操車液壓系統(tǒng)故障的分析和處理

李洪祿 匡曾河 邢安

摘 要：操車裝置是立井提升中重要的配套設(shè)備，使用液壓傳動(dòng)。文章在介紹操車設(shè)備液壓原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)礦山立井特殊的工況，總結(jié)并分析了操車液壓系統(tǒng)常見(jiàn)的故障及處理方法。其中重點(diǎn)介紹了液壓油的選擇及管理的注意事項(xiàng)，可為設(shè)備的管理者提供經(jīng)驗(yàn)及借鑒。

關(guān)鍵詞：操車裝置；液壓系統(tǒng)；液壓油

引言

液壓傳動(dòng)以運(yùn)動(dòng)傳遞平穩(wěn)，單位功率質(zhì)量輕，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械中，其中最典型的應(yīng)用就是操車液壓系統(tǒng)[1、2]。該系統(tǒng)使用液壓傳動(dòng)與電氣控制配合，實(shí)現(xiàn)物料裝卸操作的自動(dòng)控制和操車設(shè)備的安全閉鎖，既提高了礦井物料提升的工作效率又增加了提升工作的安全性。但是，由于礦山工作環(huán)境的特殊性，使得操車系統(tǒng)的故障率較高，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的安全事故[3]。文章根據(jù)操車設(shè)備的具體工作特點(diǎn)，分析系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因，并介紹系統(tǒng)維護(hù)和使用的常用措施。

1 操車液壓系統(tǒng)工作原理及常見(jiàn)故障分析

操車系統(tǒng)包括安全門，搖臺(tái)，安全門，阻車器，推車機(jī)，液壓站及電控操作臺(tái)等，主要功能主要是提高立井上下人員及物料時(shí)的效率及保證提升的安全性，其閉鎖及操作關(guān)系在《煤炭安全規(guī)程》上有明確的規(guī)定[4]，其液壓系統(tǒng)典型原理見(jiàn)操車系統(tǒng)液壓原理圖，如圖1。

圖1 操車系統(tǒng)液壓原理圖

立井提升是礦山生產(chǎn)的要害部門，對(duì)提升時(shí)間有嚴(yán)格的要求，這使得井口設(shè)備檢修的時(shí)間大大減少；同時(shí)井下環(huán)境惡劣，空氣中濕度較大，淋水情況時(shí)有發(fā)生，而且淋水的酸堿性變化很大。這些不利條件，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備壽命減少，設(shè)備故障率提高。對(duì)于井口操車液壓系統(tǒng)，常見(jiàn)的故障包括：（1）液壓站噪音異常，包括電機(jī)、泵、壓力閥及旋轉(zhuǎn)工作元件；（2）液壓站異常發(fā)熱，主要指泵和壓力閥；（3）滴、漏、滲等現(xiàn)象，主要出現(xiàn)在接頭處；（4）執(zhí)行元件動(dòng)作異常，如執(zhí)行元件動(dòng)作不到位達(dá)不到設(shè)計(jì)的速度、位置，在關(guān)閉閥的情況下，執(zhí)行元件緩慢動(dòng)作；（5）膠管爆裂等。

導(dǎo)致上述問(wèn)題出現(xiàn)的原因很復(fù)雜，一般情況下，使用者可以從設(shè)計(jì)制造和維護(hù)管理兩方面分析。從設(shè)計(jì)制造方面來(lái)講，操車液壓系統(tǒng)動(dòng)作簡(jiǎn)單，控制原理清楚，設(shè)計(jì)時(shí)，按液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則，選擇系統(tǒng)參數(shù)，如流量、通徑、油箱體積和油流方向，設(shè)備制造廠家不會(huì)存在太大問(wèn)題。而使用者需要注意的是，在產(chǎn)品驗(yàn)收和入庫(kù)時(shí)，需重點(diǎn)檢查油箱是否清潔、接頭保護(hù)是否良好，安裝表面平整度等外觀質(zhì)量問(wèn)題。最好是能夠到廠家進(jìn)行入場(chǎng)驗(yàn)收，在出廠前進(jìn)行液壓試驗(yàn)，注意各處的密封劑噪音狀況。注意到以上幾點(diǎn)，可以很大程度上避免出廠時(shí)的產(chǎn)品缺陷。

