矿山机械设备液压故障处理分析

楚绪海

摘 要：在矿山机械设备中，液压系统是非常重要的组成部分，做好液压系统的维护管理，保证其稳定可靠运行，是矿山机械设备正常运行的基础和前提。从液压系统的运作原理出发，在运行维护中，应该定期检查液压油，对过滤器、吸入管等進行清理，如果发现问题，必须及时分析原因，采取有效措施进行处理。本文从液压系统的特点出发，就矿山机械设备中的液压故障进行了分析，并就故障的处理措施进行了讨论，希望能够确保矿山机械设备的稳定可靠运行。

关键词：矿山机械设备;液压故障;处理措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.047

0 前言

新时期，矿山机械设备的更新换代速度不断加快，也促进了矿山生产效率的提高。作为矿山机械设备中比较常见的部件，液压系统是维持矿山机械设备正常运行的关键，而其本身的密封性给故障检查带来了一定难度。因此，对于矿山机械设备液压故障，应该及时进行处理，以确保液压系统能够始终处于正常运行状态。

1 液压系统的特点

液压系统能够通过改变压强的方式来增大作用力，对于完整的液压系统而言，应该包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件以及液压油，依照其实际用途，可以将液压系统分为液压传动系统和液压控制系统，其中液压传动系统的主要作用是动力和运动的传递，液压控制系统则需要确保系统输出能够满足特定性能要求，一般情况下，我们所说的液压系统都是指液压传动系统。

液压系统的优势体现在几个方面，一是体积小，自重轻，使用方便;二是精度高，响应快，能够适应多数机械设备的运行工况;三是驱动力较大，可以满足重载直接驱动的要求;四是调速范围宽，可以借助多样化的方式来对速度进行控制;五是自润滑和自冷却，使用寿命较长;六是安全防护的实现相对简单。

2 矿山机械设备液压故障的诊断方法

想要对液压系统故障进行有效处理，需要首先做好故障的分析诊断，无论任何系统或者设备，故障都不会突然出现，在发生前都会有一定的预兆，而预兆发展到一定程度后，就会形成故障。引发液压系统故障的原因是多方面的，并没有固定的规律，在这种情况下，想要对故障进行诊断，需要技术人员充分了解液压系统故障的规律和特征，遵循几个基本原则：一是必须明确液压系统所处的工作条件以及外部环境，找出故障所处的具体位置，判断液压系统的工作条件是否能够满足正常运行要求;二是需要依照故障现象和故障特征，确定与故障有关的区域，然后逐步缩小故障排查范围，分析故障原因，最终找出故障的具体位置;三是结合故障类型进行综合分析，依照故障现象，逐步找出故障的诱发因素，依照液压系统的基本原理，开展综合分析和逻辑判断，确定好故障的原因;四是建立相应的系统运行记录，为故障的预防、发现和处理提供数据支撑，同时也应该建立设备运行故障分析表，对设备使用经验进行概括总结，确保检测人员能够迅速对故障现象做出判断。

就目前而言，在矿山机械设备液压故障诊断中，比较常见的故障诊断方法有几种：一是主观诊断法。主观诊断法也可以称为经验诊断法，重要是借助日常实践中总结的经验来对故障进行诊断，虽然其本身属于一种感性认知，不过如果结合矿山机械设备的日常运行规律，则能够快速找出液压故障的根源，为故障处理提供合理化建议。不过因为这种诊断方法是以主观印象为依托，因此在实际应用中，并不能做到精确量化，而且很多时候都缺乏理论依据;二是仪器诊断法。专业的仪器设备能够帮助技术人员更好地对矿山机械设备液压故障进行确认和量化，诊断结果更加精准，而在不断的发展过程中，诊断仪器开始呈现出非接触、智能化和多功能的特点，借助传感设备，可以对液压系统运行中的实时变量进行记录，然后通过计算机系统分析，对液压设备中的损失以及失效情况进行精确量化，对变量发展的趋势进行预测，能够提前发现系统中的潜在故障，在故障防范中有着积极作用;三是模型诊断法，借助先进的数学模型，对液压系统正常运行的影响因素进行分析，然后以数据语言来对故障产生的具体位置和原因进行分析量化，在实际应用中，模型诊断法可以分为信号法、功能诊断法、频域诊断法以及主成分诊断法等;四是人工智能诊断法，其基本原理，是运用计算机系统，对人的思维过程进行模拟，汇聚大量的实践经验，通过对比的方式对液压故障的原因进行判断。一般情况下，人工智能诊断法会与模糊数学结合使用，这样能够使得其运行过程更加接近人类的思维，对于故障原因的判断和故障的解决都有着积极作用。

