淺析地下鏟運機液壓系統的檢修與保養

玉聚尖

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦，廣西南丹縣547207)

淺析地下鏟運機液壓系統的檢修與保養

玉聚尖

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦，廣西南丹縣547207)

地下鏟運機液壓系統的正確檢修與保養，能充分發揮設備效能，減少故障發生，延長使用壽命，降低使用成本。結合工作實踐對地下鏟運機液壓系統的檢修、保養內容和標準進行探析，介紹了鏟運機運行過程中常見的故障及處理方法。

地下鏟運機;液壓系統;檢修;保養;故障處理

地下鏟運機作業的環境比較復雜、惡劣，用戶需要鏟運機的液壓系統有理想的可靠性。因此，正確使用、檢測和保養液壓元件與系統的方法尤為重要。鏟運機液壓系統的檢修及保養，應根據生產廠商推薦的周期和標準進行。必須強調做好日常維護和保養工作，日常維護保養工作是保證設備正常運行、延長設備使用壽命、降低生產成本的重要手段。

1 鏟運機液壓系統概述

鏟運機液壓系統一般由4個液壓回路組成:動力轉向液壓系統、動力制動液壓系統、工作裝置液壓系統和動力換擋變速箱－變矩器液壓系統。液壓系統的液壓元件主要包括動力元件、控制元件、執行元件和輔助裝置。

確保液壓元件和液壓回路完好，才能保證液壓系統的性能良好。對液壓元件進行檢修、測試和保養時，為了使檢測的結果準確、可靠，應在試驗條件齊全，環境良好的實驗室或車間進行。對液壓系統整體回路的調試，要根據鏟運機的具體性能要求，對壓力、流量、工作方向等進行測試、調整，以使系統各參數符合主機作業要求的技術指標。檢修和保養目的是排除故障，確保元件或系統的各項技術指標均能達到鏟運機的工作要求。

2 鏟運機液壓系統檢修與保養的內容及標準

2.1 鏟運機液壓元件的檢修與保養

2.1.1動 力元件的檢測

鏟運機的動力元件是液壓泵，為工作液體提供壓力能。壓力與流量是液壓泵的兩個性能參數，在液壓泵的額定轉速下，用壓力表與流量表測量液壓泵輸出工作液體的壓力與流量。具體測試方法為:

(1)啟動檢測設備，使液壓泵在卸荷狀況下運轉(如將溢流閥或安全閥扭松)，使液壓泵在額定轉速下空載運轉幾分鐘，觀察其運轉是否正常，有無刺耳的噪聲;

(2)調緊溢流閥或安全閥到合適位置(不可超過液壓泵的最高工作壓力)，調整節流閥，使液壓泵輸出壓力達到額定值;

(3)用流量表測量液壓泵在額定壓力下的流量。

目前，鏟運機多采用不可調節類型的液壓泵，通過對額定轉速下壓力與流量的測量，可以直觀反映液壓泵的具體性能指標，當測量的壓力或流量達不到標準時，表明液壓泵需要修復或更換。

2.1.2 控制元件

鏟運機液壓系統的控制元件用于各機構運動控制和調節，稱為控制閥，主要有工作裝置液壓系統操作閥(如先導閥、液控多路換向閥)、變速操作閥、轉向優先閥、轉向流量控制閥、制動控制閥、電磁閥及溢流閥、減壓閥等。

鏟運機液壓系統的部分控制元件是可調元件。如TORO400型鏟運機安全閥、充壓閥、轉向溢流閥、工作裝置液壓系統操作閥等可根據液體的工作壓力和動作要求，通過調節控制閥的控制彈簧壓力來對液體的工作壓力進行調整，保證系統壓力符合規定技術指標。TORO400型鏟運機安全閥輸出控制壓力調定為180bar，充壓閥輸出控制壓力調定為100～135bar，轉向溢流閥輸出控制壓力調定為140 bar，工作裝置液壓系統操作閥輸出控制壓力調定為165bar。

