煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障及維修探析

程 宏

(西山煤電發(fā)電公司，山西 太原 030027)

隨著工作面開采強(qiáng)度的不斷增加以及開采工藝、開采設(shè)備的更新?lián)Q代，很多煤礦出現(xiàn)了明顯的采掘接替緊張的問題，因此全面提升煤礦掘進(jìn)效率已經(jīng)成為了必然選擇。掘進(jìn)機(jī)中除油泵、截割頭等使用的是電機(jī)驅(qū)動之外，其他部位均是液壓系統(tǒng)供能。掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)工作的可靠性、穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個掘進(jìn)工作面整體的工作效率。因此，對煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障及維修進(jìn)行分析有著較為重要的意義。

1 煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)運(yùn)行原理

液壓系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的重點(diǎn)組成部分，主要包含行走機(jī)構(gòu)、截割升降回路、鏟板升降回路、中間運(yùn)輸機(jī)等。煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖見圖1.

圖1 煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖

2 液壓系統(tǒng)常見的故障類型

2.1 由于機(jī)械問題導(dǎo)致的液壓系統(tǒng)故障

由于機(jī)械故障導(dǎo)致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況相對較多，主要分為以下幾個方面：

1)液壓系統(tǒng)壓力異常，主要是由于液壓泵內(nèi)部磨損嚴(yán)重或液壓泵出現(xiàn)了轉(zhuǎn)向錯誤，導(dǎo)致系統(tǒng)中吸油回路對整個液壓泵的排油回路造成阻礙。

2)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)振動、噪聲，是由于吸油管中吸入了雜質(zhì)，隨著泵洗液高度的不斷增加，導(dǎo)致流動阻力增加；或因?yàn)槲凸苊芊庹w較差，在安裝的過程中出現(xiàn)了契合度相對較低，導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入吸油管路中。

3)液壓系統(tǒng)油溫過高，其與液壓泵有著較大壓力，零部件之間產(chǎn)生了磨損，各個零件間隙出現(xiàn)了增加，油液整體黏度不足有著直接關(guān)系。由于掘進(jìn)機(jī)卸荷部件相對較少，導(dǎo)致高壓油在通過溢流閥之后，出現(xiàn)溢流，若零部件在使用時出現(xiàn)動作不良問題會導(dǎo)致功率損失明顯，從而引起油溫升高。

2.2 由于人為因素導(dǎo)致的液壓系統(tǒng)故障

由于人為因素導(dǎo)致的掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障類型也相對較多：1)操作人員不能嚴(yán)格的按照規(guī)范操作掘進(jìn)機(jī)，不僅對掘進(jìn)機(jī)使用壽命會產(chǎn)生直接的影響，嚴(yán)重情況下，會導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)報廢的問題。人為因素對整個管路帶來的影響相對較大。特別是掘進(jìn)機(jī)在使用過程中受到了較大的外在沖擊載荷時，整個液壓系統(tǒng)會受到較大的沖擊，導(dǎo)致管路出現(xiàn)泄露，甚至?xí)霈F(xiàn)爆管的問題。2)在掘進(jìn)機(jī)使用過程中，相關(guān)的維護(hù)、管理工作不到位,主要表現(xiàn)在液壓油出現(xiàn)了污染，油液受到較大的污染之后，掘進(jìn)機(jī)油液系統(tǒng)中零部件磨損程度隨之增加，必然導(dǎo)致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率增加。此外，在掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)使用的過程中，需要及時對系統(tǒng)是否存在故障進(jìn)行全面的判定，特別是動臂故障。

3 液壓系統(tǒng)故障判斷的方法

為了及時準(zhǔn)確地掌握掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，對故障點(diǎn)進(jìn)行深入剖析，對發(fā)生的過程進(jìn)行深入研究，非常關(guān)鍵。在具體判斷時，可以先進(jìn)行部件的查看，后進(jìn)行元件的查看，先查看外部，再查看內(nèi)容，先進(jìn)行簡單內(nèi)容的查看，再進(jìn)行復(fù)雜內(nèi)容的查看，層層解剖，層層分析。

1)先將部位劃清。對掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，首先判斷其具體的故障類型(電氣故障、液壓故障、機(jī)械故障)。掘進(jìn)機(jī)截割部位是電動機(jī)通過二級行星齒輪帶動的，出現(xiàn)的故障主要有兩類：機(jī)械故障、電氣故障，這兩類故障是相互獨(dú)立的，較容易判斷。由于中間輸送機(jī)、履帶、星輪及各油缸在同一液壓系統(tǒng)，二聯(lián)泵和三聯(lián)泵共用同一驅(qū)動電動機(jī)及電氣控制系統(tǒng)，同樣較容易判斷故障類型。當(dāng)電氣故障排除后，可根據(jù)上述部位的動作情況及壓力情況，進(jìn)一步縮小到是油泵故障還是某些部位的故障。在判斷各部位動作情況及壓力情況時，對外部是否有障礙物進(jìn)行全面的判斷，通過使用選擇閥對各個油路的壓力進(jìn)行測定。

