掘進機液壓傳動故障原因分析

張常青

摘要 如果掘進機的液壓系統出現傳動故障，則會直接導致掘進機液壓系統失效，不僅會影響施工進度，還是有可能影響施工安全。本文結合筆者自身工作經驗，對掘進機液壓傳動故障原因進行了分析和探討。

關鍵詞 掘進機；液壓系統；傳動故障；原因分析

中圖分類號TD42 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0056-02

0 引言

掘進機是煤礦生產過程中的重要機械設備，其中液壓系統是掘進機的關鍵組成部分，它的主要功能是利用機械能轉化而來的液壓力來驅動掘進機的相關部件工作。因此，只有液壓系統保持良好的工作性能才能夠使掘進機獲得良好的作業表現，不會因為故障原因耽誤生產，給企業造成經濟損失。

1 人為原因

導致掘進機液壓傳動故障的主觀原因主要包括機械操作人員不規范或者粗暴的操作方式以及機械管理維護的不到位等兩個方面。首先，掘進機操作人員不規范或者粗暴的操作方式。在煤炭生產過程中，掘進機操作人員的操作行為是否規范與溫和將會掘進機的機械性能產生非常直接的影響。如果操作不規范或者是操作方式非常粗暴，則必然會對掘進機產生強烈的沖擊負荷，增大液壓系統傳動故障的發生率，嚴重縮短掘進機械的使用安全性和生命周期，致使其提前報廢。不規范或者粗暴的操作方式對掘進機產生的影響具體表現在以下幾個方面：1）在掘進機工作過程中產生巨大的沖擊負荷，增加掘進機各個機械部件之間的磨損程度甚至是破碎、斷裂；2）大沖擊負荷會嚴重損害掘進機的液壓系統，導致液壓系統的各種液壓元件（油封、高壓油管等）出現爆管、漏油、溢流閥損壞等。為了降低故障率，掘進機的操作人員必須要進行必要的培訓，要求他們依照操作說明進行相應操作，盡力避免暴力操作。

其次，機械管理維護不到位。最為典型的表現就是液壓油污染。除了作業人員不規范、粗暴操作行為導致的液壓系統傳動故障，管理維護不到位導致的液壓油污染是造成掘進機液壓系統傳動故障的重要原因。根據故障資料統計，導致掘進機液壓系統故障的諸多因素當中，因為液壓油污染導致的故障約占3/5至4/5左右。污染之后的液壓油對于掘進機產生的損害是相當大的，例如，它能夠增大泄露、降低零部件的潤滑性能增加磨損程度、油溫升高過快、運動零件的動作靈活性降低甚至卡滯，堵塞節流口導致控制零部件失靈。因此，為了有效降低掘進機液壓系統的故障率，非常有必要對液壓油的污染問題進行控制。因為掘進機所處的作業環境一般均是非常惡劣的煤礦井下環境，所以，掘進機的液壓系統非常有可能因為種種作業原因出現管路斷裂甚至是損壞的情形，一旦液壓管路出現問題，則必然導致液壓油的泄漏。在進行液壓油添注時應該采用經過清潔處理的加油工具，并且液壓油需要進行過濾處理。為了避免對液壓油造成不必要的污染，在對液壓系統的某些部件（例如液壓油管路、液壓油濾清器以及油箱加油蓋等）打開或者拆卸時，清潔工作是必須的。首先，采取必要措施清潔掘進巷道，并讓掘進工作面和掘進機之間保持一定的距離；其次，為了避免煤塵污染掘進機的液壓系統，應該采取防塵措施或者徹底關閉風機；再次，在對液壓系統的某些部件（例如液壓油管路、液壓油濾清器以及油箱加油蓋等）打開或者拆卸時，需要對部件本身及其周圍區域進行比較徹底的清理，避免在打開或者拆卸過程中污染液壓油。例如，在對液壓油箱的油蓋進行拆卸時，必須要對油蓋周圍進行必要的清理，去除煤、矸等，注油口部位的清洗不能夠使用清水，避免水混入到油箱當中，影響液壓系統的正常使用。