為能發揮控制元件最大的使用效率，首先要保證控制元件的靈活性，其次液壓系統使用的油料的質量和工作油溫應達到要求，最后要求控制元件無損壞、無異響、無泄漏等。TORO400型鏟運機液壓系統用油牌號為68#無灰抗磨液壓油，液壓油最適合的工作溫度60～80℃，如果不能達到要求，在工作過程中會效率降低，同時也容易損傷元件。

2.1.3 執行元件

液壓缸是鏟運機液壓系統中的執行元件。鏟運機的工作機構和轉向系統都是采用雙作用單桿活塞液壓缸，動作機能和耐壓性能是檢測液壓缸的主要性能參數。其檢測方法如下:

(1)檢查液壓缸在空載時的運動狀況，看是否有阻滯、跳動現象;

(2)操作控制閥，使液壓缸活塞分別處于液壓缸兩端，對兩工作油腔分別施加額定壓力，使液壓缸內泄漏量流到量杯，用量杯測量其內泄漏量;

(3)操作控制閥，使液壓缸分別處于液壓缸兩端，對兩工作油腔分別施加1.5倍額定壓力，保持數分鐘，檢查液壓缸各裝配接合面是否有漏油，各零部件是否有損壞或變形等現象。

為確保液壓系統各元件的良好性，做好以下幾項保養工作十分必要:

(1)嚴格按照保養規程，并結合作業周期和工況，以正確方法定時定量更換液壓油，確保油液質量達標;

(2)控制閥一般都是組合件，加工精度都比較高，液壓回路內一旦有雜質，便會影響液壓系統的正常工作。因此，要定時清洗、維護這些控制閥，并調好壓力;

(3)對于工作部件的密封件，要有良好的密封效果，如液壓馬達、液壓缸等密封很重要，在經過長時間劇烈工作后，要及時檢查，發現損壞或泄漏等現象，要及時更換，這樣才能提高工作部件的使用壽命;

(4)要及時清理各管路表面的油污，因為如果油污長期附著管路，特別是橡膠管路，很容易加快管路老化及損壞。

2.2 鏟運機液壓系統的檢修與保養

鏟運機液壓系統使用一定時期后，由于各種原因發生故障或產生異常現象，如果用調整的方法已不能排除問題，可對系統液壓元件進行檢修或更換。在進行鏟運機液壓系統檢修的過程中，應特別注意如下事項:

(1)拆解檢修精度較高的液壓元件和其它零部件時，要保持場地干凈整潔，最好在凈化車間內進行;

(2)檢修時，要完全釋放液壓系統內的液體壓力，必要的情況下，可將系統內的油液去除干凈;

(3)拆卸油管時，要將油管的管頭清理干凈，然后用干凈的石蠟紙或塑料制品將管頭包扎好，不能用棉紗或破布將油管堵塞，注意避免雜質進入;

(4)更換橡膠類的密封件時，避免用銳利的工具，注意不要損傷密封件;

(5)安裝O形密封圈或其他密封件時，應將與密封件相接觸部件的尖角修鈍，避免密封件被毛刺劃傷;

(6)拆解液壓系統的各元件和其他裝置時，拆卸下來的零部件應分門別類妥善放置和保存;

(7)拆解和組裝液壓元件時，不要被工具或其他東西碰傷精度高的加工表面;

(8)拆解后再裝配時，各零部件必須徹底清洗干凈;

(9)裝配時密封圈不能有扭曲現象，要保證滑動部件的靈活性;

(10)安裝液壓元件或管接頭時，擰緊力應合適即可，不可出現由于使用的擰緊力過大而導致發生液壓元件變形、滑閥的閥芯不能靈活滑動等現象。

鏟運機液壓系統整體檢修后，為確保整體性能達到使用要求。首先逐一測試與調整系統元件的技術指標，使之達到額定值。接下來在對鏟運機液壓系統進行整體全面的調試和試機過程中，還需要合理地調整系統中各個調壓元件的壓力值，使系統各元件工作時協調配合、運行合理流暢，從而保證液壓系統的性能穩定可靠。如果系統壓力值調整不合理會造成液壓能的損耗，使油溫升高，甚至會因為動作不協調，導致機械產生運行性故障。總而言之，試機成功才是最終的目的。

