掘進機液壓系統常見故障分析及解決措施研究

閆 超

（潞安化工集團高河能源有限公司， 山西 長治 046000）

引言

在掘進機中液壓系統發揮著非常重要的作用，其可以為整機實現行走以及連續切割提供動力。通過調研現代煤礦工程基建選用的掘進機，發現其具有功率大、高精度的特點，同時相對應的液壓系統需要提升，可是在優化的過程中也會引發其他相關系統出現故障。經過大量的工程實踐發現，液壓系統故障率不斷增加。為了能夠給生產作業提供有效的技術支撐，因此工作人員必須熟悉各種液壓系統，同時選用科學的故障排除方式，進而能夠有效地保證液壓系統的穩定性，最終可以有效地提升掘進機的工作效率以及穩定性。

1 掘進機液壓系統概述

通常掘進機內部液壓系統包括如下幾個單元：第一，速度切換電磁閥單元；第二，行走溢流閥單元；第三，馬達。其中，速度切換閥主要用于調節速度，行走溢流閥和行走馬達可以實現設備以雙速的形式行走。馬達制動器主要用于調整液壓系統的啟停情況。馬達變速缸的變化情況能夠有效地改變掘進機的工作速度。

2 掘進機液壓系統的典型故障分析

1）液壓沖擊。當掘進機液壓系統處于啟停狀態時，其內部動作單元以及相應的油液在慣性的作用下導致動作發生變化，這時液體系統的油壓逐漸升高，最終可以表現出液壓沖擊的作用。通常該狀態下液壓值是常態下的三倍，同時出現比較明顯的噪聲污染，因此能夠引發液體系統內部出現較大幅度的振動，長時間的工況調降將會導致管路出現破裂或者受損等。

2）油溫過高。通常油液的輔助以及潤滑作用能夠有效地提高掘進機液壓系統的穩定性，可是隨著油溫的升高，當該溫度值升高到液壓散熱所能達到的極限值時，能導致液體油壓系統崩潰，更有甚者將會導致爆炸，同時由于油溫增加使得富集在機械內部的油因溫度而蒸發，增加摩擦，降低系統的使用壽命。

3）噪聲過大。對掘進機液壓硬件系統進行分析發現，硬件相對滯后，其在工作的過程中表現出較大的噪聲，這將導致液壓元件的使用壽命受到嚴重的影響。通過研究發現，噪聲主要來源于液壓形成的沖擊、氣穴以及相應的氣蝕等。

4）元件卡緊。主要在如下幾個方面存在元件卡緊的現象：第一，活塞；第二，速度切換電磁閥閥芯；第三，潤滑閥閥芯等。元件卡緊是由于元件與液壓油的慣性以及相互作用力的沖擊。

5）元件爬行。由于液體系統在運行的過程中，其運轉速度表現出一定的差異性，因此制約著液體系統的安全運行。經過分析發現該故障與系統潤滑效果不佳有關。當有氣體進入液壓泵中時，嚴重影響油壓的持續供給，最終影響元件的爬行效應。

6）液壓系統泄漏。通常泄漏包括如下兩種：第一，當液壓系統儲油密封不良時，將會出現油液泄漏；第二，當液壓系統元件出現松動時，最終導致元件固定不到位。

7）氣穴和氣蝕。當液壓系統運行的過程中，假如不能對分離油水的壓力進行有效的控制，那么當壓力值超過設定值時，將會出現氣穴、氣蝕問題，因此將會導致油壓系統出現不能持續供應油液的現象，與此同時還會出現噪聲以及影響液壓系統元件的使用情況。

3 故障排除措施

1）減緩液壓沖擊。當發生液壓沖擊時，普遍存在噪聲污染問題，該現象將導致液壓系統出現嚴重的振動，從而極易損壞零部件以及導致管路破損等。由此可以看出，需要設置一個系統減緩液壓沖擊的影響，比如可以在液壓系統中設置蓄能器，這樣能夠有效地維持行走溢流閥運行的穩定性。

2）控制油溫。可以使用信號式溫度計對油溫進行監測，從而能夠實時了解油溫的變化情況。假如油液系統的溫度出現異常的情況，那么將可能導致出現爆炸現象。因此借助油溫計監測油溫的變化情況，從而保證油箱的穩定性。假如超出閉值則適當放油，偏低則添油。與此同時，還必須密切關心以及監測檢查冷卻系統的運行情況，進而可以提升系統的穩定性。

3）降低噪聲污染。當出現噪聲污染時，通常必須考慮沖擊壓以及氣穴的影響，同時需要對液壓設備進行有效的優化，通常可以安裝消音器，這樣能夠有效降低噪聲污染，不僅可以給工作人員營造良好的工作環境，而且可以提高液壓系統的使用年限。

