自動裝車系統液壓故障分析及處理措施

趙志龍 李文婷 潘月軍

摘 要：煤礦裝車系統中液壓元件眾多，容易發生故障，影響生產的正常進行。在了解常用裝車系統及其液壓系統的基礎上，分析了煤礦裝車系統常見液壓故障，并指出液壓故障的判斷和處理措施，對生產實踐具有一定的指導作用。

關鍵詞：裝車系統 ；液壓故障 ；分析 ；措施

目前我國煤炭工業取得了長足發展，生產技術也得到很大提高，煤炭產量迅速增加，但煤礦裝車方式卻發展相對滯后，制約著煤炭工業的發展。據統計，約有80%的煤礦仍在采用舊式機械裝車，存在速度、可靠性等方面的弊端，尤其在稱重方面存在較大誤差。近年來通過引進國外先進技術，國內煤礦裝車生產廠家優化了控制、裝車等性能，裝車精度大大提高。液壓系統是煤礦裝車系統的重要組成部分，由眾多元件組裝而成，極易出現故障。既影響生產進度，又造成生產安全問題。因此需對液壓系統故障進行分析，并提出針對性的解決措施，以維護液壓系統的穩定運行。

1 煤炭自動裝車系統的原理以及功能

煤炭自動裝車工藝包含有儲煤倉給料運輸系統、稱重裝載系統、采樣系統、車皮表面封塵劑固化系統、冬季防凍液噴灑系統等組成，每個系統都有自己的PLC遠程控制站和供配電設施。在進行裝車作業時，產品倉下的振動式給料機，將物料給到帶式輸送機上，帶式輸送機將物料送入稱重轉載系統的緩沖倉內，稱重傳感器的信號返回PLC程序后控制緩沖倉配料，并準確地將物料按照進車過程中車輛的掃描識別的不同車皮設定的重量送入稱重倉，配料完成后，檢測車皮位置的電眼配合車速檢測返回信號，程序自動打開裝車卸料閘門，將稱重倉內的物料經過裝載溜槽裝入勻速（0.8-1.5km/h）行駛的火車車廂中，即完成了一次單節車皮的裝車作業。稱重倉內的物料放空后，PLC程序通過采集稱重傳感器的信號控制下一次的配料。如此連續循環便是自動裝車系統的整個運作過程。

自動裝車系統應當實現下列功能：要能夠全面的監測輸送設備、煤倉裝置以及給煤設備各項參數，為系統的有效控制以及調度提供可靠依據。對設備進行監控以及調度時，都要能夠在集控室之中完成，確保系統的管控一體化。通過檢測火車的實時速度和火車車箱運行位置與裝車溜槽相對位置自動調節裝車放煤閘板的開啟時間點，開啟裝車閘板后根據參數設置和車廂位置調整溜槽私服油缸模擬量來保障車皮裝放煤的質量。加裝視頻監控裝置，對整個裝車過程進行直接的監控，確保裝車的安全性。系統之中不同設備應擁有閉鎖、連鎖關系，也就是要保證系統在啟動、停運以及發生故障情況下急停均要依據相應流程完成。所有現場設備均應當可以實現不同的控制方式，即可以實現自動化控制、手動控制以及就地控制。

2 煤礦裝車系統與液壓系統

2.1 煤礦裝車系統

自動控制的方式快速并連續地將固體物料按設定的重量裝載到以一定速度行進的列車中的一種高效裝車系統。相對于簡易裝車系統以及使用裝載機、絞車的集裝站，快速裝車系統的優點非常突出：

1）裝車速度快。恒速單元列車穿過車站的速度較小，一般不會超過1.5km/h，23 min 就能通過25節車廂，裝62噸一節車一般用時為60秒，最快能達到40秒，裝66節整列車用時為50分鐘至80分鐘。

2）系統自動化水平較好。系統內所有設備都是通過PLC控制系統進行遠程集中控制與操作的，系統具有完備的保護系統，可更好實現遠程監控功能，提高了安全可靠性。控制室可生成模擬動畫，以文字的形式顯示各種故障，既易于掌握和維修，報表功能比較完善，詳細記錄著車廂的編號、每節車廂的額定載重、具體的裝車時間、裝車人員、裝車人員簽名等，系統功能強大，運行穩定。

3）裝車計量精度高。標準砝碼定期對其進行校正，稱重倉靜稱重精度為±0.1%，每節車皮的裝車精度<±0.3%，整列車裝車精度<±0.3%。

4）防污染性能優。整個系統的裝車過程為全封閉式，裝過的車皮表面又經過封塵固化，撒煤少、煤塵少，對環境污染小。各品種煤均可根據一定程序實現單獨放空，然后可繼續用于其他品種煤礦的裝車，避免了不同種類煤礦裝車時的相互污染。

5）裝車質量好。精準配煤不會造成超載，溜槽使車皮表面平整，無偏載，完全符合鐵路運行要求。

2.2 液壓系統

液壓系統一般通過雙泵雙電機來實現，一是熱油循環系統，二是冷卻系統，極大地促進了液壓系統的順利運轉。

1）主泵站。為保證液壓系統正常運轉，必須使蓄能器容量能夠滿足各工作正常循環的需要，一般可在主液用泵旁設置1臺備用泵，同時還需設置1臺備用電機，以滿足液壓系統對控制動作的精準要求，配置溢流閥、安全閥組，溢流閥對主泵進行低壓卸荷控制系統壓力，溢流閥出現問題安全閥進行卸壓，保證系統安全可靠運轉。

