露天煤礦機(jī)械常見液壓故障及處理策略探討

黃子傲

（內(nèi)蒙古平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司礦建工程分公司，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

1 露天煤礦機(jī)械液壓故障類型及原因

1.1 液壓系統(tǒng)中滲入空氣

露天煤礦的生產(chǎn)作業(yè)中，機(jī)械設(shè)備作為核心生產(chǎn)要素，承擔(dān)著艱巨的生產(chǎn)任務(wù)。機(jī)械設(shè)備中的液壓系統(tǒng)作為關(guān)鍵構(gòu)成部分，在運(yùn)行過程中受內(nèi)外部因素影響較大，系統(tǒng)中滲入空氣是相對常見的故障，若有空氣進(jìn)入系統(tǒng)，液體氣泡在液流影響下逐步流到高壓力區(qū)域，更大的壓力作用下氣泡迅速破裂，產(chǎn)生液壓沖擊、噪聲、振動等現(xiàn)象[1]。另外，氣泡導(dǎo)致液流連續(xù)性不足，油管通油能力顯著下降，流量與壓力異常變化，較大的沖擊載荷下，部分液壓元件可能有局部破損，使液壓系統(tǒng)出現(xiàn)異常。液壓系統(tǒng)運(yùn)行中滲入空氣主要由液壓油問題引起，液壓油內(nèi)滲入了部分空氣，一旦系統(tǒng)壓力低于空氣分離壓力，溶于液壓油中的空氣被分離，就會產(chǎn)生氣泡，干擾液壓系統(tǒng)的運(yùn)行。

1.2 液壓油純度不合格

機(jī)械設(shè)備中的液壓系統(tǒng)運(yùn)行中，液壓油屬于介質(zhì)，完成能量傳遞，使液壓設(shè)備具有良好的抗磨、防腐、防銹能力。結(jié)合露天煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況，液壓油污染問題時有發(fā)生，若有關(guān)人員未及時解決這一問題，必將導(dǎo)致液壓系統(tǒng)過濾裝置的堵塞，液壓系統(tǒng)無法維持最佳運(yùn)行狀態(tài)。另外，由于露天煤礦的作業(yè)環(huán)境具有復(fù)雜性，若在機(jī)械工作時未考慮環(huán)境對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的影響，同樣可能因環(huán)境因素降低液壓油純度。一般來說，液壓系統(tǒng)在工作期間將同步產(chǎn)生較多的細(xì)微性顆粒，而這些顆?？赡芪廴疽簤河?，導(dǎo)致液壓油純度不達(dá)標(biāo)。同時，若液壓系統(tǒng)運(yùn)行中煤塵、巖塵逐步進(jìn)入油箱，液壓油性能將顯著降低。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行中油溫過高

在正常工作狀態(tài)下，液壓系統(tǒng)的油溫處于正常區(qū)間。以采掘機(jī)為例，其液壓系統(tǒng)的運(yùn)行溫度一般在32～52℃，溫度不得超過60℃。但露天煤礦生產(chǎn)中現(xiàn)場環(huán)境相對惡劣，液壓系統(tǒng)溫度超60℃的情況時有發(fā)生，油溫超出正常標(biāo)準(zhǔn)，使液壓油性能發(fā)生改變，黏度下降[2]。一般來說，若油溫過高，液壓系統(tǒng)的內(nèi)部密封圈硬度將有所下降，影響液壓系統(tǒng)的密封性。露天煤礦機(jī)械運(yùn)行中若發(fā)生系統(tǒng)泄漏、系統(tǒng)卸荷回路異常、散熱不佳等問題，都會導(dǎo)致液壓油溫度超出正常值。

1.4 液壓系統(tǒng)控制不穩(wěn)定

為發(fā)揮各種機(jī)械設(shè)備的功能優(yōu)勢，露天煤礦的生產(chǎn)作業(yè)全流程必須保持液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，消除系統(tǒng)的各類風(fēng)險。但是，部分露天煤礦機(jī)械設(shè)備的液壓故障頻發(fā)，主要表現(xiàn)為液壓系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性較差，供油不穩(wěn)，主要由以下因素導(dǎo)致。其一，液壓系統(tǒng)輸油管內(nèi)混入了一定的空氣，加劇了管路中的氣泡產(chǎn)生，機(jī)械工作時油壓忽高忽低。其二，部分雜物進(jìn)入輸油管路，雜物的顆?；蛘唧w積較大，導(dǎo)致管路不通，出油受阻。其三，溢流閥在長時間使用過程中發(fā)生了局部損壞或者老化問題，液壓油流入或流出受影響，油壓呈無規(guī)律變化。其四，管路溫度超出正常標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2 露天煤礦機(jī)械液壓故障診斷方法

