煤矿掘进机故障处理及维护

张文杰，吕奎元，宁增强，胡顺利，陈军辉，闫瑞杰

（旬邑中达燕家河煤矿有限公司，陕西 咸阳 711300）

1 掘进机产品特点

本文以山西天地煤机装备有限公司设计制造的EBZ160TY 型掘进机为例，其装载能力大、过载能力强，液压系统采用带负载敏感控制的恒功率变量泵及比例减压阀，切割电机采用恒功率双速电机，切割效率高，行走速度实现0～15 m/min 无级变速，对复杂地质条件的适应性好，电气系统采用了可编程控制器（PLC），对掘进机电控箱各系统进行保护。

2 液压油的重要性和液压系统的组成

在掘进机液压系统和液压传动过程中，以液体作为工作介质，这就决定了液压系统的工作性能会受到液体性质的严重影响。据不完全统计，70%左右的液压系统故障与工作液体有关系，其实，液压油在液压系统中充当的角色相当于人体中的血液一样，重点要做到保证液压油的清洁，如果油箱液压油污染或者变质，必须及时全部更换，并且对油箱和液压系统元件进行必要的清理工作。液压系统由一台90 kW 的电机驱动力士乐三联变量柱塞泵，分别向星轮的两联换向阀、一运刮板机和行走履带的三联换向阀以及八个油缸的四联换向阀提供高压油，输出压力为23 MPa。

3 油泵运转故障及其处理方法

液压泵液压系统的动力输出元件将机械能转化为压力能[1]。目前燕家河煤矿有限公司使用的是德国力士乐柱塞泵，常见故障与维修处理方法分析如下。

对于油泵运转过程中的常见故障，其产生的原因及处理方法如下：①油箱工作介质液压油油位过低，吸油管及吸油过滤器堵塞不畅，吸油管子漏气。处理方法为检查油箱油量并及时追加液压油至标准规定的油位，检查吸油管是否堵塞，清洗或更换吸油滤油器滤芯，紧固管子连接处卡箍，避免漏气现象发生。②油泵内部没有充满液压油，有空气，油泵旋转方向不正确。处理方法为向油泵内加油灌满泵，排除泵内储存的空气，及时更正油泵的旋转方向。③油泵配油盘及缸体或柱塞之间磨损严重，导致内部泄漏过大，影响性能。处理方法为拆开泵体查看磨损严重情况，判断是否有修复的价值，如果没有，及时更换油泵。④油箱油温过高，油箱内部油质量不良，油泵温度过大。进行原因分析，检查冷却水是否畅通，能否满足水流量63 L/min 的要求，如果达不到，就要及时清理冷却器内部污垢。如果液压油内混入水分、固体颗粒等杂质，就会使液压油的物理性能和化学性能明显下降，黏度达不到要求，抗磨性能降低，在液压循环过程中温度就会很快升高。处理方法更换液压油并及时清理油箱内部。⑤油泵压力达不到标准压力值。进行原因分析，包括压力表损坏或堵塞，应更换压力表；油泵的泵头阀调不上压力，应拆下泵头阀清洗内部，观察有无卡住；油泵损坏，应拆开油泵观察内部柱塞和配油盘是否磨损严重，更换油泵；溢流阀调压不符合要求，应重新调节溢流阀压力。⑥油泵产生噪声。进行原因分析，包括泵体内吸入空气，对此应排除泵内空气；油箱油位过低；吸油管路堵塞及阻力大；电机对轮和油泵连接不同心，对此应重新调整电机和油泵的位置。⑦液压柱塞泵滑靴故障震动原因分析。原因为液压油被污染，由于液压油污染得不到合理的控制，油液中的污染杂质颗粒进入滑靴和球头的接触面，造成滑靴损坏；配件的质量问题，所使用的配件材质不符合要求。

4 液压马达故障及其处理方法

液压马达作为液压执行机构，它将液压泵的液压能转变为机械能分配至其他机构做功，是能量转换装置[1]。马达运转慢或动力扭矩小，分析产生的原因如下：①油泵故障造成液压系统压力低，流量损失供油不足；②马达各接合面严重泄漏，油封损坏，紧固或更换油封；③马达内部零件磨损内部泄漏严重，更换马达；④液压换向阀故障，影响马达的压力流量；⑤先导控制阀故障，影响液控换向阀的阀芯开度，调节泵头阀负载敏感和压力切断。

