浅谈煤矿设备液压系统故障及控制

王永刚

摘要：液压系统由于具有动力大，传动平稳，噪声低等优点，因而，在矿山机械中得到广泛应用。一旦出现故障，将会直接影响其工作效率，且液压系统的故障具有隐蔽性、交错性、随机性和差异性等特点。因此，对煤矿设备液压系统常见问题掌握，合理的操作设备，降低故障率十分重要。本文概述了煤矿设备液压系统故障特点，并对几种常见的液压系统故障及控制措施进行分析。

关键词：煤矿设备；液压系统；故障；控制

中图分类号：X752 文献标识码：A

一、煤矿设备液压系统故障特点

由于矿山机械在使用过程中的液压系统泵站集中，执行机构点多面广，系统压力高、流量大、阀控制多，各机构所处的环境受温度、水蒸气、粉尘和振动的影响较大，故液压系统的结构比较复杂，相对故障问题也比较复杂，并具有以下特点：

（1）故障的多样性和复杂性：压力不稳定常与振动噪声同时出现，系统压力故障往往和动作故障一起。

（2）故障的隐蔽性：液压传动是依靠在密闭管道内具有一定压力能的油液来传递动力的，系统的元件内部结构及工作状况不能从外表进行直接观察。因此，它的故障具有隐蔽性，不如机械传动系统故障那么直观，又不如电气传动那样易于检测，液压装置的损坏与失效，往往发生在系统内部，由于不便拆装，现场的检测条件也很有限，难以直接观测，使得液压系统故障分析比较困难。

（3）引起故障原因的多样性：一个故障有多种可能的原因，而且这些原因常常是互相交织，相互影响，如系统压力达不到要求，其产生原因可能是泵引起的，也可能是溢流阀引起的，还可能是中心回转体引起的，此外，系统的执行元件的泄漏也会引起系统压力不足。

（4）故障产生的偶然性：液压系统在运行过程中，会受到各种各样的随机性因素影响，尤其是污染物的浸入，如阻尼孔的堵死、换向阀阀芯的卡死，电磁铁吸合不正常等等，这些故障没有一定的规律可循。

二、煤矿设备液压系统故障及控制

（一）油温过高

液压传动中液压油的温度一般希望在30～50℃的范围内,最高不应超过60℃,如果油温继续升高将对液压系统产生不良影响。

影响液压油发热的原因是很多的,包括：液压油的黏度过高,增加油液流动时的能量损耗；黏度过低,泄漏增加,两者都会使油温升高。当液压油变质时,也将使油泵容积效率降低,并破坏相对运动表面间的油膜使摩擦损失增加,这些都会引起液压油的发热。操纵各液压操纵阀时过快、过猛,或频繁地加大油门,造成液压冲击

防范措施：

（1）使用的油液要保证油品质量和适宜的黏度。严格按油尺标准加油,保持系统清洁。加油时必须注意清洁,切勿带进水分和杂质；煤矿机械的各种油液油尺均标有上限和下限刻度,控制油量的正常标准有利于降低穴蚀。应定期清洗磁铁粗滤器,更换各种滤芯,保持油液清洁。注意检查油位、油质和油色。如果发现液压系统中有水珠、油液变成乳白色或油液呈泡沫状时,应仔细查找水和空气的来源,检查油冷却器和各管接头处的密封性能。

（2）减少液压冲击。操纵各液压操纵阀时,不宜过快、过猛,也不宜过于频繁地加大油门,以减轻液压冲击。

（3）保持各结合面的正常间隙。在制造或修理时,按装配的公差下限装配,可以防止穴蚀的影响。如已发生穴蚀现象,只能用金相纸抛光除去积炭,切不可用一般的细砂纸打磨。

（二）液压油的污染

煤矿井下液压系统在工作中被污染是不可避免的。液压系统的故障约70%是由颗粒污染物引起的,油液的颗粒污染是液压系统失效的最主要根源。液压油的污染有多方面的因素:一是液压油本身的变质产生的粘度变化和酸值变化；二是由于管理不当,造成外界污物直接混入待用液压油内；三是液压组件杂物颗粒混入,如油箱焊渣铁锈、阀门组件残留的铁锈及钢砂；四是零件自身的磨损、锈蚀及过滤材料失效；五是装配和维修过程落入灰尘、脏物等。

