煤礦采掘機械液壓系統中常見故障與處理

陶凱

【摘要】在煤礦采掘中，采掘機械是保證生產順利進行的關鍵因素，確保采掘機械的正常穩定運行，是煤礦生產管理人員需要重點關注的問題。而在煤礦采掘機械中，液壓系統是最容易出現故障的部分，做好液壓系統故障的分析和研究，強化對于系統的管理和維護，是非常必要的。

【關鍵詞】煤礦采掘機械 液壓系統 常見故障 處理措施

引言：在經濟發展的帶動下，社會對于能源資源的需求不斷增加，也推動了煤礦行業的發展，而科學技術的發展，使得各種各樣的機械設備在煤礦生產中得到了廣泛應用，也促進了煤礦生產的機械化和自動化。在井下煤礦采掘中，由于作業環境惡劣，工作負擔大，煤礦采掘機械的液壓系統經常出現各種各樣的故障，做好故障處理，是保證井下生產安全的關鍵，需要煤礦管理人員的重視。

1.液壓系統簡述

從目前來看，在煤礦機械中，普遍都是采用液壓系統，這種系統主要是通過改變壓強，增大作用力。一個相對完整的液壓系統，主要包括五個部門，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件以及液壓油。液壓系統可以分為兩種，一是液壓傳動系統，主要功能是傳遞動力和運動，二是液壓控制系統，需要滿足特定的性能要求。通常所說的液壓系統，指的都是液壓傳動系統，系統的特點主要包括：（1）體積小、重量輕，而且慣性力相對較小，及時出現突然過載或者停車，也不會產生過大的沖擊；（2）能夠在給定范圍內，對牽引速度進行自動化調節，實現無極調速；（3）換向簡單，在不改變電機旋轉方向的情況下，能夠便利地實現工作機構旋轉以及直線往復運動的轉換；（4）以液壓油作為工作介質，元件的相對運動表面間能夠實現自行潤滑，因此磨損較小，能夠有效延長使用壽命。

2.煤礦采掘機械液壓系統中的常見故障和處理措施

在煤礦采掘生產中，即使液壓系統都是封閉的，但是受惡劣的作業環境的影響，很容易出現各種各樣的故障，做好故障的分析和處理，保障液壓系統和煤礦采掘機械的正常運行，是非常必要的。

2.1 液壓油污染問題。在煤礦井下生產中，由于作業環境中經常存在粉塵、煤塵等，可能導致液壓油的指標性能下降，影響液壓系統的正常運行。液壓油的污染來源，主要包括兩種，一是在運行過程中，液壓系統自身產生的污染物，如涂料剝離片、金屬微粒以及密封材料剝離片等，二是外界環境進入液壓油中的污染物，如鐵銹、焊渣、毛刺等。在液壓系統中，各個運動部件都存在相應的配合表面，而且高精度的設備中，配合表面間隙相對較小，同時液壓元件只能夠存在著很多的阻尼孔以及縫隙式的控制閥芯，如果污染物進入，則不僅會影響表面的光潔度和精度，還可能造成劃傷，增加泄漏，嚴重時還可能會堵住油泵吸油口位置的過濾器，導致吸油阻力的增加，影響油泵的穩定性和正常運行。

針對液壓油污染問題，應該采取合理有效的處理措施，一是在使用過程中，應該注意對液壓油的保護，切實保證其質量和清潔，添加新的液壓油時，應該保證油體清潔，避免帶入水分或者雜質；二是應該定期對液壓系統的過濾器進行清洗，對濾芯進行更換，始終保持液壓油的清潔；三是應該不定期對液壓油進行觀察，并對傳動部件的密封圈、閥門等進行及時更換，以免其在高溫或者高壓環境中出現變形和損壞，影響密封效果；四是如果在液壓系統中發現水珠，或者液壓油呈泡沫狀，又或者液壓油油色變成了乳白色，就需要對空氣和水的來源進行仔細檢查，察看冷卻器和管道接頭位置的密封性。

2.2 油溫過高問題。造成液壓油油溫過高的原因是多種多樣的，可以大致將其分為兩類，一類是制造中存在的問題，如元件的加工質量不合格，在相對運動過程中，元件的相互摩擦會產生過大的熱量，從而引發油溫過高的問題；另一類是設計中的問題，如油箱散熱面積相對較小，散熱效果差，而且在液壓系統中沒有設計相應的卸載回路，在停止運行后，油泵仍存在高溫溢流，加上油管管徑較小，存在過多的彎曲，熱量的散失比較緩慢，同樣會引發油溫過高問題。

一般情況下，煤礦采掘機械中的液壓系統要求將油溫控制在30-50℃的范圍內，最高限值為60℃，若超過這個問題，則液壓油的黏度就會有所下降，進而導致液壓油通過節流孔或者縫隙式閥芯時的流量增大，造成工作機構運動速度的減緩。不僅如此，一旦液壓油黏度降低，則元件相對運動表面之間存在的潤滑油膜會變薄，失去相應的潤滑效果，增大機械磨損，如果同時存在液壓油污染問題，則可能會引發更加嚴重的故障。另外，液壓油溫度過高還會加快密封裝置的老化，降低密封性能。

針對上述問題，一方面，應該對液壓系統中的散熱系統進行合理設計，保證油箱油位，同時確保足夠的循環冷卻條件，以確保液壓油的快速降溫。如果必要，可以在適當位置加上散熱風扇，進一步提升系統散熱能力，始終將油溫控制在正常的范圍內。另一方面，如果已經出現了故障，則應該及時查找故障原因并進行有效排除，尤其是如果發現油路不暢或者冷卻水過少等問題，應該以最快的速度進行排除，以免影響的擴大。另外，要及時對油箱和輸油管道進行檢查，清除其中存在的污物，為散熱提供良好的環境。在對液壓油進行選擇時，應該注意其黏度，若黏度過低，可能會導致泄漏的增加；若黏度過高，則會導致液壓油在流動時耗能增大，而無論是黏度過高還是過低，都會導致油溫的升高。

2.3 進氣問題。通常情況下，液壓油的可壓縮性較小，基本上可以忽略，但是低壓空氣的壓縮性極大，可以達到液壓油的1000倍，因此，即使液壓系統中混入了極少的空氣，都可能會產生巨大的影響。空氣會在液壓油中溶解，當壓力較低時，空氣會自動從油中溢出，引發氣泡和穴蝕現象；當壓力較高時，在液壓油的沖擊下，氣泡會被快速擊碎結集，急劇的壓縮會導致系統中出現噪音，同時大量放熱，造成液壓油和液壓元件故障。不僅如此，空氣的高壓縮性可能會導致工作機構移位，嚴重時會產生振動，影響設備的穩定性和可靠性。

對此，應該在液壓系統中設計相應的排氣閥，在系統運行前，將油缸帶動工作的元件在其自身的最大行程之內，進行多次往復運動，盡可能排除油缸中存在的空氣，消除空氣對于系統的影響。同時還應該切實做好相應的防水工作，保證液壓系統的穩定運行。

3.結語

總而言之，在社會經濟快速發展的帶動下，煤礦行業得到了迅猛發展，各種先進的機械設備在煤礦生產中得到了廣泛應用，促進了煤礦生產的機械化和自動化。在煤礦采掘機械中，液壓系統是非常重要的組成部分，同時也是最容易出現故障的部分，其運行質量直接影響著煤礦生產的順利進行。對此，相關管理人員應該充分重視起來，針對煤礦采掘機械液壓系統中的常見故障，進行全面細致的分析，并采取行之有效的處理措施，切實保證設備的正常運行。

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