5 液压缸故障及其处理方法

液压缸是液压系统的执行机构，液压缸具有结构简单、制造容易、工作可靠、维修方便等优点[1]。

液压缸常见的故障与排除方法如下：①切割升降油缸自行下降。分析原因可能是安全平衡阀内部损坏导致，处理方法为更换平衡阀。②油缸动作不灵敏、阻力大。进行原因分析，液压缸内部有空气存在，通过排气阀进行排气，液压缸卡死，处理方法为改善运动的润滑状态。③油缸有漏油现象。进行原因分析，液压缸的密封圈损坏，处理方法为更换密封圈。④油缸压力不足。进行原因分析，油缸内部活塞密封损坏，导致串液，处理方法为更换活塞密封。

6 液压控制阀故障及其处理方法

液压控制阀作为液压系统的控制元件，用来控制工作液体的压力、流量，来改变运动方向[1]。

液压控制阀常见故障与排除方法如下：①液压控制阀没有压力。进行原因分析，阀芯卡住不能移动，阀芯表面被划伤和阀体内控被划伤，油液污染使阀芯卡阻和弯曲。处理方法为拆卸换向阀仔细清洗研磨修复内孔，校直或更换阀芯。②调压阀的弹簧太软，阀芯不能自动复位；阀芯弹簧太硬，阀芯推不到位。处理方法为更换弹簧。③阀体外泄漏，阀内密封圈失效损坏。处理方法为更换密封圈。④运动速度过慢。处理方法为调节液压控制阀的流量控制阀，顺时针转动，直到增大流量到标准为止。⑤液压控制阀的压力变小。原因为长时间使用导致阀内磨损，从而压力下降。处理方法为重新调节压力调节阀到标准压力。⑥在运行过程中阀芯突然卡住不动作，进行原因分析，外部的侵入物造成阀芯卡住，处理方法为去除污物。系统内油液有污染，例如密封圈的磨损，有可能形成胶状物悬浮。备件在库存的时候没有保护好，这样有可能使其氧化生锈，从而给内部的锈蚀埋下了隐患。⑦压力突然升高。进行原因分析，包括主阀芯零件工作不灵敏，系统在关闭的状态时突然被卡死；加工的液压零件精度过低，装配质量差，油液过脏；先导阀阀芯与阀座结合面粘住分离不开，造成液压系统不能实现正常卸载，处理方法为调整弹簧弯曲变形或更换弹簧。

7 机械系统故障维修

7.1 切割部炮头不转动故障

对于切割部炮头不转动故障，采取如下措施：①检查切割电机是否损坏，将掘进机停机断电闭锁，打开电机接线腔的盖板，对接线柱进行验电放电，搭接放电线，用欧姆表测试电机的绝缘阻值。如果表针归零证明电机已烧毁，需要更换电机。②切割电机过负荷导致温度升高，电机的热敏电阻保护动作。对此，应减少切割头的进刀尺寸，严格按照掘进机的使用说明书和操作规程进行作业，加大电机冷却水的流量，从而避免切割电机过负荷和高温不动作。③电机和二级行星减速机的花键套损坏，对此，更换花键套。④二级行星减速机的花键套或一级太阳轮损坏，造成切割头不转。对此，将减速机解体更换花键轴或一级太阳轮。⑤悬臂段主轴的轴承损坏，导致切割头不转动，对此，更换悬臂段。⑥二级行星减速机如果缺油会造成高温现象，使零部件得不到润滑和降温的效果，导致设备损坏，发现油位减少及时追加齿轮油，避免事故的发生。

7.2 行走部履带不动作故障

对于行走部履带不动作故障，采取如下措施：①检查行走履带的马达压力是否正常。如果压力表没有压力输出，证明马达内部泄液严重，需要更换液压马达；如果压力值正常，检查马达制动系统是否损坏，刹车损坏一般伴随着有油烟的味道，导致刹车打不开，内部的内摩擦片和外摩擦片的活塞制动器无法动作。对此，更换刹车制动装置。②检查行走减速器，拆下马达和刹车后，用手拿活动扳手转动轴齿轮，如果转动并且可以转动一圈，证明减速器内部元件损坏，要更换减速器。③检查行走部履带板是否被大块煤干卡住，如果是，则处理煤干石。

7.3 一运刮板机运行故障

对于一运刮板机运行故障，采取如下措施：①检查驱动装置的马达，检查马达的压力值是否正常。如果压力值偏小，伴随着有泄液的声响，证明马达内泄严重，要更换马达。②检查驱动装置的轴承和花键套是否磨损严重，如果损坏，应及时更换。③检查刮板机的溜槽中板是否有物料卡住不能运转，如果是，将链条断开取出卡在中板中的物料。④检查机尾处的改向链轮组是否转动，如果磨损严重或者轴承损坏，则应更换链轮组。⑤链条运转不正常，驱动装置链轮磨损严重。对此，更换磨损严重的链轮。⑥运行过程中的链条飘链现象，溜槽和铲板部的压链板损坏或磨损严重，对此，应及时更换。⑦链条过松。对此，应去掉7 环链更换为5 环链；机头通过张紧油缸进行张紧，追加垫板使链条松紧适中。

