煤礦裝車系統液壓故障分析與處理

關昕宇

(同煤國電同忻煤礦有限公司)

目前我國煤炭工業取得了長足發展，生產技術也得到很大提高，煤炭產量迅速增加，但煤礦裝車方式卻發展相對滯后，制約著煤炭工業的發展。據統計，約有80%的煤礦仍在采用舊式機械裝車，存在速度、可靠性等方面的弊端，尤其在稱重方面存在較大誤差[1]。近年來通過引進國外先進技術，國內煤礦裝車生產廠家優化了控制、裝車等性能，裝車精度大大提高。

液壓系統是煤礦裝車系統的重要組成部分，由眾多元件組裝而成，極易出現故障。既影響生產進度，又造成生產安全問題。因此需對液壓系統故障進行分析，并提出針對性的解決措施，以維護液壓系統的穩定運行。

1 煤礦裝車系統與液壓系統

1.1 煤礦裝車系統

我國常用的裝車系統主要有定量漏斗計量裝車和擺動式溜槽裝車兩種[2]，主要技術特點如下:

(1)裝車速度快。恒速單元列車穿過車站的速度較小，一般不會超過1.5 km/h，23 min就能通過25節車廂。

(2)計量精度高。儀器誤差較小，一般低于0.3‰，并通過標準砝碼定期對其進行校正。單車裝車可實現較高精度，約為0.1%，同時整車裝車精度也能實現較高水平，約±0.05%。

(3)放空不污染。各品種煤均可根據一定程序實現單獨放空，然后可繼續用于其他品種煤礦的裝車，避免了不同種類煤礦裝車時的相互污染。

(4)系統適用范圍較為廣泛，對不同規格的車廂均有較好的適應性；安裝了自動潤滑系統，能延長軸承壽命，可靠性較高。

(5)系統自動化水平較好，系統能通過PLC控制實現自動連續裝車功能。列車勻速前進時，若車箱均為同一規格，可實現自動裝車，也會生成相應的裝車報告。車箱規格不同時也能實現半自動化裝車，適應能力極強。

(6)能實現邊裝車邊平煤，并可通過自身攜帶的取樣系統來實現煤樣的采集工作。系統還配置有除塵降塵裝置，大大改善了作業環境，提高生產效率。

(7)系統具有完備的保護系統，可更好實現遠程監控功能，提高了安全可靠性。控制室可生成模擬動畫，以文字的形式顯示各種故障，既易于掌握，又易于維修。

(8)報表功能比較完善，詳細記錄著車廂的編號、每節車廂的額定載重、具體的裝車時間、裝車人員、裝車人員簽名等。

1.2 液壓系統

液壓系統一般通過雙泵雙電機來實現，一是熱油循環系統，二是冷卻系統，極大地促進了液壓系統的順利運轉[3]。

(1)主泵站。為保證液壓系統正常運轉，必須使蓄能器容量能夠滿足各工作正常循環的需要，一般可在主液用泵旁設置1臺備用泵，同時還需設置1臺備用電機，以滿足液壓系統對控制動作的精準要求，保證系統安全可靠運轉。

(2)裝車溜槽液、控制系統。該系統主要控制裝車溜槽液壓缸的升降動作，同時還具有校正砝碼的功能。

(3)緩沖倉平板閘門液壓控制系統。該系統設置8個規格一致的液壓臺，但對動作順序有較為嚴格的要求，且開閉速度不同，可通過電液換向閥組來解決這一弊端。

(4)輔助系統。液壓系統在正常運轉過程中存在一些特殊的瞬時動作，往往需要液壓油缸提供較大的流量才能實現。為此設置了輔助系統，即4囊式蓄能器，容量高達100 L。

(5)油冷卻系統。該系統主要是由兩部分組成：一是冷卻風扇，二是蛇形冷卻管路。

(6)油加熱器。油箱中安裝電加熱器，功率12 kW，并能實現自動調節。

(7)液壓系統中總共有15條液壓油缸，主要用于控制各設備的相關操作。

2 自動裝車系統液壓故障

液壓設備故障發生率往往與其自動化程度成正比。不同于電氣等系統故障，其故障呈擴散性特點。系統一旦某一元件發生故障，就會引發其他故障的發生。因此為保證液壓系統的正常運轉，應定期對液壓系統進行檢查，以及時發現故障、及時解決。

