一名專業(yè)的掘進機維修技術員，維護好掘進機是使命，同樣也是職責所在。在掘進工作過程中減少或避免故障，減小不必要的經濟損失，使掘進機更好地服務于煤礦，提高維護質量至關重要。本文主要闡述了掘進機的液壓和電器系統(tǒng)故障和維修及日常檢查保養(yǎng)等技術問題。