浅谈煤矿采掘机械液压系统的常见故障及维护

摘 要:本文对煤矿采掘机械液压系统常发生的几个故障和原因进行描述,并提出了日常维护措施和应用展望。

关键词:煤矿采掘机械 液压系统 故障 维护 展望

1 常见故障

1.1液压油中混入杂质

油在液压传动系统中是作为传递能量的工作介质,因此,在正确选择液压油后,必须使液压油保持干净,防止混入杂质和脏物。因为在液压传动系统所用的各种泵、阀类元件中,相对运动部件都有很好的配合表面,精度很高,这样的配合表面间隙都很小。此外,在液压元件中也有不少的阻尼孔和缝隙式控制阀芯,如果液压油中污物进入阀芯与阀体的配合间隙中,会划伤配合表面,破坏配合表面的精度和光洁度,使泄漏增加。有时甚至使阀芯在阀体上卡住,造成元件的动作失灵不可靠。液压油中污物过多,会使油泵吸油口处的过滤器被堵塞,造成吸油阻力过大,使油泵不能正常工作,产生噪音和振动,液压油中污物还会使液压油变质,失去原有的性能。因此,液压油要定期检查,更换各种阀、传动部件的密封圈、封口。因为这些部件的材质大多是橡胶的,在压力大、温度高、油的腐蚀作用下易变脆、易碎,产生微小颗粒,容易堵住阀芯。

1.2空气进入液压系统

液压系统中所有的液压油可压缩性很小,在一般情况下它的影响可以忽略不计,但低压空气的可压缩性很大,约为液压油的1000倍。所以,即使系统中含有少量的空气,它的影响也是很大的。溶解在液压油中的空气,在压力低时就会从油中逸出,产生气泡,形成穴蚀现象。到了高压区,在压力油冲击下,这些气泡又很快被击碎结集急剧受到压缩,使系统产生噪音,同时放出大量热量,引起局部过热,使液压油和液压元件受到损坏。空气的可压缩性大,还使工作机构产生爬行,破坏工作稳定性,有时甚至引起振动,这些都影响设备的正常工作。液压油混入大量的气泡,还易引起矿井绞车制动闸振动,影响绞车运行安全。在系统中应设置排气阀,并使油缸带动工作部件,在最大行程内往复运动几次,以排出油缸内空气。在防止空气进入系统的同时,还应防止水进入系统。因为水分进入油中会使液压油产生乳化,降低油的润滑性能,增加油的酸值,缩短液压油和泵、阀等元件的寿命,并使泄漏增加。

1.3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。这是因为:1)油温升高,使油的黏度降低,将使液压油经过节流小孔或缝隙式阀芯的流量增大,导致原来调节好的工作机构的运动速度变慢。2)油温升高使黏度降低后,相对运动表面间的润滑油膜变薄,从而增加机械磨损,并在液压油不太干净时发生故障。3)油温过高会使密封装置迅速老化变质,降低密封性能。影响液压油发热的原因是很多的,有些是属于系统设计不合理造成的。例如油箱散热面积不够,系统中没有卸载回路,在停止工作时油泵仍在高温溢流,油管太细太长弯曲太多,或元件选择不当使压力损失太大等,有些是属于制造上的问题。例如元件加工、装配精度不高,相对运动间摩擦发热过多或泄漏严重容积损失太大等,所以应经常注意保持油箱中的正确油位,使系统中的液压油有足够的循环冷却条件(可加风扇散热),并注意保持液压设备的清洁。及时消除黏附在油箱、油管上的污物,以有利于散热,要正确选用液压油的黏度。

2 维护

2.1油液维护

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。

2.2防止油温过高。合理设计散热系统,保证油温正常。如果出现故障,应进行分析,及时排除。如出现油路不畅通,冷却水过少或内、外泄漏时,应立即排除。

2.3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。

2.4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,千万不能用一般的细砂纸打磨。

2.5建立严格的日常维修检查制度。维护人员必须定期经常检查液压油的情况,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进入空气或水分;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、化验,分析其污染度是否在系统允许的范围内以及污染物的可能来源。一般的液压装置,液压油中含机械杂质的使用界限为每100ml油中污染物的含量不大于7～10mg。测定污染物含量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目的滤纸上,滤纸干燥后,观察油迹颜色进行判断: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对照。

3 应用展望

3.1掘进机

作为综合机械化掘进的主要设备,机器的结构复杂,功能和动作多,且多由液压系统来完成,使得机器液压系统的元件数量和类型多,较为复杂,液压系统消耗的功率也较大,由于阀的数量多、液压控制和操纵装置占据了较大的体积,由于阀的类型多,给制造、装备和维护带来很大的不便。若采用插装阀除了具有前述一般优点外,对节能、提高系统效率、缩小机器体积,实现元件和系统的“三化”,便于操纵和控制,便于制造、使用和维护等都会取得明显效果。

3.2采煤机

对于采用液压牵引的采煤机,其机体上要设置有液压牵引箱,需占用一定的空间增加了机体体积。若采用插装阀取代管式阀组成牵引部和调高部液压系统,将插装阀集成配置,则可减少牵引箱和采煤机的机体体积,有利于采煤机的总体设计,特别是在薄煤层采煤机及窄机身、短机身采煤机中,效果将更加突出。若采用电液比例阀作为先导阀,更有利于采煤机的自动控制和各种保护的实现;采煤机直接工作在煤尘较大的工作面,介质会受到严重的污染,采用对介质污染不敏感的插装阀,也会减少阀件的磨损,延长元件的使用寿命,降低故障率,提高机器的工作可靠性。

3.3乳化液泵站

作为液压支架的动力源,两者工作介质相同,工况和工作条件也相似,用插装阀取代管式阀可取得同样的使用效果。此外,为满足支架的恒阻支撑需要,泵站中设置了专用的自动卸载阀。此阀的结构复杂、制造难度大,在不洁介质中使用较易堵塞,多为泵站生产厂自己生产,批量小、成本高,阀的制造质量难以保证。若改用插装式卸载阀,即可满足使用要求,又使元件的质量得以提高,也可避免堵塞,减少故障,提高泵站的工作可靠性,并可降低泵站的制造成本。

参考文献:

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