煤礦機械液壓故障及其處理分析

＊馬松品

（山西煤炭運銷集團(tuán)太原有限公司 山西 030000）

近些年來，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，有效推動了煤礦工業(yè)的發(fā)展，增大了煤礦開采規(guī)模。而經(jīng)濟發(fā)展帶動了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，也使得煤礦工作中機械設(shè)備的應(yīng)用愈加普及與廣泛。液壓系統(tǒng)以及裝備在煤礦的生產(chǎn)工作中發(fā)揮著重要的作用，在煤礦工作中占據(jù)著重要的地位。但是由于液壓系統(tǒng)尚不成熟，在煤礦實際生產(chǎn)工作中，也存在著較多的故障問題，進(jìn)而對煤礦生產(chǎn)效率和安全性產(chǎn)生不利影響。因此，必須要對煤礦機械液壓故障問題進(jìn)行分析，并加以處理解決。

1.煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)概述

對煤礦機械中常見的液壓故障進(jìn)行分析，首先需要了解和掌握煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)的相關(guān)知識。文章本部分將從液壓傳動的工作原理與特點、液壓傳動優(yōu)缺點以及液壓系統(tǒng)組成與功能等三個方面對煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)進(jìn)行概述。概述如圖1所示。

圖1 煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)

(1)液壓傳動工作原理與特點

液壓傳動是利用封閉系統(tǒng)中的壓力液體實現(xiàn)能量的傳遞與轉(zhuǎn)換的傳動系統(tǒng)，其中的壓力液體一般被稱為工作液體或是工作介質(zhì)，其本質(zhì)通常情況下為礦物油，工作液體的作用類似于機械傳動中的鏈條、齒輪等傳動元件。液壓傳動有著以下幾個方面的特點：首先，由于液體具有流動性的特質(zhì)，沒有固定的形狀，因此其能夠隨著容器的形狀變化而變化，液壓傳動因此有著不受方向限制的特點，傳遞較為靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳遞。其次，由于液體在系統(tǒng)中受到壓力時有著較強的抵抗力，且有著較好的吸振能力，因此在傳動能量時有著良好的可靠性和穩(wěn)定性。第三，利用液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量的傳遞，能夠良好地對各種液壓元器件進(jìn)行潤滑。第四，液壓傳動系統(tǒng)的操作簡便，易于控制，有著簡單可靠的過載保護(hù)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速。第五，液壓傳動系統(tǒng)會因為液體在工作過程中出現(xiàn)的維護(hù)或是磨損問題而導(dǎo)致泄漏，從而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)工作效率下降。最后，液壓系統(tǒng)的各類元器件以及工作液體的質(zhì)量較高，因此維護(hù)保養(yǎng)難度較大，費用較高。

(2)液壓傳動優(yōu)缺點

液壓傳動有著以下幾個方面的優(yōu)點：第一，液壓傳動與機械傳動方式相比，體積更小且重量更輕，因此有著更小的慣性，動作能夠更加靈敏。第二，液壓傳動的元件不受到相對位置以及距離等因素的限制，可以通過同一動力源進(jìn)行集中動力傳遞。第三，液壓傳動較為平穩(wěn)，其振動與沖擊較小，工作液體本身也有著一定的吸振能力。第四，液壓傳動有著較大的傳動比，能夠在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。第五，液壓傳動操縱便捷，易于控制，能夠方便的改變工作介質(zhì)的流動方向與流動量，為自動化提供了一定的便利。第六，液壓傳動過程中能夠使用安全閥，從而能夠簡單的實現(xiàn)過載保護(hù)。第七，若采用油液作為工作介質(zhì)，則潤滑性能能夠提升，有著較長的使用壽命。最后，液壓傳動的元件能夠系列化生產(chǎn)制造，從而實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化與通用化使用，便于推廣普及應(yīng)用。但是液壓傳動也有著較多的缺點和不足。首先，以間隙進(jìn)行密封的液壓元件，其容易因制造、安裝、運輸、維護(hù)、磨損等原因出現(xiàn)泄漏問題，造成工作介質(zhì)與工作效率的降低。第二，工作介質(zhì)在管路中進(jìn)行流動會出現(xiàn)一定量的能量損失，不適用于遠(yuǎn)距離傳動。第三，液壓元件的制造生產(chǎn)精度標(biāo)準(zhǔn)較高，制造成本較高，且維修標(biāo)準(zhǔn)高，因此需要花費較大的成本進(jìn)行生產(chǎn)制造與維修保養(yǎng)。最后，液壓傳動在出現(xiàn)故障問題時，難以進(jìn)行檢查排除。

