無軌膠輪車液壓系統污染控制研究與實踐

張世男，扈志成

（兗礦集團濟三煤礦，山東 濟寧272000）

目前，濟三煤礦在用的無軌膠輪車中，除WQC3J型輕型膠輪車外，其他車型均采用了液壓傳動系統作為車輛的傳動方式，而支架車、W8多功能車還利用液壓系統來實現車輛的舉升和鏟裝功能，因此液壓系統可以說是井下膠輪車結構中重要的組成部分。一個液壓系統的好壞不僅取決于系統設計的合理性和系統元件性能的的優劣，還取決于日常使用的保養維修以及系統的污染防護和處理。系統的污染直接影響液壓系統工作的可靠性和元件的使用壽命，據統計，膠輪車的液壓系統故障大約有70%是由于污染引起的。膠輪車作為在井下使用的特殊車輛，長期在高溫高塵的環境中工作。井下空氣中還有大量的煤塵和粉塵，尤其是在順槽中，空氣中的顆粒型雜質含量更高。這些空氣中的污染物在液壓系統的檢修過程中就有可能混入液壓系統，從而影響液壓系統的純凈度。液壓油在加注到車輛過程中，車輛油箱口附近的雜質會隨著新液壓油一起進入車輛的液壓油箱，從而進入液壓系統，導致系統污染。維修工在維修過程中的一些細節的疏忽也會影響液壓系統的維修品質。而司機的不良操作則會直接造成系統的損壞。

1 膠輪車液壓系統

膠輪車液壓系統和其他設備的液壓系統一樣，也是由五部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。

動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體壓力能，指油泵向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

執行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。

控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統中控制和調節液體的壓力、流量和方向。根據控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。

液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

2 膠輪車液壓系統現狀及導致污染的主要原因

2.1 液壓系統使用時間超長、整體性能差

目前井下在用的膠輪車，最早的為1999年購入，最晚的為2010年購入，其中大部分為2002年前后購入。因此，車輛的液壓系統大部分已經超出正常的使用壽命，各組成元件工作性能較低。雖然有些車輛經過大修，但都無法使車輛的液壓系統達到新車的工作狀態。

2.2 液壓系統工作環境惡劣

膠輪車作為在井下使用的特殊車輛，長期在高溫高塵的環境中工作。高溫高塵對液壓系統的影響有以下幾點：

（1）液壓油的粘度降低，液壓泵容積效率下降，粘度下降還會引起小孔或縫隙流量不穩，調速特性失調。

（2）油膜強度降低，潤滑性能下降，摩擦力增加，以至系統發熱，形成惡性循環。

（3）油液加速氧化，油液性能降低，壽命縮短。

（4）高溫使元件發熱變形，配合精度變差，熱漲系數不同的運動副因而產生間隙變化，甚至出現“卡死”現象。

（5）高塵使灰塵容易經過油箱的通氣孔、加油口以及管路的連接處等侵入系統內部，引起液壓油的污染。

2.3 液壓系統的維修環境惡劣

（1）井下空氣中還有大量的煤塵和粉塵，尤其是在順槽中，空氣中的顆粒型雜質含量更高。這些空氣中的污染物在液壓系統的檢修過程中就有可能混入液壓系統，從而影響液壓系統的純凈度。

（2）需要拆除的元件或管件外表面有污物，在檢修過程中暴露的通道口，以及新元件在拆裝過程中沾染的污染物都有可能導致系統污染。

2.4 液壓油在運輸、存儲環節被污染

（1）液壓油在運輸過程中被污染

膠輪車作為井下無軌輔助運輸的主要設備，其工作范圍基本覆蓋了井下的所有巷道，而且由于工作性質的特殊，為了提高工作效率，車輛有時需要在工作地點然后繼續進行運輸作業。在外交接的車輛有時需要補充液壓油。而我礦井下膠輪車的油脂存放硐室設在井底車場附近，因此，就需要將液壓油從油脂存放硐室運至膠輪車工作地點。在運輸過程中，所用的器具如漏斗、抹布等可能存在雜質，而用于存放液壓油的油桶也可能含有雜質。