控制措施：要经常观察液压油的情况，若发现液压油表面产生气泡或成乳化状，则应检查系统中哪一环节渗入空气。经常注意油温的变化，定期检查和更换油液：根据系统工作情况及所处的环境条件，每隔一定时间，对系统中使用的油液进行抽样检查，分析其污染度是否在系统允许的适用范围之内，一般的液压装置，液压油中含机械杂质的使用界限为每100mL油中污染的含量≤7～10mg。滤芯使用寿命用尽的时候也要及时更换，不可抱着侥幸心理拆除滤芯让液压油直接循环于系统中。测定污染的方法可采用称重法和颗粒计数法，日常检查可采用比色法，即取被测油液滴在240目滤纸上，滤纸干燥后，观察油迹颜色黯淡进行判别：油迹颜色越暗，污染越严重水分和空气的进入可通过观察是否起泡、油液的混浊程度加以判别：油液越混浊，水分含量越高，污染等级可根据有关的污染度标准进行对照。

（三）振动和噪声

1、液压泵的吸空现象

液压泵吸空主要是指泵吸进的油中混入空气，这种现象不仅容易引起气蚀，增加噪声，而且还影响液压泵的容积效率，使工作油液变质，所以是液压系统不允许存在的现象。

主要原因：油箱设计和油管安排不合理，油箱中的油液不足：吸油管浸入油箱太浅：液压泵吸油位置太高：油液粘度太大：液压泵的吸油口通流面积过小，造成吸油不畅：滤油器表面被污物阻塞：管道泄漏或回油管没有浸入油箱而造成大量空气进入油液中。

排除方法：（1）液压泵吸油管路联接处严格密封，防止进入空气。（2）合理设计油箱，回油管要以45度的斜切口面朝箱壁并靠近箱壁插入油中。流速不应应太高，防止回油冲入油箱时搅动液面而混入空气。油箱中要设置隔板。使油中气泡上浮后不会进入吸油管附近。（3）油箱中油液要加到油标线所示的高度吸油管一定要浸入油箱的2/3深度处，液压泵的吸油口至液面的距离尽可能短，以减少吸油阻力。若油液粘度太高要更换低的油液。滤油器堵塞要及时清除污物。这样就能有效的防止过量的空气浸入。（4）采用消泡性好的工作油液，或在油内加入消泡剂。

2、排油管路和机械系统的振动

预控措施：（1）用软管连接泵与阀、管路。（2）配置排油管时防止共振与驻波现象发生。（3）配管的支撑应设在坚固定台架上。

3、流体噪声（压力脉动）

预控措施：（1）安装减震软管。（2）在管路中设置蓄能器。（3）在管路上安装消声器或串联滤声器。因体积大、费用高而应用较少。

（四）液压系统不能供油

当液压系统发生不能供油故障时,其原因和预控措施如下:油箱油位过低,查找油箱泄漏处,并将油位加到正常位置。吸油管路堵塞,检查吸油管路及滤油器,排除阻塞物。油液粘度过高,排空油箱,应换低粘度油。如果使用的是单向泵,可能是泵转向不对,此时应改正接线并马上换向。泵内有渣尘导致堵塞,拆开泵,清洗排渣。#泵元件严重磨损或损坏,此时应更换泵元件或更换泵。

结束语

机液系统的正常运行直接影响到矿井的安全和生产，为此必须在使用前了液压系统性能与使用中可能出现的故障及其排除方法，另外，液压站的故障很多是由于操作与保养不当造成的，因此，在实际使用中同样要注意操作和保养。

参考文献

[1]秦显龙,聂成敏.浅谈煤矿液压支架故障分析及使用维护[J]. 山东煤炭科技,2013年3期.

[2]李春华,荆杰.浅谈煤矿采煤机常见故障分析和诊断的基本方法[J].中国科技博览,2011年31期.