(3)液壓傳動系統(tǒng)組成與功能

煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)一般是由液壓動力源、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件以及工作介質(zhì)組成。動力源元件能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)化為液體壓力，因此這一元件也常常被稱為液壓泵。液壓執(zhí)行元件與動力源元件相反，是將液體壓力轉(zhuǎn)化為機械能的元件，在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓缸與液壓馬達(dá)等元器件都是液壓執(zhí)行元件，并被稱為液動機。液壓系統(tǒng)控制元件，能夠?qū)σ后w壓力、方向、流量等參數(shù)進(jìn)行控制，從而改變執(zhí)行元件的運作狀態(tài)，液壓系統(tǒng)中的各類門閥類元器件就是液壓系統(tǒng)控制元件。液壓系統(tǒng)輔助元件是除上述其他元器件外的一類元件，也是液壓系統(tǒng)故障多發(fā)的元器件部分。工作介質(zhì)即是工作液體，是液壓系統(tǒng)中的核心。

2.煤礦機械常見液壓故障

通過對煤礦機械液壓系統(tǒng)的整體情況進(jìn)行分析與概述，在實際的煤礦生產(chǎn)工作中，由于多方面因素的影響，煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)勢必會出現(xiàn)多種故障問題，不僅影響著煤礦生產(chǎn)的效率，甚至還會影響著煤礦生產(chǎn)工作的安全性。文章本部分將對煤礦機械常見液壓故障給予介紹。

(1)煤礦機械液壓系統(tǒng)故障特點

煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題具有著復(fù)雜性與多樣性的特點，且液壓系統(tǒng)故障問題往往難以發(fā)現(xiàn)，有著較強的隱蔽性。同時液壓系統(tǒng)在進(jìn)行工作時，其內(nèi)外部環(huán)境條件較為復(fù)雜，液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作運轉(zhuǎn)過程中隨時都有可能出現(xiàn)故障問題，有著較強的偶然性。最后，煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障有著危害性大的特點，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不僅會嚴(yán)重影響到煤礦機械的正常工作與運轉(zhuǎn)，影響到整體煤礦生產(chǎn)開采工作的效率，在嚴(yán)重情況下甚至?xí)γ旱V生產(chǎn)工作的安全帶來一定的隱患與危害。

(2)煤礦機械常見液壓故障

①氣體誘發(fā)液壓故障。在煤礦開采過程中，機械運行所選擇的液壓設(shè)備基本都需要依靠液壓油進(jìn)行運轉(zhuǎn)工作，而液壓油難以進(jìn)行壓縮，因此在運轉(zhuǎn)過程中液壓油幾乎不會對液壓設(shè)備造成損害，若液壓油中混有空氣，氣體體積較大，分子間隙大，容易進(jìn)行壓縮，若在高壓環(huán)境下進(jìn)行工作，混入液壓油中的氣體就會對煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)造成巨大的破壞。

②油溫誘發(fā)液壓故障。在煤礦機械實際運行階段，如果出現(xiàn)油溫過高，就會帶來一定的安全問題。當(dāng)液壓油溫度升高時，液壓油的黏性降低，進(jìn)而提高液壓油的整體流動性，不僅會使液壓系統(tǒng)的使用壽命降低，而且也降低了煤礦生產(chǎn)開采工作的效率。