2.1 一般故障診斷

露天煤礦的機(jī)械類型繁多，每一種機(jī)械設(shè)備都有其獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)，由于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行原理等各不相同，面臨的故障也呈現(xiàn)多樣化特征。機(jī)械設(shè)備面臨故障時，相關(guān)人員必須及時處理，不僅需快速組織專人分析故障，確定故障類型、位置及原因，還需采取更有針對性的處理措施。比如機(jī)械液壓故障，一般故障診斷法為最基礎(chǔ)性的診斷方式，這一方式的操作簡單且高效，但診斷結(jié)果的主觀傾向性明顯，若機(jī)械設(shè)備面臨復(fù)雜故障，將很難診斷出來。一般故障診斷法可細(xì)分為以下三種。

2.1.1 直覺經(jīng)驗法

直覺經(jīng)驗法完全依賴維修人員的工作經(jīng)驗，根據(jù)自身經(jīng)驗確定、處理故障，如通過看、聞、摸、聽等方式確定故障位置、原因，觀察有關(guān)元件是否有松動、聲音是否異常等問題；檢查測壓點(diǎn)壓力及液位高度，判定相關(guān)數(shù)值是否處于穩(wěn)定狀態(tài)；檢查不同元件之間的連接是否正常；檢查馬達(dá)、泵等有無異響；檢查系統(tǒng)元件的沖擊、油溫與振動大小。通過直覺經(jīng)驗法，可快速處理簡單故障。

2.1.2 參數(shù)測量法

直覺經(jīng)驗法需專業(yè)人員根據(jù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況，在恰當(dāng)位置配備各種儀表、儀器，利用專業(yè)化儀表和儀器檢測機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，獲得有關(guān)參數(shù)，將測量參數(shù)與設(shè)計參數(shù)進(jìn)行對比，若參數(shù)范圍超出正常波動標(biāo)準(zhǔn)，說明設(shè)備存在異常，需立即由專人根據(jù)儀表儀器的測量結(jié)果，綜合自身工作經(jīng)驗，確定機(jī)械設(shè)備是否存在故障或者其他異常情況。當(dāng)然，針對機(jī)械設(shè)備的一些復(fù)雜性故障，也可將參數(shù)測量與邏輯分析相結(jié)合。比如，在液壓故障判定方面，相關(guān)人員需分析設(shè)備、系統(tǒng)及元件的故障表現(xiàn)，再參考相互之間的邏輯關(guān)系，以元件結(jié)果、液壓原理圖為基準(zhǔn)，確定故障類型，進(jìn)行精確定位，制定切實可行的故障處理方案。

2.1.3 故障樹分析

故障樹分析法比較常用，在液壓故障處理方面有一定作用，具體的實施中相關(guān)人員需根據(jù)液壓系統(tǒng)建立故障樹邏輯結(jié)構(gòu)圖，經(jīng)過層層分析確定故障類型以及引發(fā)故障的直接、間接原因，在相對復(fù)雜且大型的液壓故障中得到的診斷結(jié)果相對可靠。

2.2 儀器診斷

露天煤礦機(jī)械的液壓故障往往伴隨著異常震動、噪聲、溫度異常、流量異常、壓力異常等，在實際的工作中由計算機(jī)或者儀器設(shè)備收集、分析異常數(shù)據(jù)，即可得到完整且準(zhǔn)確的故障信息。利用專有儀器診斷故障時，主要可采用熱力學(xué)、聲學(xué)、震動等診斷手段。比如，以鐵譜記錄為例，通過分析鐵粉圖譜，可獲取液壓系統(tǒng)腐蝕和磨損等故障的位置、類型、程度信息，以此為依據(jù)，確定故障處理措施。

2.3 智能診斷

智能診斷是通過采用各種智能化手段展開分析、傳遞，以識別、預(yù)測液壓故障。當(dāng)前的煤礦機(jī)械液壓故障診斷中，智能診斷主要以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、灰色系統(tǒng)、模糊診斷為代表。

3 露天煤礦機(jī)械液壓故障處理策略

3.1 做好系統(tǒng)運(yùn)行中的空氣防漏工作

煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，空氣滲入液壓系統(tǒng)的情況較為常見。因為空氣的滲入，液壓系統(tǒng)無法正常工作。如果要杜絕空氣滲入液壓系統(tǒng)問題所引發(fā)的液壓故障，相關(guān)人員在具體的工作中應(yīng)采取空氣防泄漏措施，以增強(qiáng)液壓系統(tǒng)的整體密封性。首先，有關(guān)人員在機(jī)械設(shè)備工作期間，應(yīng)密切注意油箱內(nèi)的油面高度，動態(tài)監(jiān)測油面高度，發(fā)現(xiàn)高度異常情況，應(yīng)及時與相關(guān)人員協(xié)商處理，封堵空氣滲入的通道，必要時更換元件，以保障液壓系統(tǒng)良好的運(yùn)行狀態(tài)。其次，在正常的工作中，企業(yè)需安排專人做好液壓系統(tǒng)密封裝置的常態(tài)化檢查，為液壓系統(tǒng)配備專業(yè)化監(jiān)測裝置，實時、準(zhǔn)確監(jiān)測液壓系統(tǒng)的密封情況[4]。液壓系統(tǒng)內(nèi)部是否有空氣滲入問題由壓力強(qiáng)度指標(biāo)決定，監(jiān)測裝置應(yīng)密切關(guān)注壓力強(qiáng)度的變化趨勢。最后，加強(qiáng)油箱防護(hù)，為避免空氣滲入，可在液壓系統(tǒng)油缸上設(shè)置固定排氣閥，利用固定排氣閥及時排出空氣。