2 機械原因

2.1 機械震動

掘進機在作業的過程中不可避免地要出現各種類型的機械振動，并伴隨產生大量的噪聲。機械震動以及由此產生的噪聲不僅會使工作環境進一步惡化，還會在不斷地震動中促使液壓油管以及其他固定部件的松脫乃至是老化斷裂。通常而言，在液壓油中混入較多的空氣是導致掘進機出現震動的重要原因之一；除此之外，脈動頻率引起的共振以及液壓系統中液壓泵流量過大等都是造成機械震動的原因。具體而言：第一，吸油管路中進入氣體導致掘進機液壓系統出現震動，導致吸油管路進入空氣的原因包括以下兩個方面：1）首先，液壓泵洗液高度過高、液壓吸收泵轉速過高、液壓油面太低、液壓吸油濾清器堵塞、液壓油粘度過高、液壓油箱通氣情況不佳、液壓吸油管路直徑過細增加液壓油輸送阻力等因素都會讓液壓泵的吸液腔不充分，導致吸油泵內部出現局部真空，讓溶解在液壓油當中的空氣被分解出來，分離出來的空氣會在氣蝕作用下會出現震動并由此引起噪聲；2）其次，液壓系統的油箱液面過低、吸油密封的嚴密性不佳、吸油濾網外露等導致液壓吸油泵在工作過程中同時會吸入不少的空氣，空氣進入到液壓系統中時會導致液壓系統出現振動以及噪聲。第二，關鍵元部件存在著質量問題或者未能得到有效的養護。液壓系統當中的吸油泵以及電動馬達等元部件因為先天質量問題或者長期使用影響了正常功能的發揮；另外，柱塞卡死、困油等問題同樣會嚴重影響吸油泵以及電動馬達的使用質量，最終導致液壓系統的振動以及噪聲。第三，其它因素。液壓管路彎頭較多、直徑較小、固定效果不佳、液壓油流速過高等原因也會導致液壓系統的振動并由此導致噪聲出現；安裝質量不高，例如聯軸器松動、液壓吸油泵和電動機安裝不同心等同樣會導致液壓泵出現振動并由此產生噪聲。

2.2 液壓油溫度散熱失衡

液壓油溫度控制失衡常常導致液壓油溫度過高，影響液壓系統功能的發揮。導致液壓系統散熱失衡的主要原因包括以下幾點：第一，散熱不良。導致液壓系統散熱不良的主要原因是作業環境溫度過度、散熱器周圍通風不良、液壓油箱內部量過低因而無法通過液壓油循環帶有熱量。第二，液壓油粘度過高。液壓油的粘度越高，則液壓系統的機械摩擦越大，不僅會會降低了液壓系統的實際功率，更會在因為阻力的增加增大液壓系統的壓降，導致溫度升高。第三，冷卻水循環不暢。冷卻器中的冷卻水會因為某種原因（例如，冷卻器內部阻塞等）而導致循環不暢，系統熱量無法迅速帶走，造成液壓油溫度散熱失衡。第四，密封元件損壞導致液壓油泄露。如果液壓油泄露比較嚴重，不僅會增大系統部件之間的機械摩擦，而且也無法發揮液壓油自身的散熱作用。導致液壓系統密封部件損壞的主要原因是液壓泵壓力過大，超過了密封部件能夠承受的極限。

2.3 液壓系統壓力控制不佳

如果液壓系統壓力控制不佳，首先需要做的便是檢查液壓泵的流量是否符合標準，如果液壓泵沒有流量，則主要是因為以下原因：液壓泵轉向錯誤；液壓泵內部損壞致使液壓泵無法正常工作；液壓油粘度過高或者濾油器阻塞導致吸油回路阻力增大。其次，溢流閥失效。溢流閥彈簧折斷、雜物阻塞主閥芯以及先導閥的開口位置等。

3 結論

作為掘進機最為關鍵的系統之一，液壓系統的傳動故障會影響掘進機使用功能的正常發揮，乃至是使掘進機完全喪失作業能力。綜上所述，人為原則和機械原因是導致掘進機液壓傳動故障的兩大典型因素，需要在生產中格外關注。

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