礦山機(jī)械常見(jiàn)液壓故障的分析及處理

黃兵超，趙 澤

（山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦，山東 萊州 261400）

許多因素都會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障，液壓系統(tǒng)對(duì)污染敏感，因此液壓系統(tǒng)通常是關(guān)閉的。在內(nèi)部，經(jīng)常會(huì)發(fā)生損壞和故障并導(dǎo)致?lián)p壞。這些疾病很復(fù)雜且難以定位，但同時(shí)，各種疾病也使檢測(cè)和判斷變得困難。因此，修復(fù)采礦機(jī)械液壓系統(tǒng)中的大多數(shù)缺陷非常重要。

1 礦山機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)

礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)，其主要作用是以改變壓強(qiáng)的方式調(diào)節(jié)作用力。一般來(lái)說(shuō)，礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)主要是由液壓油、輔助元件、動(dòng)力元件、控制元件及執(zhí)行元件五個(gè)部分組成。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及其組成部分元件的性能，直接影響著礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。在應(yīng)用液壓系統(tǒng)之前，應(yīng)先消除系統(tǒng)中存在的污染物、金屬屑等。液壓系統(tǒng)在應(yīng)用中，具備著傳動(dòng)穩(wěn)定，省力，容易操作，且空間及場(chǎng)地限制較小，安全性較高，噪音較低等優(yōu)勢(shì)，能夠有效提高礦山機(jī)械生產(chǎn)效率。

1.1 工作性質(zhì)特殊

采礦機(jī)在整個(gè)操作過(guò)程中不可避免地要承受更高的負(fù)載，因?yàn)楸仨毭鎸?duì)特殊的服務(wù)目標(biāo)。采礦機(jī)通常以高速運(yùn)行，并且由于需要確保生產(chǎn)進(jìn)度和生產(chǎn)效率而必須承受重負(fù)荷。由于工作特征更加具體，因此在工作過(guò)程中會(huì)發(fā)生連續(xù)的沖擊和振動(dòng)。在這些現(xiàn)實(shí)的工作條件下，隨著時(shí)間的流逝，機(jī)器零件本身會(huì)過(guò)度磨損。由于損壞程度相對(duì)較高，因此很容易增加發(fā)生安全事故的可能性。

1.2 工作環(huán)境惡劣

由于采礦操作本質(zhì)上是特殊的，因此機(jī)器和設(shè)備的實(shí)際工作空間也狹窄，密閉，空氣流通不良，并且長(zhǎng)時(shí)間處于多塵環(huán)境下的實(shí)際工作環(huán)境非常惡劣。塵土飛揚(yáng)的條件導(dǎo)致采礦機(jī)械出現(xiàn)某些操作故障。

1.3 工作時(shí)間長(zhǎng)

礦業(yè)生產(chǎn)為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的道路上提供了重要的能量。但是，大多數(shù)礦山員工分三班倒工作，但是機(jī)械和設(shè)備繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，始終處于不間斷的操作負(fù)載下，并且隨著時(shí)間的推移，采礦機(jī)械的負(fù)載將超過(guò)可能的負(fù)載，從而導(dǎo)致安全事故。

2 礦山機(jī)械通用液壓故障診斷技術(shù)

由于采礦機(jī)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且大多數(shù)系統(tǒng)組件都密封在外殼和管道中，因此無(wú)法從外部觀察系統(tǒng)的內(nèi)部問(wèn)題，因此難以診斷。因此，研究礦山機(jī)械常見(jiàn)的液壓故障診斷技術(shù)具有十分重要的意義。當(dāng)前，在采礦機(jī)械中使用了三種主要類型的液壓故障診斷技術(shù)。

2.1 主觀診斷

主觀診斷技術(shù)是基于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)，通過(guò)邏輯分析和判斷，來(lái)確定礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)的位置和故障原因，并專門(mén)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。在實(shí)際應(yīng)用中，主觀診斷方法較為普遍，但需要檢查員更高水平的經(jīng)驗(yàn)和技能。

2.2 儀器診斷

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)試設(shè)備的類型和功能越來(lái)越突出。診斷采礦機(jī)械中的液壓錯(cuò)誤時(shí)，可以使用特定工具進(jìn)行判斷。該裝置允許獲得采礦機(jī)械的液壓系統(tǒng)的物理量，例如溫度，流量，壓力和速度?？梢允褂酶鞣N數(shù)據(jù)分析來(lái)確定故障的原因和位置。如今，隨著自動(dòng)化和機(jī)器智能的不斷提高，故障診斷的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

2.3 數(shù)學(xué)模型的診斷

根據(jù)礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用數(shù)學(xué)建模方法描述了液壓系統(tǒng)的流量，溫度，壓力和噪聲。通過(guò)數(shù)學(xué)模型分析和判斷故障原因和故障區(qū)域。