3 矿山机械设备常见液压故障及处理

3.1 液压冲击故障

液压冲击的诱发因素有很多，如阀门突然启动或者关闭，导致液体流动速度加快，液流可能会在瞬间因为变向、截断等问题无法正常流动，在这种情况下，系统运行所需的液流供应将无法得到满足。同时，液流内部存在部分气体，外部负荷的突然变化会引发相应的脉动变化，这也是导致液压故障的一种主要原因。气蚀是液压冲击的一种特殊表现形式，简单来讲，液流在处于高速流动状态时，其内部的某个点如果出现压力突然升高至相应温度下的液体汽化压力时，液体就会出现冒泡、沸腾的情况，液体中原本存在的不凝性气体会被分离，继而引发最初连接液流的气流现象，存在的气泡能够在液流的带动下进入到高压区域，液体会在短暂停滞后进入到气泡中，气泡破灭时其核心区域的作用力瞬间升高至1Gpa，会引发系统整体油压的上升。受较高压力的影响，液压系统在运行中会产生振动和噪音，内部高压高温的持续作用形成了较大的冲击力，对于系统内部的管道和各类元器件都会产生侵蚀破坏，严重的甚至会在其表面引发气穴现象。

在做好故障判定，明确故障具体原因后，就需要采取有效的措施来对故障进行排除。具体来讲，需要先对液压系统进行全面清理，更换系统内部液压油，然后针对油箱进行彻底清理，将内部的油泥、腐蚀物等全部清除干净，再将油泵拆解，彻底清理油滤器和管道，确认不存在污物残留后，进行油泵的安装和试运行，油箱内添加新的液压油至限定位置，启动油泵。同时，也应该做好相关系统的重新验证，清除存在于系统中的油污和残余气体，通过不断更换新油的方式来保证油体质量，换油后应该驱动液压系统运转，确保新油能够进入到系统内部，保证系统的稳定运行。

3.2 噪声振动故障

液压系统产生噪声及振动故障的原因是多方面的，一是零件松动或者磨损，在长期连续运行的情况下，矿山机械设备中的部分零件可能会出现松动或者磨损的现象，如果不能及时发现和处理，则会引发噪声和振动问题;二是空气进入到液压系统中，导致油泵叶片或者柱泵塞卡死，影响了液压系统的正常运行。

对于零件松动或者磨损引发的噪声振动，技术人员需要做好设备检查工作，查看是否是零件松动导致的噪音，如果是，则需要对相应的零件进行紧固，而若故障原因是零件磨损，则需要对零件进行及时更换。同时，在矿山机械设备日常使用和维护保养的过程中，同样必须对零部件进行定期更换，做好故障预防工作。当液压系统中进入过量空气后，空气在设备中的流动会导致液压系统压力的变化，引发相应的噪声或者振动问题。事实上，气穴就是因为空气进入系统引起的。想要对这样的故障进行处理，需要做好排气工作，然后对密封装置进行检查，找出泄漏的原因，做好修复处理，检查是否有空气进入到泵内。考虑空气本身较大的压缩性，如果其与压缩性较小的液压油混合，会引发液压系统的极端不稳定，如果出现这样的情况，必须对液压油进行更换。

3.3 油泵系统故障

油泵系统的故障体现在很多方面，比较常見的有两种，一是不正常供油故障，如供油少、不供油等，导致这种故障的原因有很多，如供油管堵塞、油箱油位低、液压油粘度高等;二是油温过高，如果油温过高，会对液压油的润滑性能产生影响，严重的甚至会直接影响液压系统的正常运行。

