液壓支架電液控制系統維修技術探討

劉翔宇

（大同煤礦集團機電裝備力泰有限責任公司，山西大同 037000）

0 引言

液壓支架作為煤礦開采的主要設備，對于確保煤炭的生產安全具有決定性的影響，因此，確保液壓支架能夠始終處于正常的工作狀態具有十分重要的現實意義。電液控制系統是液壓支架實現自動化運行的重要保障，其中融合了液壓、控制、傳感器監測、通信以及計算機等多種技術，是煤礦井下生產的一項綜合性技術。當前，液壓支架電液控制系統在煤礦開采中得到了非常廣泛的應用，其通過替代傳統的人工操作，能夠對單個支架的單動作和成組支架動作的順序進行科學合理的控制，進而能夠實現液壓支架自動控制為主，人工遠程干預為輔的自動化生產模式，從而降低了生產工人的勞動強度，提高了煤炭生產的經濟效益，促進了煤礦生產企業的可持續發展[1]。

由于液壓支架的工作環境往往非常惡劣，在其實際的工作過程中，電液控制系統會受到多種不利因素的影響，這就會導致其出現不同程度的故障，進而影響電液控制系統控制功能的充分發揮，給煤炭開采工作的順利開展造成不利影響。因此，為了能夠及時恢復煤炭生產，就要對液壓支架電液控制系統的故障進行系統全面地分析，并結合實際的生產要求，采取有針對性的維修技術，進而能夠有效排除電液控制系統故障，為煤炭生產的安全進行提供可靠保障。

1 液壓支架電液控制系統工作原理

液壓支架的電液控制系統主要是由地面主控計算機、電液控制器以及數據傳輸網絡等按照一定的組合方式構成，其電氣原理如圖1所示。

圖1 液壓支架電液控制系統電氣原理

在電液控制系統的工作過程中，其能量主要來自于供電和供液兩個單元，通過鍵盤和急停閉鎖操作發出相應的控制指令，再借助電磁鐵頂桿將先導閥閥芯推動到預先設定的位置處，然后由控制主閥實施液壓支架油缸的動作。為了確保液壓支架的各項動作執行到位，通過傳感器對整個控制過程進行實時的檢測，并及時將動作的進行情況傳輸至后臺。當其中的部件無法有效地行使其基本職能時，系統相關的功能和性能就無法達到設計要求，就應報送系統故障[2]。

2 電液控制系統失效模式與失效分析

2.1 失效模式

根據失效的結果不同，液壓支架電液控制系統的失效模式可以分為：功能失效、隨機故障、性能下降以及精度不足等。其在實際工作過程中的表現主要為：傳感器精度發生不同程度的下降，無法準確的反映系統的運行情況；液壓閥動作較慢，無法滿足實際的操作要求；控制器間歇性出現無法操作控制的故障；采煤機位置跳變甚至不變等故障[3]。

2.2 失效機理分析

為了進一步分析電液控制系統的失效機理，對失效因素進行系統全面地分析研究，能夠得出造成液壓支架電液控制系統失效因素主要有以下幾方面。

（1）環境污染。由于液壓控制系統長期處于高溫、高壓以及高濕的惡劣環境中，再加上可能出現的各種砸損情況，就會造成其密封失效，進而引起支架控制器的電路出現漏電和短路的故障。

（2）電氣干擾。由于采煤機、轉載機、帶式輸送機以及刮板輸送機等均采用大功率的電動機，在其實際的啟停過程中會對供電系統產生非常大的波動沖擊，這就會給電液控制系統的供電單元帶來不同程度的電磁干擾，進而造成其系統出現紊亂，無法進行有效的控制[4]。

（3）液壓過濾系統堵塞。由于水質和皂化的原因，會導致過濾系統出現不同程度的堵塞問題，進而降低了液壓系統的供液流量，導致整個液壓支架動作緩慢，無法滿足實際的生產速度要求。