4）改良元件裝置。對于元件卡緊問題，可以借助元件裝置改進來優化此類型的故障。通常可以設置均壓槽，進而可以有效地維持受力均衡問題。與此同時，必須對元件質量進行檢查，對于不合格的元件可以添加一定的潤滑油。

5）防止系統泄漏。對液壓系統元件進行全面的檢查，從而能夠有效地掌握元件中的質量情況，是否存在松動與管路破裂問題。當發現存在異常問題時，必須采取相應的措施。諸如固定元件是否松動、管路是否存在未焊透、凹坑等。假如液壓系統出現漏油的現象時，必須對漏油的原因進行分析，接著有針對性地解決問題。假如焊接管存在漏油的現象，通常可以選用高分子復合材料進行焊封堵。假如在密封件位置出現漏油，那么可以選用耐油橡膠棒實施密封。假如漏油發生在螺栓與管子螺紋位置處，那么必須將螺栓進行密封。通常可以選用高分子復合材料，比如在螺母位置均勻噴灑福世藍脫模劑，緊接著采用固定措施。

6）避免發生氣穴和氣蝕現象。當發生氣穴以及氣蝕時，可以通過調整油管泵吸油管的管徑。同時可以采取一定的方式防止油與空氣接觸，從而能夠有效地降低氣蝕的概率。

4 液壓系統故障的主要影響

液壓系統故障率相對復雜，主要表現在如下幾個方面：第一，液壓油質量欠佳；第二，外界環境影響；第三，人員操作不當等。具體的解決方案如下所示：

1）燃油質量，由于液壓油在液壓系統中扮演著非常重要的角色，可以實現能量傳遞、潤滑以及防腐蝕等效果，因此在對掘進機液壓系統進行維護的過程中必須認真檢查油的質量，也可以從源頭方面避免液壓系統出現故障問題。

2）液壓溫度對液壓系統的影響，由于油液質量欠佳極易引起液壓系統溫度升高，從而導致油的黏著性大大降低，導致潤滑油厚度不能滿足元件工作的需要，降低油泵的工作效率。從液壓元件的角度進行分析，當液壓油處于高溫狀態時往往表現出熱脹冷縮的現象，從而導致配件間隙減小，導致元件失靈。與此同時當密封元件出現變形時，將導致出現漏油的現象，進而降低了整機的效率。

3）水分對液壓系統的影響，水分占比能夠有效地提升液壓系統的運行狀態。假如該數值超過0.05%，那么將導致液壓油越來越渾濁，更有甚者對金屬產生腐蝕。此外，當含水量相對較高時，將會導致油品出現乳化的現象，從而使得潤滑油的作用大打折扣。

4）空氣對液壓系統的影響，當密封系統出現問題時，常常出現空氣混入的現象，若壓力經減壓閥降低，將導致空氣從油中釋放出來，從而導致出現氣穴與氣蝕等現象。與此同時還出現一定的振動，導致出現較大的噪聲污染。

5）顆粒物對液壓系統的影響，通常表現為兩個方面：第一，內部存在污染，假如液壓油出現氧化的情況，將導致出現油泥的現象，進而降低油的質量，從而導致液壓系統出現故障。第二，外部污染，比如元件在加工時可能會出現部分金屬屑等。液壓油受到污染之后大大削弱了液壓系統的性能，當元件在工作的過程中，金屬雜質在摩擦副的作用下產生較大的磨損，由此可以看出在油液中的金屬屑會引發液壓系統出現故障，導致出現氧化，同時由于油泥與雜質混合，久而久之混合物將會變成較大的固體，從而導致油管出現堵塞。經過探究發現該故障的形成機理比較復雜，因此在排查故障的過程中需要工作人員認真檢查，同時導致排除故障時間比較長。

6）油液中混入雜質對液壓系統的影響，由于油液質量對液壓質量會產生非常重要的作用，不能使用其他油品替代。當液壓系統中加入了其他油品，將導致其他液壓油的性能發生改變，同時導致系統故障頻發。假如油液內清凈分散劑用量相對豐富，那么將會削弱液壓油的乳化性，進而使得水不能從油中分離出來，從而降低了潤滑油的性能，最終導致零部件出現腐蝕的現象[1-2]。

5 結語

在井下施工的過程中，掘進機是不可或缺的設備，而掘進機中液壓系統扮演著非常重要的角色，該系統是否能夠正常工作將對掘進機的整體性能起著決定性的作用。因此，必須選用有效的方式才可以優化液壓系統，從而能夠提高零部件的質量，進而可以有效地提高掘進機的工作質量。因此，相關工作人員必須認真學習掘進機液壓系統的相關知識，從而能夠對絕掘進機的系統進行維護，為硬件系統提供高質量的服務。