從維護(hù)管理方面來(lái)講，設(shè)備安裝時(shí)，要注意管路布置，設(shè)備來(lái)接時(shí)重點(diǎn)檢查各處密封件。操車設(shè)備特別是井底設(shè)備安裝空間受限制，要注意管路按規(guī)范支護(hù)，否則在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)膠管磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)爆管。初次使用時(shí)，重點(diǎn)檢查執(zhí)行元件動(dòng)作，要達(dá)到設(shè)計(jì)的功能和速度，另外需詳細(xì)檢查各處是否有滴、漏、滲等現(xiàn)象。而平時(shí)養(yǎng)護(hù)時(shí)，要合理安排點(diǎn)檢和大修，做到有問(wèn)題及時(shí)處理，不留隱患，最大程度上保持設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好。養(yǎng)護(hù)的工作重點(diǎn)是保持液壓油清潔，并按要求更換，下面重點(diǎn)介紹液壓油的原則和管理方案。

2 系統(tǒng)維護(hù)中液壓油的選擇及管理

2.1 液壓油的要求

在液壓傳動(dòng)中，液壓油既是傳遞動(dòng)力的介質(zhì)，又是潤(rùn)滑劑，同時(shí)又起到冷卻作用，合理地使用液壓油，是減少液壓系統(tǒng)故障率的關(guān)鍵。液壓油必須符合以下幾點(diǎn)要求： （1）具有合適的粘度和良好的粘溫特性；（2）具有良好的抗磨性；（3）具有良好的抗氧化性；（4）良好的抗剪切安全性；（5）防銹性能要好，不產(chǎn)生腐蝕；（6）抗乳化性和水解安全性好，即使有水混入，也能有較大的分離性能，起泡少，消泡容易；（7）具有良好的抗泡沫性和空氣釋放性；（8）有良好的相容性，對(duì)密封材料的影響小，油液與各種材料不起或少起化學(xué)作用，以免變質(zhì)失效；（9）清潔度好和可流性優(yōu)良，液壓油質(zhì)量應(yīng)純凈，不允許有沉淀，應(yīng)盡量減少機(jī)械雜質(zhì)、水份和灰塵等含量；（10）燃點(diǎn)、閃點(diǎn)應(yīng)滿足環(huán)境溫度，揮發(fā)性要小，潤(rùn)滑油符合這方面要求，即可保證其工作安全可靠。

正確合理地選擇液壓油是保證整個(gè)液壓系統(tǒng)高效率、正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提。使用者要根據(jù)井口的工作環(huán)境和使用條件，如井口溫度范圍、淋水的酸堿性、經(jīng)濟(jì)性等選擇適當(dāng)?shù)囊簤河汀ＴO(shè)備制造廠家根據(jù)液壓泵、馬達(dá)、閥生的特性，并結(jié)合系統(tǒng)特點(diǎn)，給用戶推薦了液壓油的品種和牌號(hào)，在使用中我們應(yīng)根據(jù)井口的氣溫等實(shí)際情況，再根據(jù)粘度要求確定液壓油牌號(hào)。

2.2 液壓油污染的原因及危害

如果液壓油受到污染，液壓油會(huì)出現(xiàn)變質(zhì)，使液壓系統(tǒng)不能正常工作。液壓油的污染主要有兩個(gè)原因：一是液壓油本身的變質(zhì)產(chǎn)生的粘度變化和酸值變化；二是外界污物混入液壓油內(nèi)。液壓油污染后會(huì)使得液壓元件發(fā)生故障，甚至失效，使液壓元件的實(shí)際使用壽命比設(shè)計(jì)的壽命短得多。