3.2 進(jìn)行必要的液壓系統(tǒng)污染防護(hù)處理

煤礦機(jī)械液壓故障一般由液壓油純度不高導(dǎo)致，因此相關(guān)人員在實際的工作中需重視防污工作，分析液壓系統(tǒng)污染問題的原因，將防污作為常態(tài)化任務(wù)。首先，日常工作中，企業(yè)需安排專人負(fù)責(zé)檢查液壓系統(tǒng)的運(yùn)行情況，檢查時應(yīng)保障檢查的全面性，特別是關(guān)注細(xì)節(jié)問題。如排查液壓系統(tǒng)是否存在污染問題，檢查系統(tǒng)的液壓油存儲開關(guān)、系統(tǒng)附件拆裝開關(guān)、液壓油加減開關(guān)等是否能在整個系統(tǒng)內(nèi)正常工作，檢查各開關(guān)啟閉是否正常，如存在異常情況需及時維修。其次，實時檢測液壓油純度。一旦油品中的污染物含量超出標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)立即采取相應(yīng)的措施，可以更換液壓油，或為系統(tǒng)配備全新的污染物過濾裝置，發(fā)揮該裝置強(qiáng)大的過濾能力。若過濾裝置出現(xiàn)堵塞問題，應(yīng)及時維修或更換。

3.3 科學(xué)控制油液溫度

煤礦機(jī)械運(yùn)行過程中，油液溫度對液壓系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全存在較大干擾，若油液長時間維持在高溫狀態(tài)，將增大液壓系統(tǒng)的故障風(fēng)險。因此，為降低液壓故障的出現(xiàn)概率，相關(guān)人員在實際的工作中需做好相應(yīng)的管理、監(jiān)測與防護(hù)。首先，在日常的工作中，安排專人負(fù)責(zé)監(jiān)測油液溫度，系統(tǒng)工作期間相關(guān)人員需動態(tài)監(jiān)測并記錄油液溫度，將溫度結(jié)果與正常情況進(jìn)行對比，若發(fā)現(xiàn)異常，需及時處理。液壓系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)冷卻狀態(tài)時，應(yīng)采取清潔措施，保障相關(guān)元件的潔凈性[5]。其次，油液溫度過高可能由元件損壞導(dǎo)致，相關(guān)人員在實際工作中應(yīng)密切關(guān)注各種元件的工作情況，若個別元件有磨損或者出現(xiàn)其他問題，需立即處理，必要時更換新元件。最后，根據(jù)煤礦機(jī)械運(yùn)行中液壓系統(tǒng)對油品的需求，選擇高性能油品，油品的純度必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，以保障油品與液壓系統(tǒng)的匹配性[6]。

3.4 定期更換密封圈

露天煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行期間，液壓系統(tǒng)的故障類型多、故障原因多樣，相關(guān)人員為降低故障概率，需從專業(yè)角度采取更有針對性的預(yù)防措施。首先，針對液壓系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)的故障，有關(guān)人員需加強(qiáng)對密封圈重要性的認(rèn)識，合理使用密封圈。實際上，密封圈是一種橡膠圈，隨著使用時間的延長，密封圈常常會發(fā)生老化或者腐蝕現(xiàn)象。為避免密封圈損壞引發(fā)的故障，相關(guān)人員需定期更換密封圈，以增強(qiáng)液壓系統(tǒng)的密封性[7]。其次，更換密封圈時，尤其應(yīng)加強(qiáng)防塵工作，避免灰塵經(jīng)密封圈進(jìn)入輸油管路。最后，因為市場上密封圈的質(zhì)量參差不齊，有關(guān)人員在選購密封圈時，需加強(qiáng)質(zhì)量、價格等對比，優(yōu)選高性能的密封圈，并遵循相應(yīng)的更換步驟與要求。

4 結(jié)語

露天煤礦的機(jī)械化作業(yè)中，機(jī)械液壓故障相對常見，增大了機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行安全風(fēng)險，影響了正常的生產(chǎn)作業(yè)。為提高露天煤礦的生產(chǎn)安全、質(zhì)量及效率，相關(guān)人員需注意機(jī)械液壓故障分析及處理，引進(jìn)現(xiàn)代化故障診斷方法，構(gòu)建全新的液壓故障識別、診斷和預(yù)防體系。