試機包括空載監測調試和負載監測調試。在試機之前，要重新檢查鏟運機液壓系統各元件安裝是否正確，各動作部件連接是否牢固，油箱內的液面高度是否符合規定等，檢查確認沒有錯誤后才能試機。

(1)空載監測和調試。空載監測和調試的目的是鏟運機在不帶負荷運轉的條件下，全面檢查系統各液壓元件和各回路工作是否正常，并將各個液壓元件的技術指標調整到滿足液壓系統工作要求的范圍。進行空載監測和調試時，先啟動鏟運機，使整個系統滑動部件得到充分的潤滑，然后使液壓泵以標定轉速運轉，檢查液壓系統各裝置是否有異常響聲;油箱中液面是否有過多的泡沫;液位高度是否在規定范圍。同時，檢查儀表盤上的油壓表及油溫表是否正常。一切正常后，依次緩慢操縱各操縱桿，使各執行元件分別在空載下工作，低速全程運行并排除系統中存在的空氣。接下來，依次操縱各操縱桿，讓各執行元件在正常工作程序下，進行無負荷連續運行，檢查各動作是否合理協調、連貫平穩，是否存在誤動作及跳動等現象。運行1～2h后，重新檢查油溫、油壓、液位高度等各參數指標是否在允許的范圍內。

(2)負載監測和調試。負載監測和調試的目的是鏟運機在承受負荷后，檢查液壓系統工作是否能夠達到預定的要求，如作業能力是否達到設計要求;工作部件運動的平穩程度是否符合規定;噪聲和振動是否在允許的范圍內;油溫是否在允許的范圍內等等。進行負載監測和調試時，應從簡單到復雜，從單個動作到復合動作的步驟循序漸進進行，并盡可能在多種多樣的工況環境下測試，目的是檢查鏟運機作業時液壓系統工作裝置的所有動作是否達到使用要求，在各種工況環境下作業是否有足夠的適應能力。如果一切正常，可以進行最大負載試車，這樣可避免設備出現運行性損壞等事故。在測試過程中，對系統壓力、流量、溫度、噪音、泄漏情況等進行全程監控，發現問題要及時記錄和仔細分析處理。

3 鏟運機液壓系統常見故障診斷及處理方法

鏟運機液壓系統在工作過程中，由于各種各樣的原因，會出現多種多樣的故障，并具有突發性、隱蔽性，排除故障時，必須十分清楚系統的工作原理和正確分析故障原因才能確保維修的效果。下面簡述鏟運機在工作過程中，液壓系統較容易出現的幾種問題及排除方法。

(1)油壓不足的影響。油壓不足是影響鏟運機液壓系統正常工作的常見問題之一。當液壓系統壓力不足時，可從儀表盤上的油壓表直觀反映，也可從執行運動部件的工作狀況——速度、噪音等判斷出來。例舉TORO400型鏟運機:當制動系統油壓不足100bar時，制動系統無法打開剎車裝置，鏟運機無法行走;當工作裝置液壓系統油壓達不到165bar時，動臂舉升和鏟斗翻轉緩慢無力，動臂提升時間不能達到標準的7s，鏟斗翻轉時間不能達到標準的2.5s等。系統油壓經確定不足時，可從系統是否堵塞和泄漏(包括內泄漏和外泄漏)進行排查，因為兩者是系統工作油壓不足的主要因素。油路暢通，密封性好是系統正常工作的保證。處理方法:因為液壓系統是一個循環系統，檢查是否有堵塞和泄漏問題，可從油箱→動力元件(泵)→控制元件(閥)→執行元件(油缸等)的順序，也可從執行元件(油缸等)→控制元件(閥)→動力元件(泵)→油箱的順序逐段檢查。如果發現堵塞問題，可拆下閥、油管等相關部件進行清洗，把油路清洗干凈并用高壓空氣吹干。如果發現有外泄漏現象，可根據外泄漏的原因使用相應的方法處理，如管頭松動時，就緊固管座;密封件損壞時，就更換密封件等。如果是相關零部件因為損壞或磨損過大造成內泄漏現象時，就使用正確的維修方法給予修復或更換，如液壓泵內泄漏造成輸出壓力不足時，就要檢修液壓泵;如控制閥、油缸內泄漏造成壓力缺失時，就要檢修液壓泵、油缸等。