液壓油污染后會(huì)出現(xiàn)的危害主要體現(xiàn)在：（1）污染物使節(jié)流閥和壓力阻尼孔堵塞，引起系統(tǒng)工作的壓力和速度不時(shí)變化，影響液壓系統(tǒng)工作性能；（2）使液壓泵及馬達(dá)、閥組等元件的運(yùn)動(dòng)副磨損加劇，引起內(nèi)泄漏的增加，造成液壓系統(tǒng)效率降低，元件壽命縮短；（3）混入液壓油中的水分腐蝕金屬，并加速液壓油老化變質(zhì)；（4）雜質(zhì)將吸油過(guò)濾器阻塞，導(dǎo)致液壓泵吸油不足，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，進(jìn)而使運(yùn)動(dòng)密封件的磨損加快、提前損壞，引起噪聲、振動(dòng)、爬行、氣蝕和沖擊現(xiàn)象，降低液壓系統(tǒng)的工作性能，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致濾芯破裂，使已附在濾芯上的污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)中；（5）污物進(jìn)入滑閥間隙，可能使滑閥卡住，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作失控或其他故障。

2.3 液壓油的管理

使用者在實(shí)際工作中必須加強(qiáng)以下三方面的管理：

第一，在液壓元件加工與維修、裝配過(guò)程中，防止液壓油被污染，防止水和空氣的混入。

第二，在液壓油、液壓元件儲(chǔ)運(yùn)管理方面應(yīng)做到以下幾點(diǎn)： （1）液壓油入庫(kù)前應(yīng)取樣化驗(yàn)，化驗(yàn)合格后才準(zhǔn)入庫(kù)；（2）庫(kù)存液壓油應(yīng)定期取樣化驗(yàn)，如不符合性能指標(biāo)，則不準(zhǔn)使用；（3）要有符合要求的貯存場(chǎng)所和貯存器具，倉(cāng)庫(kù)應(yīng)具備良好的通風(fēng)、清潔、干燥、消防安全等條件，并避免強(qiáng)光直接照射；（4）液壓油應(yīng)分類存放，杜絕混裝、混放，以防止混用；（5）定期開展儲(chǔ)油器及液壓油的質(zhì)量檢查，符合規(guī)定要求的液壓油方可出庫(kù)；（6）液壓油出庫(kù)、使用前要堅(jiān)持過(guò)濾，保證液壓油雜質(zhì)含量符合規(guī)定要求。

第三，在使用管理方面應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）建立登記卡和設(shè)備檔案，詳細(xì)記錄需用液壓油品名及牌號(hào)并注明每次加油或換油日期及數(shù)量，并由專人負(fù)責(zé)檢查，有利于了解系統(tǒng)的密封性能，也可避免在工作中誤用異種油品；（2）應(yīng)根據(jù)使用說(shuō)明書規(guī)定，結(jié)合實(shí)際使用情況定期清洗或更換液壓油濾芯，并每日檢查液壓油油位，不足時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充；（3）根據(jù)使用條件定期對(duì)液壓油進(jìn)行油樣分析，發(fā)現(xiàn)油液污染嚴(yán)重時(shí)應(yīng)立即查明原因，及時(shí)消除，（4）控制液壓油的工作溫度，系統(tǒng)最高溫度不超過(guò)80℃，液壓油箱內(nèi)溫度不超過(guò)60℃；（5）在液壓系統(tǒng)故障排除時(shí)應(yīng)遵守規(guī)范，保持清潔，禁止亂拆亂放，防止污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)；（6）定期檢測(cè)液壓系統(tǒng)各檢測(cè)點(diǎn)壓力、流量、溫度、防止液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期在不正常壓力、溫度下工作，可減少液壓系統(tǒng)磨損，防止內(nèi)泄漏，并保證液壓系統(tǒng)正常工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，操車設(shè)備的管理者，從以上幾個(gè)方面注意設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，能夠降低設(shè)備故障率，保證設(shè)備正常運(yùn)行實(shí)踐和使用壽命，為井口提升爭(zhēng)取實(shí)踐，為礦山生產(chǎn)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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[4]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.煤礦安全規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：李洪祿（1978-），四川省南部縣，畢業(yè)于本溪冶金高等專科學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)，機(jī)械工程師，從事設(shè)備技術(shù)管理工作，現(xiàn)就職于安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司。