③液壓油中雜質(zhì)誘發(fā)液壓故障。液壓油是煤礦機械運行階段比較重要的組成部分，其可以為液壓系統(tǒng)提供動力，在液壓油選擇時，需要選擇純凈液壓油，降低液壓油中的雜質(zhì)成分。若液壓油中的雜質(zhì)較多，就會嚴(yán)重影響到液壓系統(tǒng)中精密零部件的運行，對零部件產(chǎn)生或多或少的損壞。在液壓傳動系統(tǒng)中，各種閥、泵類元件對精度提出了較高要求，致使其配合表面間隙很小。同時，在液壓元件中，經(jīng)常會借助縫隙式和阻尼孔控制閥芯，此時一旦液壓油中污物進(jìn)入閥體與閥芯的配合間隙時，將會對配合表面造成劃傷，進(jìn)而影響配合表面的光潔度和精度，增加泄露發(fā)生的概率。

④異響誘發(fā)的液壓故障。異響是液壓系統(tǒng)中最為常見的故障問題之一。在實際的故障排查工作中，需要對液壓系統(tǒng)異響的原因類型進(jìn)行分辨，根據(jù)不同類型原因的異響進(jìn)行相應(yīng)的處理。如果異響來自于汽缸內(nèi)部，則需要對活塞是否松動、填料的完整性、氣缸內(nèi)有無異物入侵或吸入的空氣是否潮濕等問題進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，要及時采取有效措施給予解決，如促進(jìn)油水分離、消除異物、緊固活塞等措施，均能夠使設(shè)備異響問題得到解決。

3.煤礦機械常見液壓故障處理方法

(1)防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)

防治空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)，可以從三個方面著手：一是要對液壓系統(tǒng)中油箱油量給予定期檢查，以保證油箱中油量充足，避免通過油箱空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)中。二是要做好液壓系統(tǒng)的氣密性保護(hù)，從而防止因空氣壓力大于液壓油壓力的情況產(chǎn)生。三是將排氣閥安裝在油箱頂端，如果液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣時，就可以將空氣借助排氣閥及時排出。

(2)避免液壓油溫度過高

在煤礦機械運行階段，避免液壓油溫度過高，應(yīng)當(dāng)從四個方面進(jìn)行處理：一是要對油箱中油量與油位進(jìn)行定期的檢查與記錄，并保證液壓油在油箱中能夠及時降溫冷卻，提高其散熱性能。二是合理控制背壓閥和油泵壓力，在降低壓力同時需要保證液壓系統(tǒng)能夠可靠穩(wěn)定運行。三是要購買和使用高純凈度液壓油，保證液壓油符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。四是要安裝相應(yīng)冷卻裝置，實時對液壓油溫度進(jìn)行監(jiān)控與降溫。

(3)控制液壓系統(tǒng)污染

液壓油是液壓系統(tǒng)運行的介質(zhì)，因此需要保證液壓油的質(zhì)量與清潔性，避免雜質(zhì)雜物混入液壓油中，同時在系統(tǒng)運行過程中需要對液壓油進(jìn)行檢查與過濾，并通過清洗設(shè)備與過濾設(shè)備保證液壓油的純凈度，一旦發(fā)現(xiàn)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的液壓油，及時進(jìn)行處理。

(4)做好綜合防護(hù)與定期維保工作

處理液壓系統(tǒng)故障，最為根本的要求與方法是做好煤礦機械設(shè)備的綜合防護(hù)工作以及定期的維修保養(yǎng)工作，通過多方面多種方法減少煤礦機械的損耗，提高煤礦機械的使用壽命，從而提高機械液壓系統(tǒng)的工作效率，降低故障發(fā)生的可能性。

4.結(jié)語

綜上所述，煤礦機械設(shè)備液壓系統(tǒng)十分關(guān)鍵且重要，文章對其當(dāng)前運行中常見的故障問題進(jìn)行了多方面分析，并提出了故障問題的解決方法策略，希望能夠確保煤礦機械的安全、高效運行，以此來提高煤礦生產(chǎn)效率和企業(yè)的經(jīng)濟效益。