采煤機(jī)液壓系統(tǒng)故障判斷和分析

摘 要：大淑村礦174404工作面采用薄煤綜采技術(shù)開采4#煤層，采煤機(jī)使用上海創(chuàng)力礦山設(shè)備有限公司制造的MG160/360-BWD交流變頻電牽引采煤機(jī)，該采煤機(jī)采用液壓系統(tǒng)控制調(diào)高系統(tǒng)和行走系統(tǒng)，如何快速判斷出液壓系統(tǒng)的故障并處理，成為保證日常安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);故障判斷

1 工作面概況

174404工作面地表位于大淑村礦工業(yè)廣場(chǎng)東南方，地表大部為農(nóng)田、山崗丘陵。地表無(wú)重要建筑及水電設(shè)施。井下位于四采區(qū)下部，其同層?xùn)|側(cè)為174405采空區(qū)，西為設(shè)計(jì)174403工作面，北以F22斷層、南以F14斷層為界。

174404工作面采用MG160/360-BWD型雙滾筒電牽引采煤機(jī)端頭斜切進(jìn)刀雙向割煤往返一次進(jìn)兩刀，一次采全高，循環(huán)進(jìn)度500mm，一刀一個(gè)循環(huán)。工作面使用SGZ-630/220型可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，上順槽使用SGB-40T（SGB-150）型刮板輸送機(jī)和DSJ-800型皮帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)煤。工作面采用ZY3300/7.5/15D型掩護(hù)式液壓支架跟機(jī)移架支護(hù)方式支護(hù)頂板。上下端頭采用DZ（16-32）/100型單體液壓支柱。頂板超高及頂空時(shí)在支架上方用板梁、搪材和塑料網(wǎng)裱背嚴(yán)實(shí)，保證支架接頂有力。

2 采煤機(jī)概述

2.1 主要用途及適用范圍

MG160/360-WD型采煤機(jī)，是用以開采極薄煤層的交流變頻電牽引采煤機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“采煤機(jī)” ），采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、橫向布置，總裝機(jī)功率：361kW，供電電壓：1140V，截割功率： 2×160kW，牽引功率： 2×15kW;泵電機(jī)功率：11kW，采用機(jī)外載、“一拖二”交流變頻調(diào)速，銷軌式牽引;適用于煤層厚度1.0～1.6m，煤層傾角≤16°（lt;30°四象限）， 中硬或中硬以下（flt;4.5）煤層，綜采工作面。

2.2 調(diào)高液壓系統(tǒng)

該系統(tǒng)是開式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。主要由粗過濾器、雙聯(lián)齒輪泵、電磁閥、高低壓安全閥、手液動(dòng)換向閥、調(diào)高油缸、液壓鎖和相應(yīng)管路等組成。高壓安全閥限定了調(diào)高系統(tǒng)的最高工作壓力，其調(diào)定值為20MPa。

液壓系統(tǒng)除了控制調(diào)高系統(tǒng)外，還控制液壓制動(dòng)器。液壓制動(dòng)器主要由外殼、活塞、內(nèi)外摩擦片、彈簧、螺栓及密封圈等組成。在采煤機(jī)沒給牽引時(shí)，活塞在彈簧力作用下，壓緊內(nèi)外摩擦片產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使采煤機(jī)制動(dòng)。當(dāng)發(fā)出牽引信號(hào)時(shí)，通過電氣系統(tǒng)使二位四通電磁閥動(dòng)作，由閥組來(lái)的低壓力油進(jìn)入液壓制動(dòng)器的外接油口，活塞在壓力油作用下壓緊彈簧組，使內(nèi)外摩擦片脫離接觸，制動(dòng)器軸空轉(zhuǎn)，采煤機(jī)正常牽引。當(dāng)工況需要或檢修時(shí)可用螺栓在制動(dòng)器的后端蓋上手動(dòng)操作壓緊彈簧，使內(nèi)外摩擦片暫時(shí)脫離接觸。

3 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，采煤機(jī)液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： ①薄煤綜采工作面空間有限，使用液壓原件，能有效地節(jié)省空間。②工作面環(huán)境條件差，液壓系統(tǒng)封閉效果好，能夠保證系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行。③能有效保護(hù)動(dòng)力元件及執(zhí)行元件的外部沖擊，起到良好的緩沖作用。④能夠在極小功率的前提下，提供穩(wěn)定和足夠的輸出。⑤操作方便，工人適應(yīng)期短，可迅速上手使用。⑥很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。