7.4 铲板部星轮驱动装置故障

对于铲板部星轮驱动装置故障，采取如下措施：①检查驱动装置的轴承和花键套是否损坏，如果损坏，应及时更换；②检查马达的压力值是否正常。如果不正常，且伴随着有泄液的声响，证明马达内泄严重。检查马达的花键轴的磨损情况，如果磨损严重，则更换马达。

8 电气故障处理

该机型所配备的电控系统由4 部分组成，分别是主回路、电源、保护器和控制回路。

电气系统出现故障时，必须停电闭锁，并对上级开关停电闭锁挂牌，专人看管，检修时严禁带电开盖，开门后，首先，用专用验电笔测量电路是否停电，做到安全确认，然后进行放电工作，搭接牢固地线。

照明灯不亮和电铃不响故障，排除方法：①检查照明灯和电铃是否损坏，如果损坏，应及时更换；②检查线路是否损坏，如果损坏，应及时更换；③检查短路保护装置熔断器FU10 和FU11 是否损坏，如果损坏，应及时更换；④检查继电器是否损坏或虚接，是则更换或紧固。

针对电机不启动故障，排除方法如下：①检查急停按钮是否损坏；②检查操作箱按钮是否损坏，是则更换按钮紧固线路；③检查是否为接触器损坏、接触器损坏或线路虚接，是则更换和紧固线路；④检查电机和电缆的绝缘值是否损坏，是则及时更换；⑤检查保护器是否损坏，是则更换保护器。

为了方便检修工作，检修时可以参考以下建议：如果接触器不吸合，首先检查接触器及驱动线圈电器线路的接线有无松动，如果没有问题可以进行下一步检查工作，继续检查接触器和继电器的电源有无问题，检查PLC 的输入输出情况。

维护保养：①定期对电控箱和电机的防爆面进行清理除锈，并且在防爆面上涂上一层薄薄的凡士林；②由于设备长期处于震动的状态，必须定期对内部的电器元件的固定螺丝紧固处理，避免不必要的事故发生。

9 日常检查保养

日常检查保养措施如下：①严格按照掘进机的润滑系统，对润滑部位进行注油。目前旬邑中达燕家河煤矿使用的注油设备是风动黄油枪，方便快捷，节约维护保养时间。②检查油箱的油位，油位不足应及时补加液压油，定期检查油箱的油脂，油液如果严重污染，必须应及时更换新油。设备连续运行3 个月时更换液压油滤芯，连续运行6 个月时更换液压油。③通过各减速器观察窗检查润滑油油位，不足应及时添加，严格按照油脂的使用周期更换润滑油。检查各减速器有无异常声响和高温发热现象，如有，则找出原因排除故障。④检查切割头截齿的磨损情况，及时更换磨损严重的截齿，避免磨损齿座。⑤检查冷却水系统，保证内外喷雾运行正常，喷雾头雾化完好，及时清理堵塞的喷雾头。发现冷却水流量变小时，查找故障原因，及时检查过滤器和冷却器，清理过滤器中的杂物，进水管将冷却器反水倒流，清理冷却器内部的污垢。⑥检查操作台液压系统的操作手柄是否灵活可靠，压力表是否准确完好。⑦检查各重要联接部位的螺丝是否有松动的，发现松动的及时拧紧。⑧检查行走部履带链条的松紧程度，最佳标准悬垂度为35°～65°，履带松则用黄油枪通过导向张紧轮的张紧油缸里面通过向单向阀注入黄油，并追加适量的垫板。⑨检查一运刮板机回链最大下垂度不大于70 mm，链条松则使用黄油枪向驱动机头两侧的张紧油缸向单向阀注入黄油张紧，并追加垫板。⑩检查二运桥式皮带机的运行是否有跑偏现象，如果有，则及时调节三节辊和直棍的运转方向，也可以通过调节电滚筒两侧的张紧装置进行调节，从而校正皮带。⑪检查机体的前后照明灯、电铃、急停和瓦斯传感器等各类保护是否完好，电缆无损坏。⑫对于停止使用的掘进机，停机后油缸销轴全部注油，切割电机和冷却器中的积水用压风将其全部排出，避免积水长时间的对设备腐蚀。

10 结束语

作为一名专业的掘进机维修技术员，维护好掘进机是使命，同样也是职责所在。在掘进工作过程中减少或避免故障，减小不必要的经济损失，使掘进机更好地服务于煤矿，提高维护质量至关重要。本文主要阐述了掘进机的液压和电器系统故障和维修及日常检查保养等技术问题。