2）裝車溜槽液控制。該系統主要控制裝車溜槽液壓缸的選裝伸縮動作。

3）平板閘門液壓控制系統。該系統緩沖倉設置8組規格一致的液壓底座及閥組，但對動作順序有較為嚴格的要求，且開閉不同，可通過電液換向閥組來解決這一弊端，定量倉設置2組液壓底座及閥組實現換向。

4）稱重倉測試砝碼提升控制。實現砝碼油缸升降。

5）輔助系統。液壓系統在正常運轉過程中存在一些特殊的瞬時動作，往往需要液壓油缸提供較大的流量才能實現。為此設置了輔助系統，即4囊式蓄能器，容量高達100L。

6）油冷卻系統。該系統主要是由兩部分組成：一是冷卻風扇，二是蛇形冷卻管路。

7）油加熱器。油箱中安裝電加熱器，功率12kW，并能實現自動調節。

8） 液壓系統中總共有15條液壓油缸，主要用于控制各設備的相關操作。

3 自動裝車系統液壓故障分析

液壓設備故障發生率與其自動化程度成正比，不同于電氣等系統的故障發生情況，具體表現出擴散性特點。因此，為保證液壓系統的正常運轉，應定期對液壓系統進行檢查，發現故障并及時解決。

3.1 設備調試階段的液壓故障

本階段顯著的特點就是，設備呈現出較高的故障率，且造成故障的原因多種多樣。其中，常見的故障主要包括以下幾種：

1）液壓油泄漏嚴重，主要存在于接頭處；

2）液壓缸不能正常運轉，主要原因就是液壓油中存在臟物，卡死了液壓缸的閥芯；

3）阻尼孔產生堵塞現象，從而引起系統壓力不穩定問題，影響了系統的正常工作；

4）由于某些閥類元件存在漏裝問題，或存在管道接錯問題，液壓系統產生動作混亂問題；

5）由于設計問題，或沒有正確選擇液壓元件，液壓系統不能很好實現所需動作。

3.2 設備運行初、中期的液壓故障

1）管接頭振松甚至振脫；

2）由于液壓油缸等元件使用了質量較差的密封圈，難免會產生損壞漏油現象；

3）由于油液在系統中不停流動，沖刷著系統管壁和元件，因此液壓油中攜帶了切屑等雜物，油液流動堵塞阻尼孔和濾油器，造成系統壓力不穩定和工作速度不均勻，甚至是液壓元件失靈；當設備運行至其一半壽命時，則表現出較低的故障率，此時只要液壓油保證一定的清潔度，則液壓統處于最好的工作狀態。

3.3 設備運行中、后期的液壓故障

設備運行時間較長時，各液壓元件由于易損程度不一，導致故障發生率不斷增大，因而裝車效率不高。因此，為提高裝車效率，應對其進行系統性檢查，若發現損壞元件應及時更換。

4 自動裝車系統液壓故障判斷方法及處理措施

4.1 故障判斷方法

判斷油缸是否工作正常，主要方法有：看，即觀察油箱溫度是否突然增加；聽，即聽油缸動作聲音是否異常；摸，即用手觸摸油缸外表面是否發熱。同時，整個系統的壓力也是決定能否正常裝車的關鍵，若系統達不到規定壓力，同樣也無法正常裝車，則首先檢查的是油泵是否損壞，蓄能器閥門是否打開，如若上述沒有問題，則接著檢查溢流閥設定壓力是否偏低，油缸是否竄液。經過這樣逐一排查，液壓油缸故障基本可以找到并排除。

4.2 故障處理措施

1）為使得油箱具備充足的油，應采取定期檢查油箱中油量的措施，同時還應防止液壓系統中進入空氣。

2）采取措施，確保液壓系統具有良好的密閉性，從而防止大氣壓力遠遠高于系統壓力。

3）為確保液壓油冷卻條件良好，對油箱中液壓油的高度采取定期檢查措施。此外，做好液壓設備的衛生清潔工作，保證液壓設備中不能存在污物，系統具有良好的散熱性能。

4）為使得液壓系統平穩運行，可適當降低壓力，通過降低油泵和背壓閥的壓力來實現。

5）液壓油的黏度對液壓系統的正常運轉具有重要作用，因此，要選擇液壓系統所需黏度的液壓油。

6）保證適宜的液壓油溫度，可采取安裝冷卻裝置措施，一旦油溫升高并超過規定值時，通過冷卻裝置將油溫降到規定溫度范圍內。

7）液壓油被污染主要是以下三方面因素造成的：第一，液壓油的存儲技術及設備；第二，添加液壓油時是否存在污染問題；三是拆裝液壓系統是否符合規范。

8）系統中的液壓油污染問題基本都存在，主要是通過過濾液壓油來實現的，即使用過濾器等設備來實現液壓油的清理工作。

5 結論

液壓系統是煤礦裝車系統的重要組成部分，其工作性能的好壞直接影響煤礦裝車系統。通過分析液壓系統的組成和在煤礦裝車系統不同階段液壓元件容易發生的各種故障，提出相應的處理方法，對實際生產中故障的判斷和解決具有一定的實踐指導意義，有利于穩定煤礦裝車系統工作，延長使用壽命，提高設備運行效率，避免停車，降低維護運行成本，效益明顯。

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作者簡介：

趙志龍，（1986-07-26），男，內蒙古鄂爾多斯市東勝區，助理工程師，本科學歷，現在神東煤炭集團洗選中心補連塔選煤廠從事裝車管理工作。