3 機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障和原因

3.1 系統(tǒng)中存在噪音錯(cuò)誤

考慮到采礦液壓系統(tǒng)的噪聲故障，首先，液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中容易受到壓力沖擊，并且瞬時(shí)壓力峰值非常高，從而導(dǎo)致運(yùn)行設(shè)備系統(tǒng)的劇烈振動(dòng)，從而影響正常性。液壓系統(tǒng)發(fā)出很大的聲音，一些容易發(fā)生故障的零件。其次，壓力閥，閥換向和閥彈簧的不靈活操作將在系統(tǒng)中引起大量噪音，并且系統(tǒng)壓力的不均勻變化將導(dǎo)致大量空氣進(jìn)入液壓缸，從而引起共振和噪音。最后，來(lái)自液壓系統(tǒng)的噪音主要來(lái)自液壓泵，而來(lái)自系統(tǒng)的噪音則是由液壓系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和壓力波動(dòng)引起的。

3.2 油溫高引起的問(wèn)題

如果在采礦機(jī)運(yùn)行期間油溫過(guò)高，則液壓系統(tǒng)將在運(yùn)行期間泄漏。如果儲(chǔ)罐操作不當(dāng)，儲(chǔ)罐內(nèi)部的粘度會(huì)逐漸增加。如果液壓系統(tǒng)在這種情況下工作，則很容易發(fā)生故障。最好的解決方案是將油溫合理地控制在60℃，這最適合油箱和液壓系統(tǒng)。

3.3 系統(tǒng)壓力異常

壓力異常是采礦機(jī)械中液壓系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障。導(dǎo)致此故障的主要原因是：首先，泵損壞或關(guān)閉，溢流閥無(wú)效，并且電動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作；其次，放大器放大倍數(shù)配置錯(cuò)誤或出現(xiàn)故障，泵轉(zhuǎn)動(dòng)不正確；第三，閥的控制壓力低，油的粘度太低或太高，或減壓閥的壓力值太低，因此壓力不足；第四，油箱中的油位太低且正常。執(zhí)行器在執(zhí)行期間不會(huì)移動(dòng)或緩慢移動(dòng)。

3.4 采礦機(jī)械和液壓設(shè)備產(chǎn)生的異常噪音

礦山中的機(jī)械和液壓設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)具有噪音低的特點(diǎn)。如果液壓系統(tǒng)在運(yùn)行期間嘈雜，則需要根據(jù)以下方面檢查錯(cuò)誤：①如果液壓機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生較大的振幅，則需要檢查螺釘是否松動(dòng)，連接異常操作。②如果脈動(dòng)壓力和流量大，應(yīng)逐漸衰減脈動(dòng)電路，以檢查電路結(jié)構(gòu)是否不合適；③空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，必須對(duì)其進(jìn)行觀察和檢查。避免異常油位和密封排水檢查時(shí)間的空氣條件。④液壓油流動(dòng)時(shí)可能會(huì)發(fā)生湍流。因此，有必要防止或減少管道的彎曲程度，減少溶解在介質(zhì)中的空氣沉淀的可能性，防止氣蝕，噪音和對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的損壞，并從泵和系統(tǒng)中除去空氣。⑤在某些操作中，油的粘度很高，會(huì)引起噪音缺陷，因此有必要添加適當(dāng)粘度的液壓油。

4 礦山機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)液壓故障及處理

4.1 液壓沖擊故障

有許多因素引起液壓沖擊，例如，閥門(mén)突然啟動(dòng)或關(guān)閉，從而增加了液體的流量，但是，由于諸如方向改變或關(guān)閉之類的問(wèn)題，液體可能無(wú)法正常流動(dòng)，供應(yīng)系統(tǒng)工作流程所需的液體無(wú)法滿足要求，如圖1所示?？栈且簤簺_擊的一種特殊形式，總之，當(dāng)液體處于高速流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，當(dāng)壓力突然上升到該溫度下液體的汽化壓力時(shí)，在以下情況下液體起泡并沸騰：存在于液體中的液體被分離。

圖1 礦山液壓機(jī)械設(shè)備

并且液體最初是液體，所以有氣流現(xiàn)象連接到氣流，在液體的驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)氣泡破裂時(shí)，核心區(qū)域的力立即上升到1Gpa，從而增加了系統(tǒng)的總油壓，在高壓操作過(guò)程中，液壓系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。由于高內(nèi)部壓力和高溫的持續(xù)作用，形成了很大的沖擊力，這將導(dǎo)致腐蝕并損壞內(nèi)部管道和系統(tǒng)的各種組件，甚至?xí)诖植诘谋砻嫔弦饸馕g。