（2）液壓油在加注到車輛過程中，車輛油箱口附近的雜質會隨著新液壓油一起進入車輛的液壓油箱，從而進入液壓系統，導致系統污染。

（3）存放液壓油的油箱濾芯導致液壓油污染

液壓油濾芯的作用是過濾混在液壓油液中的雜質，降低進入系統中油液的污染度。濾芯在使用一段時間后，濾下的污染雜質會積存在濾芯內，如果不及時更換，這些雜質就有可能進入液壓油箱污染液壓油。

2.5 司機的不良操作造成系統損害

（1）司機在給車輛加注液壓油時，不清理液壓油箱口附近的灰塵、煤塵，在車輛油箱蓋缺失后不及時補齊。

（2）車輛發生液壓油泄露后不及時停車處理。

（3）在非檢修硐室給車輛加油時，不采取措施防止液壓油污染。

3 降低系統污染的措施

3.1 檢修過程中注意的細節

（1）檢修前清理工作地點

在對液壓系統進行檢修前，維修工必須對檢修地點的雜物進行清理，以保證能夠有足夠的安全間隙進行修理作業。同時降低維修過程中的產塵源。

（2）妥善保存拆卸下來的液壓元件和零部件

對拆卸下來的液壓元件和其他零部件，要妥善保管，放置在干凈的地點并采取蓋抹布等方法防塵，嚴禁隨意裸露放置。

（3）在維修過程中細心操作，嚴禁野蠻操作

液壓元件普遍的加工精度比較高，加工表面比較光滑，因此，在拆解和裝配時，維修工不得野蠻操作，以防將元件的加工表面碰傷。在更換橡膠密封件時，不得使用銳利的工具，對于O型密封圈在使用前還應浸放在油液中，以保證潤滑性能。

（4）安裝接頭要適度

在安裝液壓元件或管接頭時，擰緊力要適當，尤其是要防止液壓元件殼體變形。

（5）拆卸的油管事先包好

在拆卸油管時，事先應將有關的連接部位周圍清洗干凈，拆解后，在油管的開口部位用干凈的塑料制品或抹布將油管包好，不能用棉紗或破布將油管堵塞住，同時注意避免雜質混入。在拆解比較復雜的管路時，應在油管上做好標記，以免將油管裝錯。

3.2 預防污染物進入系統

（1）保持盛裝液壓油的容器清潔

井下應使用專用的液壓油桶，并加蓋保護。在打開油桶之前，應仔細清洗油桶的頂蓋；加油過程中使用的漏斗、抹布等應保持干凈，最好用的確良布擦洗，以免纖維進入系統堵塞孔道，造成系統故障。

（2）液壓油必須經過嚴格的過濾

即便是新的液壓油，也有可能存在雜質，因此，必須在井下存放液壓油的油箱出口處加裝過濾器，以過濾雜質，同時定期更換油箱過濾器。

3.3 提高司機的業務素質

（1）重點加強司機的專業知識培訓，使司機明確每種車型的負載能力、爬坡能力等主要參數，從而避免車輛出現超負荷運轉，降低液壓系統高溫和燒損的幾率。

（2）加強司機教育，重點加強職工的責任心教育，在車輛液壓系統出現泄漏及其他故障時，及時停車并對車輛進行檢查，及時與維修工溝通，避免液壓系統帶病運行。

（3）規范司機的加油操作

司機在給車輛補加液壓油時，必須使用干凈的專用液壓油桶，液壓油在運輸過程中要采取有效的防塵措施。在加油前，要先使液壓油靜止沉淀十分鐘，然后再加入車內。在加油前，還應清理油箱口周圍的煤塵和灰塵，防止雜質進入油箱，如發現油箱蓋缺失，應及時補齊。

4 結束語

本文的創新點就在于的從目前車輛液壓系統的特點以及系統的污染源控制角度入手，探討控制液壓系統污染和提高液壓系統維修保養質量的方法，而不再是局限于日常的具體修理系統故障。

通過以上一系列措施的實施，液壓系統的純凈度大大提高，車輛液壓系統故障率降低，間接的降低了維修工的勞動強度，保證了車輛的完好率，保證了井下正常生產和車輛的安全運行。另外，液壓系統的故障率降低，每年可節約的配件及油脂費用約在50萬元左右，相關費用同比下降30%，創造了較好的經濟效益和社會效益。

[1]李振軍，劉建英.液壓傳動與控制[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2]黃志堅，袁周.液壓設備故障診斷與監測實用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

[3]張利平.液壓技術培訓讀本[M].北京：機械工業出版社，2009.