2.3 電液控制系統故障樹

通過以上對液壓支架電液控制系統失效的分析研究，對系統故障進行進一步的匯總、分類以及歸納處理后，就能構建液壓支架電液控制系統的故障樹。故障樹是根據液壓支架電液控制系統的組成部件及其主要負責的遷移和支護任務，對故障類型進行科學合理地識別與歸納，進而為故障及時排除提供科學合理的依據[5]。

3 液壓支架電液控制系統的維修技術分析

3.1 換向閥組的清潔度

電液控制系統控制功能的實現是通過程序電路發出相應操作指令實現的，當換向閥組的清潔度較差時，就會造成先導閥內部發生不同程度的堵塞，進而會引起閥芯出現失靈的故障，這就會影響電液控制系統控制功能的順利實現。為了有效改善換向閥組的清潔情況，就要對換向閥組進行系統全面的有效清理，為閥芯的正常工作提供清潔的環境。

3.2 過濾器和過濾器站的定時清洗

在電液控制系統的工作過程中，需要每天對其中的過濾器和過濾器站進行有效清潔，通過采用在線沖洗的方式，對其進行反向沖洗，進而確保控制系統的清潔度符合要求，從而避免過濾裝置中含有的污染物對井下環境造成多次污染。在每臺井下操作的設備中，可以安裝雙濾芯，提高電液控制系統的清潔度，并且雙濾芯還能在不去除濾芯的情況下，完成相應的沖洗操作，進而就能減少濾芯反復取出而形成的多次污染[6]。

3.3 配液用水的純凈度和乳化液的濃度

配液用水的純凈度和乳化液的濃度對電液控制系統的正常工作具有十分重要的現實意義，在實際的工作過程中，可以采取以下措施。

（1）確保配液用水純度符合要求，為了避免供水管路出現銹蝕的情況，需要采用純凈水和專用的PE管進行供水。

（2）控制乳化液的濃度，在配置過程中，需要嚴格將乳化液和清水的比例控制在5∶95，配置完成后還要進行嚴格的檢查，確保乳化液的濃度介于3%～5%的范圍內。同時，通過對乳化液過濾設備的及時清洗、定時更換，能夠及時防止堵塞問題的出現[7]。

3.4 電纜

電纜對于確保信號的穩定傳輸具有決定性的影響，在電液控制系統的工作過程中，難以避免會出現功率過大和系統穩定性喪失的情況。為了能夠對以上情況進行有效改善，可以選用雙屏蔽結構的電纜，進而為信號的順利傳輸提供安全可靠的通道。同時，由于井下環境中含有大量的水，這就需要做好相應的防磁防水措施，將絕緣體的電阻數值控制在合理的范圍內，進而有效降低故障率，為系統的穩定運行提供可靠保障[8]。

3.5 反饋元件

電液控制系統的反饋元件主要負責將各種傳感器收集到的信息集中傳輸至中央處理，進而為中央處理器指令的有針對性下達提供必要的支持。因此，為了確保反饋元件能夠始終處于良好的工作狀態，就要優選高質量的反饋元件，并選擇適宜的安裝位置，盡量遠離井下環境中的不利因素。

3.6 供電

供電的穩定性對于系統功能實現的重要性不言而喻，井下的惡劣環境給電能的穩定供應提出了非常高的要求。在實際的設計過程中，為了確保電液控制系統電能的充分供應，應當結合井下的具體環境，采用分段供電和獨立設置供電開關等措施，提高電能供應的穩定性，進而為電液控制系統的正常運行提供持續穩定的電能。

4 結束語

總而言之，液壓支架作為煤礦開采的重要設備，其能否穩定運行對于開采工作具有十分重要的作用。作為液壓支架重要組成部分的電液控制系統，長期處于井下惡劣的工作環境中，難免會出現各種不同程度的故障，因此，為了確保井下生產工作的順利進行，就要采取有針對性的維修技術，及時排除故障，確保液壓支架的安全平穩運行，為煤炭的順利開采建立良好的基礎。