4.2 噪音和振動(dòng)故障

液壓系統(tǒng)中的噪音和振動(dòng)干擾有很多原因，其中之一是零件松動(dòng)或磨損。在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行期間，采礦機(jī)械和設(shè)備的零件可能會(huì)看起來(lái)松動(dòng)或磨損。技術(shù)人員必須仔細(xì)檢查設(shè)備，以確定零件是否松動(dòng)和有噪聲。在這種情況下，應(yīng)擰緊這些零件并檢查是否有任何故障原因。同時(shí)，在礦山機(jī)械設(shè)備的日常使用和維護(hù)中，應(yīng)定期更換零件，以免發(fā)生故障。當(dāng)過(guò)多的空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)時(shí)，設(shè)備中的氣流會(huì)改變液壓系統(tǒng)中的壓力，從而引起相應(yīng)的噪音或振動(dòng)問(wèn)題。實(shí)際上，氣蝕是由空氣進(jìn)入系統(tǒng)引起的，如果要修復(fù)這些缺陷，則需要保持良好的通風(fēng)，檢查墊片以找到泄漏的根源，進(jìn)行良好的維修，并確?？諝膺M(jìn)入?？紤]到空氣本身的可壓縮性，與低壓縮性的液壓油混合會(huì)使液壓系統(tǒng)極其不穩(wěn)定，因此，在這種情況下，需要更換液壓油。

4.3 系統(tǒng)壓力故障

采礦機(jī)械和設(shè)備的液壓系統(tǒng)中的壓力故障有很多原因，例如安全閥松動(dòng)，安全彈簧故障以及安全閥漏油。對(duì)于此類問(wèn)題，技術(shù)人員必須確保液壓系統(tǒng)的壓力設(shè)定點(diǎn)在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，然后檢查和維修壓力系統(tǒng)的故障零件。如果安全彈簧失效，必須及時(shí)擰緊松動(dòng)的安全閥以進(jìn)行更換。如果安全閥泄漏，則應(yīng)修理漏油的位置，同時(shí)，應(yīng)檢查系統(tǒng)電路以有效排除故障。

4.4 系統(tǒng)外部故障

礦山機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，工作效率和工作水平受環(huán)境因素的影響。當(dāng)在泵的輸出位置檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，容易受到噪聲干擾，從而影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果將單個(gè)傳感器用于信號(hào)檢測(cè)，則無(wú)法獲得有效的結(jié)果。使用信息融合錯(cuò)誤診斷方法可以解決這些問(wèn)題。借助專用信息設(shè)備，將故障信息集成在一起，形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化，集成的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，然后使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤檢測(cè)模型來(lái)分析和處理液壓系統(tǒng)錯(cuò)誤。

4.5 油泵系統(tǒng)故障

油泵系統(tǒng)的故障反映在很多方面，有幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，第一，機(jī)油溫度太高。如果油溫過(guò)高，將影響液壓油的潤(rùn)滑性能，甚至直接影響液壓油的潤(rùn)滑性能，影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果機(jī)油泵系統(tǒng)出現(xiàn)故障，請(qǐng)考慮異常的燃油供應(yīng)問(wèn)題，另一種是檢查油泵中的油位，油箱正常，如果油位低，則必須添加足夠量的液壓油。第二是檢查液壓油的粘度。如果液壓油的粘度太高，請(qǐng)完全排干并添加新的液壓油。第三，油溫過(guò)高的問(wèn)題需要及時(shí)檢查和更換液壓油的質(zhì)量，并同時(shí)檢查設(shè)定壓力值和設(shè)定值。還可以檢查是否有任何影響液壓油溫度的系統(tǒng)組件，例如冷卻設(shè)備，壓力繼電器，安全閥等。在采礦機(jī)械設(shè)備中，液壓油的溫度必須始終保持在30-50℃，當(dāng)油溫超過(guò)60℃時(shí)，表明油溫太高。隨著時(shí)間的流逝，液壓油箱可能會(huì)損壞，甚至在嚴(yán)重的情況下也可能發(fā)生泄漏。

4.6 定期檢查液壓系統(tǒng)

設(shè)備的液壓系統(tǒng)也應(yīng)定期檢查。機(jī)器中的液壓壓力不足會(huì)使其緩慢運(yùn)行或在運(yùn)行期間停止工作，這會(huì)影響整個(gè)操作，并且通常會(huì)使機(jī)器處于壓力下。首先，檢查安全閥是否正常，如果安全閥損壞或發(fā)生故障，必須及時(shí)修理或更換。另外，必須確保正確調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的壓力值，并且還必須檢查并保持閥開(kāi)關(guān)和回路的連接。

5 結(jié)語(yǔ)

礦山機(jī)械的效率有助于提高生產(chǎn)效率，而液壓系統(tǒng)無(wú)疑是確保機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。因此，為保證機(jī)械設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，有必要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的故障保護(hù)。確保液壓系統(tǒng)中使用的所有組件都是高質(zhì)量的，并按照嚴(yán)格的規(guī)格進(jìn)行安裝，并進(jìn)行例行維護(hù)工作。如果發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，以確保安全可靠的運(yùn)行。