采煤機(jī)液壓系統(tǒng)本身也存在很多缺點(diǎn)：①采煤機(jī)液壓系統(tǒng)空間狹小，當(dāng)出現(xiàn)泄漏等故障后，無(wú)法直接觀察到泄漏點(diǎn)。②外部環(huán)境惡劣，由于工作面經(jīng)常采用爆破作業(yè)，液壓系統(tǒng)管線頻繁出現(xiàn)損壞，故障率高。③當(dāng)采煤機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，無(wú)法保證穩(wěn)定的輸出。④液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因;使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。

4 采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的常見故障及處理方法

采煤機(jī)液壓系統(tǒng)故障判斷一般有三種常見方法：

4.1 利用采煤機(jī)本身PLC自診斷功能

煤礦井下自動(dòng)化程度提高，目前，采煤機(jī)采用了PLC等自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)其液壓系統(tǒng)進(jìn)行自診斷，并顯示在熒光屏上，使用、維修者可根據(jù)顯示故障的內(nèi)容進(jìn)行故障排除。但是采煤機(jī)自診斷功能只能判斷簡(jiǎn)單的故障，局限性特別大。

4.2 利用工作經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出故障現(xiàn)象與故障原因相關(guān)聯(lián)系，可以用于常見的液壓故障的查找和處理。

4.3 利用液壓系統(tǒng)原理圖

針對(duì)出現(xiàn)的液壓故障，可利用液壓系統(tǒng)原理圖，利用“排除法”等分析手段迅速查找液壓故障的原因，并及時(shí)進(jìn)行處理。利用液壓原理圖，首先判斷出故障的大體范圍，，并在相應(yīng)范圍內(nèi)進(jìn)行逐條排除，直至發(fā)現(xiàn)故障原因。比如液壓系統(tǒng)故障，采煤機(jī)調(diào)高油缸不動(dòng)作，我們可以操作液壓制動(dòng)器，當(dāng)液壓制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)，我們可以迅速排除液壓泵出現(xiàn)故障的可能性，將故障原因鎖定在調(diào)高系統(tǒng)上，并通過類似上面的試驗(yàn)，判斷出具體是電磁閥還是調(diào)高油缸的故障，并及時(shí)進(jìn)行檢修，保證正常的安全生產(chǎn)。

采煤機(jī)常見的液壓故障有以下幾點(diǎn)：

4.3.1 手動(dòng)能動(dòng)作，電控不能動(dòng)作

手動(dòng)可以動(dòng)作，表明液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源和執(zhí)行元件不存在故障，主要檢查電磁換向閥電控部分，檢查電控箱至電磁閥之間的電纜及接線問題。

4.3.2 采煤機(jī)搖臂鎖不住，有下沉現(xiàn)象;搖臂調(diào)高速度下降

這可以直接判斷出液壓系統(tǒng)存在泄漏現(xiàn)象，可以檢查液力鎖和調(diào)高油缸的連接管路、密封圈，迅速判斷出故障原因。

4.3.3 采煤機(jī)搖臂不動(dòng)作

首先通過采煤機(jī)PLC顯示屏判斷液壓泵是否帶電或旋轉(zhuǎn)方向符合要求，確認(rèn)無(wú)誤后可檢查液壓泵供油管是否泄漏。當(dāng)供油管無(wú)泄漏時(shí)，點(diǎn)動(dòng)看液壓泵是否供油。當(dāng)液壓泵不供油時(shí)，可判斷出是動(dòng)力源出現(xiàn)故障，檢查油泵聯(lián)軸器，當(dāng)油泵聯(lián)軸器正常時(shí)，可確定為液壓泵故障。當(dāng)液壓泵正常供油時(shí)，可判斷出是控制和執(zhí)行元件故障，即電磁換向閥和調(diào)高油缸故障，調(diào)高油缸故障可以通過將供油管直接接到油缸上，點(diǎn)動(dòng)看油缸是否動(dòng)作來(lái)判斷。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張文濤，1984.9.21，男，河北邯鄲，本科，專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化。