(2)液壓系統升溫快，發熱嚴重的影響。液壓油油溫過高會使油的黏度降低，泄漏增大，導致機械磨損加劇，甚至產生熱變形，失靈損壞等，嚴重影響鏟運機的正常運行。TORO400型鏟運機液壓油溫升過大的原因主要有:回油過濾器堵塞，液壓系統背壓過高;工作壓力調整不當，長期在高壓下工作;零部件磨損間隙過大，內、外泄漏量大;儲能器充氣壓力不夠;作業周圍環境溫度大等。預防的措施分別為:清洗回油過濾器，確保回油背壓不超過允許值;用正確的方法調整液壓回路的相關性能參數，使工作壓力在允許的范圍;檢修或更換損壞的零部件，確保其工作正常;給儲能器充夠規定的壓力;盡量減少在環境溫度高的場地作業等。

(3)液壓系統空穴現象的影響。液壓系統產生空穴現象時，油泵和管路出現噪聲、振動現象，導致執行元件動作誤差，出現爬行、動作遲滯現象，甚至造成液壓油劣化變質，損傷零部件的滑動面等。產生空穴的原因是空氣混入和產生氣穴。TORO400型鏟運機防止產生空穴的方法主要有:加足油液，油箱液位保持在規定的指示線;定期清洗液壓油過濾器;擰緊各管接頭，注意各元件的外泄漏情況，因為漏油處也是進氣處;注意使用排氣裝置排除管路中的空氣;在冬季或寒冷的環境下，應使用黏度稍低的液壓油等。

鏟運機液壓系統容易出現的故障除上述幾項以外，還有諸如液壓沖擊、水分進入、液壓油污染等問題，有時甚至會出現一個問題，連帶產生另外一個或多個問題。對于產生的各種問題都可以根據其工作原理和實際工作情況，查出問題根源，使用正確的方法加以解決。

掌握正確的檢修和保養方法，就能長期地保證系統處于良好的工作狀況，從而降低生產成本，創造良好的經濟效益。經統計，2009年以前我公司采用有問題才解決問題的方法(俗話說“救火式”)使用兩臺TORO400型鏟運機，設備故障多，平均每臺鏟運機維修成本達86萬元/a，設備完好率僅為80%左右。2009年以后我公司對兩臺TORO400型鏟運機的使用，采用有計劃地、定期地進行預防性檢修和保養的管理方法，設備故障較少，平均每臺鏟運機維修成本為57萬元/a，設備完好率能達到98%以上。

鏟運機液壓系統是整體主機的一個有機組成部分，它工作正常與否和動力系統、傳動系統、電氣系統等都有密切聯系。所以，液壓系統的檢修與保養還應從整機角度進行審視，只有其他系統確定完好的情況下，才能確保液壓系統正常工作。

［1］黎啟柏.液壓元件手冊［M］.北京:冶金工業出版社，1999.

［2］雷天覺.液壓工程手冊［M］.北京:機械工業出版社，1990.

［3］劉延俊.液壓系統使用與維修［M］.北京:化學工業出版社，2006.

［4］張棟林.地下鏟運機［M］.北京:冶金工業出版社，2002.

2011－07－04)

玉聚尖(1979－)，男，廣西南丹人，助理工程師，主要從事地下鏟運機的使用與維護工作，Email:yujujian2000@sina.com。