2)從部件到元件。在將具體的位置確定之后，再根據(jù)故障的現(xiàn)象，利用因果圖、液壓系統(tǒng)圖、故障樹分析、壓力參數(shù)分析、元件替換和隔離等方法逐一查找到具體元件，也就是故障點(diǎn)。如掘進(jìn)機(jī)截割部不能上下擺動，需操作一下左右擺動油缸，如果正常，說明雙聯(lián)左泵等公用部分沒有問題，此時應(yīng)檢查該千斤頂?shù)倪B接部件是否正常，調(diào)高千斤頂外部是否變形，接頭是否漏液，再檢查控制閥，如果控制閥正常，重點(diǎn)應(yīng)檢查壓力控制閥和單向閥。

4 煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)常見故障維修措施

4.1 對整個液壓油品質(zhì)進(jìn)行全面的監(jiān)控

從當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障來看，導(dǎo)致故障發(fā)生的原因超過85%與液壓油出現(xiàn)了污染有著直接的關(guān)系。因此，對油液品質(zhì)進(jìn)行全面的監(jiān)控非常關(guān)鍵，在具體監(jiān)控時，可以在液壓系統(tǒng)回油回路中加入流體監(jiān)控模塊，對液壓油中水分含量、固體污染物含量等進(jìn)行全面實(shí)時監(jiān)控。此外，在液壓系統(tǒng)的油箱中應(yīng)當(dāng)加入油溫監(jiān)測裝置，對油位、油溫等進(jìn)行全面的監(jiān)控。

4.2 檢查維修配管漏油問題

從液壓系統(tǒng)使用情況來看，出現(xiàn)漏油的問題較多，可通過加入配管的方式解決，但配管接頭位置容易出現(xiàn)松動，因此在日常工作中應(yīng)當(dāng)定期對配管，重點(diǎn)對軟管、密封套圈進(jìn)行全面檢查，以降低漏油出現(xiàn)的概率。

4.3 解決液壓系統(tǒng)中油缸存在的問題

油缸在液壓系統(tǒng)的使用過程中，也容易出現(xiàn)各種類型的問題。所以，應(yīng)當(dāng)及時全面掌握液壓系統(tǒng)中油液整體的壓力情況，結(jié)合實(shí)際掘進(jìn)機(jī)的工作情況進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。在具體控制過程中，對于轉(zhuǎn)向閥流量應(yīng)當(dāng)進(jìn)行重點(diǎn)控制，特別是對轉(zhuǎn)向閥、控制閥的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，對其中存在問題的零部件及時進(jìn)行調(diào)整，對密封性進(jìn)行全面檢測，確保整個液壓系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行。

4.4 解決液壓系統(tǒng)中油液污染問題

若液壓系統(tǒng)中油液出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的污染，則需要對液壓油及時進(jìn)行更換，同時，需要對液壓油周邊的零部件進(jìn)行全面的清洗。若液壓系統(tǒng)中的油液污染相對較輕，則應(yīng)當(dāng)借助液壓系統(tǒng)自身過濾系統(tǒng)對油液中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，最大限度地控制液壓油污染程度，提升液壓油的使用質(zhì)量和效果，確保整個液壓系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行。

4.5 對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測

在掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，最為直接的表現(xiàn)就是執(zhí)行原件出現(xiàn)了功能不完全的問題。對掘進(jìn)機(jī)而言，馬達(dá)、油缸就是其執(zhí)行原件。可以在油缸中加入位移傳感器，對油缸整體位移和速度進(jìn)行監(jiān)控，若位移參數(shù)、油缸速度等有較大的變化，表明整個液壓系統(tǒng)的油缸已經(jīng)出現(xiàn)了較大的故障，或者正處于故障的前期。在馬達(dá)泄漏回路增加流量傳感器，實(shí)時監(jiān)測馬達(dá)泄漏量。如果馬達(dá)泄漏量大幅增加，可以確定馬達(dá)內(nèi)部磨損嚴(yán)重，應(yīng)及時維修或更換。

5 結(jié)束語

綜上分析，隨著掘進(jìn)工藝的不斷優(yōu)化，各種類型的現(xiàn)代化掘進(jìn)機(jī)大量應(yīng)用到煤礦掘進(jìn)工作中，掘進(jìn)機(jī)中的液壓系統(tǒng)復(fù)雜程度隨之增加。在掘進(jìn)機(jī)工作壓力不斷增加的背景下，如何保證液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，降低各種類型故障出現(xiàn)的概率已經(jīng)成為了當(dāng)前很多煤礦面臨的重點(diǎn)任務(wù)。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)常見故障維護(hù)的重要性，切實(shí)采取針對性的措施，保證煤礦掘進(jìn)安全和效率。