针对油泵系统故障中的不正常供油问题，一是应该检查油管是否堵塞，如果堵塞，则应该对油管进行清洗或者更换;二是应该检查油箱内的油位是否正常，如果油位偏低，则需要添加适量液压油;三是对液压油的粘度进行检查，若液压油粘度偏高，则应该将其彻底排空，然后加入新的液压油。若系统中采用的油泵为单向泵，考虑转向问题引发的故障，还需要做好相应的调整工作;四是对于油温过高的问题，应该对液压油的质量进行检查，及时进行更换，同时确认设定压力值和调定值。另外，还可以对系统中可能影响液压油温度的部件进行排查，如冷却设备、压力继电器、卸荷阀等，确认其是否存在问题。矿山机械设备运行中，液压油的温度应该始终维持在30-50℃之间，如果油温超过60℃，则表明油温偏高，在没有及时发现和处理的情况下，会对油箱造成损害，严重时甚至会出现漏油的情况。

3.4 系统压力故障

导致矿山机械设备液压系统压力故障的原因有很多，如安全阀松动、安全弹簧失效、安全阀漏油等。对于这些问题，技术人员应该及时对液压系统中的压力调定值进行调整，确保其能够处于合理范围内，然后做好压力系统故障部位的检查和维修处理，如果安全弹簧失效，则应该对其进行更换，对于松动的安全阀应该及时进行紧固，如果安全阀漏油，则需要对漏油位置进行维修处理，同时做好系统线路的检查工作，以此来保证故障的有效排除。

3.5 系统外部故障

矿山机械设备的作业环境恶劣，作业效率和作业水平会受到环境因素的影响，在对泵出口位置的信号进行检测时，容易受到噪音干扰，从而影响液压系统乃至设备整体的正常运行。信号检测干扰体现在两个方面，一是信号频谱分布宽，波形缺乏规律性，二是变化起伏明显，非平稳性变形较为突出，在采用单个传感器进行信号检测时，并不能取得有效成果。针对这样的问题，可以采用的信息融合故障诊断的方法进行处理。借助专业的信息设备，对故障信息进行整合，形成规范化、统一化的信息数据库，通过对数据信息的分析整理，解决液压设备中存在的问题，对压力信号和振动信号进行特殊处理，以此获取准确的故障信息，然后经由BP神经网络故障检测模型，实现对于液压系统故障的分析和处理。

3.6 其他故障处理

一是系统压力不正常，可以分为系统无压力和压力过大的情况。在发现液压系统无压力时，可以对安全阀以及相应的密封装置进行检查，如果其能够正常工作，则需要检查电路系统，看电流供应是否存在异常，并对其进行处理。对于压力过大的情况，应该检查关键元件的设定值是否准确，或者看系统中是否存在有堵塞问题，对设定值进行校准，对堵塞的位置进行疏通;二是牵引力下降。导致液压系统牵引力下降的原因有很多，因此在相应故障产生后，必须对系统进行全面检查，看油液是否泄漏，油液浓度是否合理，是否有堵塞现象等。同时也应该检查冷却系统，看其是否能够正常运作，因为油温过高的情况下，牵引力同样会下降。

4 结语

总而言之，在矿山机械设备运行中，液压系统故障难以避免，要求技术人员做好设备的日常保养维护，尽可能降低故障发生的几率，同时对故障的位置进行明确，做好故障原因的准确定位，采取针对性的措施对故障进行及时排除。如果故障排除难度较大，则应该由专业维修人员进行处理，或者交由生产方维修，通过这样的方式来保证矿山机械设备的稳定可靠运行。

参考文献：

[1]李鑫.矿山机械液压系统故障分析及处理[J].石化技术，2019，26（03）：286，297.

[2]周逸云.矿山机械液压系统故障及处理分析[J].南方农机，2018，49（19）：165.

[3]史胜武.矿山机械设备液压故障处理探析[J].世界有色金属，2018（05）：55，57.

[4]肖文全.关于有色金属矿山机械电子设备液压系统故障探究[J].世界有色金属，2018（01）：53，55.

[5]韩松松.矿山机械设备的液压故障分析与处理[J].科技展望，2016，26（24）：92.

[6]刘东坡，杨刚.矿山机械液压系统故障及处理分析[J].科技创新与应用，2016（21）：150.

[7]陈彬.矿山液压机械常见故障问题分析与处理建议研究[J].科技传播，2015，7（21）：28-29.

[8]唐传赵.浅谈矿山机械常见液压故障原因分析及处理对策[J].江西建材，2014（20）：210+215.

[9]张昕宇.矿山机械常见液压故障的分析及处理的几点思考[J].硅谷，2014，7（11）：66，65.

[10]于立忠.对矿山机械电子设备的液压系统故障分析与处理[J].电子技术与软件工程，2014（01）：175.