2.1 設備調試階段的液壓故障

該階段設備故障率較高，且造成故障的原因多種多樣。常見的故障主要有：①液壓油泄漏嚴重，主要存在于接頭處；②液壓缸不能正常運轉，主要原因是液壓油中存在臟物，卡死了液壓缸的閥芯；③阻尼孔堵塞，引起系統壓力不穩定，影響了系統的正常工作；④某些閥類元件存在漏裝或管道接錯問題，液壓系統動作混亂；⑤因設計或沒有正確選擇液壓元件，液壓系統不能很好實現所需動作。

2.2 設備運行初、中期的液壓故障

自動裝車系統運行初、中期的液壓故障有：①管接頭振松甚至振脫；②液壓油缸等元件使用質量較差的密封圈時，容易產生損壞漏油問題；③如果液壓油中攜帶了鐵屑等雜物，油液流動會堵塞阻尼孔和濾油器，沖刷、損壞系統的管壁和元件，造成系統壓力不穩定和工作速度不均勻，甚至液壓元件失靈。一般而言，設備運行至使用壽命的一半時，故障率較低，此時只要液壓油保證一定的清潔度，液壓統就處于較好的工作狀態。

2.3 設備運行中后期的液壓故障

設備運行時間較長時，各液壓元件磨損程度不一。易損壞的元件故障率不斷增大，影響裝車效率。應進行系統性檢查，若發現元件損壞，及時更換。

3 液壓故障處理措施

3.1 油缸故障判斷

判斷油缸是否工作正常的方法主要有：①看，觀察油箱溫度是否突然增加；②聽，聽油缸動作聲音是否異常；③摸，用手觸摸油缸外表面是否發熱。

首先檢查油泵是否損壞，蓄能器閥門是否打開。如無問題，接著檢查溢流閥設定壓力是否偏低，油缸是否竄液。如此逐一排查，基本可以找到或排除液壓油缸故障。

液壓系統一旦產生故障，不僅影響裝車系統的正常工作，嚴重時甚至威脅工作人員的生命安全。因此液壓系統正常工作時，要做好故障的預防和維修工作。

3.2 故障處理措施

(1)采取定期檢查油箱中油量的措施，防止液壓系統中進入空氣，保證油箱油量充足。

(2)確保液壓系統密閉性良好，防止大氣壓力遠高于系統壓力。

(3)定期檢查油箱中液壓油高度，確保液壓油冷卻條件良好。做好液壓設備的衛生清潔工作，避免污物進入液壓設備中，保證系統良好的散熱性能。

(4)為使液壓系統平穩運行，可通過降低油泵和背壓閥的壓力來適當降低系統壓力。

(5)液壓油的黏度對液壓系統的正常運轉具有重要作用，因此要選擇液壓系統所需黏度的液壓油。

(6)取安裝冷卻裝置等措施保證液壓油溫度適宜，一旦油溫升高并超過規定值時，通過冷卻裝置將油溫降到規定范圍內。

(7)液壓油污染主要是3方面因素造成的：一是液壓油的存儲技術及設備不合理；二是添加液壓油時就存在污染問題；三是拆裝液壓系統不符合規范，因此要從這3個方面進行預防。

(8)系統中液壓油污染一般通過過濾器等設備來進行清理。

4 結 論

液壓系統是煤礦裝車系統的重要組成部分，其工作性能的好壞直接影響煤礦裝車系統。通過分析液壓系統的組成和在煤礦裝車系統不同階段液壓元件容易發生的各種故障，提出相應的處理方法，對實際生產中故障的判斷和解決具有一定的實踐指導意義，有利于穩定煤礦裝車系統工作，延長使用壽命，提高設備運行效率，避免停車，降低維護運行成本，效益明顯。

[1] 袁進南，高 頂，王 仿，等.PLC在煤礦自動裝車系統中的應用研究[J].電氣技術與自動化，2009(1)：137-139.

[2] 申小玲，牟明福.基于PLC的煤礦配煤裝車系統研究[J].煤礦機械，2013(9)：248-249.

[3] 劉慧敏.煤礦自動裝車系統中PLC的應用研究[J].機械管理開發，2017(5)：130-132.