煤礦采掘機械液壓系統故障問題研究

王飛

煤礦采掘機械液壓系統故障問題研究

王飛

（中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西 太原 030032）

煤礦采掘機械液壓系統作為煤礦采掘中使用最為普遍的液壓設備，會因為使用方式和環境的變化而產生相應的故障，影響煤礦采掘的進度?；诖?，有必要對煤礦采掘機械液壓系統的故障進行針對性的研究，以此尋求能夠保障液壓系統正常運行的科學策略。在分析煤礦采掘機械液壓系統的主要故障及其原因的基礎上，就液壓系統的日常維護策略進行科學性的探索，為液壓系統故障的防范與解決提供科學的方法指導。

煤礦資源；煤礦采掘；機械液壓系統；故障解除

煤礦作為基礎性能源，是經濟社會穩定發展的基本保障。雖然近年來經濟的高質量發展要求對煤礦資源開發和適應提出了更高的挑戰，但社會整體煤礦資源的需求量卻在持續不斷地提升。在煤礦開采門檻持續提高的情況下，資源開采主體需要借助更加先進的技術設備來提高煤礦采掘的機械化水平。就目前煤礦資源的開采來看，較多地采用機械液壓系統來提高施工效率與質量。然而，隨著煤礦開采作業儀器設備的不斷改進和更新以及煤礦采掘技術水平的不斷提升，機械液壓系統的使用要求和環境發生了明顯性的變化，這使得液壓系統運行面臨更高的要求。雖然在日常的煤礦采掘作業中，有關主體會對機械液壓系統進行常態化的檢查和維護，但這很難完全保證系統運行的持續性、安全性和可靠性。為此，除了要開展好系統日常的運行維護工作以外，還要通過對采掘機械液壓系統經常發生的故障問題進行針對性的分析研究，以提高液壓系統運行維護的效率和效果，保證采掘工作的順利開展。

1 煤礦采掘機械液壓系統運行中常見的故障及其原因分析

煤礦采掘機械液壓系統作為煤礦采掘機械運行的保障性內容，其運行環境的復雜性決定了系統運行過程中必然會出現多種多樣的故障和問題。對于煤礦采掘主體而言，有效把握煤礦采掘機械系統運行中經常出現的故障及產生原因，是提高故障應對效率和效果的有效措施。結合當前煤礦采掘液壓系統運行的實際情況來看，系統運行中經常出現的問題及其原因主要有以下幾方面。

1.1 液壓系統中滲入空氣

液壓系統中滲入空氣是液壓系統運行過程中經常出現的問題。一旦液壓系統中滲入空氣，液體中的氣泡就會隨著液流運動到壓力較高的區域，并且會在較高的壓力作用下迅速破裂，從而引起局部的液壓沖擊，產生噪聲和振動等情況。同時，氣泡會破壞液流的連續性，降低油管的通油能力，使流量和壓力產生波動，導致液壓元件承受沖擊載荷，影響元件的使用壽命。液壓系統運行過程中之所以能滲入空氣，主要原因在于液壓油中通常會滲入一定量的空氣，當液壓系統中的壓力低于空氣分離壓力時，溶于液壓油中的空氣就會被分離出來，形成氣泡。并且，當壓力降至油液的飽和蒸氣壓力以下時，油液會因為沸騰而產生大量的氣泡。

1.2 液壓油純度不合格

液壓油是液壓系統運行的液壓介質，在液壓系統中主要發揮著能量傳遞，增強液壓設備的抗磨、防腐、防銹能力的作用。一旦液壓系統運行中出現液壓油污染的情況，勢必會造成液壓系統內部的過濾裝置發生堵塞，進而引起液壓系統出現故障。雖然當前可供選擇的液壓油的品牌種類有很多，但有一部分液壓油的純度并未達到規定的標準，而液壓系統運行中一旦存在液壓油純度不合格的情況，勢必會導致液壓系統運行出現故障。同時，采掘機械液壓系統運行環境的復雜性也是造成液壓油純度不合格的重要原因。液壓系統在正常運行的過程中，自身會產生大量的細微性顆粒，這些顆粒會污染液壓油，造成液壓油純度發生變化。液壓系統運行環境中的大量煤塵、巖塵等粉塵顆粒也會隨著系統的運行進入液壓油箱，溶入到液壓油內，進而造成液壓油純度發生變化。

1.3 系統運行中油溫過高

常規情況下，煤礦采掘機械液壓系統運行的溫度為32～52 ℃，溫度應保持在60 ℃以下。然而，在實際的系統運行過程中，會因為運行環境等因素的影響，溫度超過60 ℃，出現油溫過高的情況，這會導致液壓油自身的物理屬性發生改變，出現諸如黏度降低、過濾網的流通速度加快等影響液壓系統正常運行的問題。并且，油溫過高會影響系統內部密封圈的硬度，造成液壓系統的密封性能下降，出現空氣滲入等問題。一般來說，液壓系統運行中出現溫度過高的情況主要是由于系統的泄漏問題嚴重、系統卸荷回路運行不良、系統散熱功能不良、所使用的油品質量不合格等因素所致。

2 應對煤礦采掘機械液壓系統故障的具體措施

通過對煤礦采掘機械液壓系統運行過程中經常發生的故障及原因分析可以發現，故障發生的主要原因通常是機械運行過程中的不穩定性、不規范性。因此，在實際的系統運行和設備使用過程中，有關主體要加強對系統的維護和管理，及時發現故障產生的可能原因，并采取有效的應對策略，以確保系統故障的及時排除。具體來看，煤礦采掘機械液壓系統故障的應對應當從以下幾方面著手開展。

2.1 做好系統運行中的空氣防漏工作

因為液壓系統運行中出現空氣滲入情況而出現的空穴現象是影響煤礦采掘機械液壓系統運行的典型障礙。根據液壓系統運行中出現空氣滲入情況的原因，要通過有效的空氣防漏工作來保證系統運行的密閉性和安全性。

首先，要加強對油箱內油面高度的監測。工作人員要常態化、持續性地對液壓系統中的油箱內的油面高度進行檢查，以便及時發現油箱中可能存在的空氣滲入問題。一旦出現空氣滲入情況，工作人員要及時采取必要的防護措施，必要時可對相關的部件進行更換，以保證液壓系統運行的安 全性。

其次，要注重液壓系統密封裝置的常態化檢查與保護。工作人員要借助相應的監測裝置對液壓系統的密封裝置進行有效的監測，通過液壓系統的壓力強度指標來判斷液壓系統內部空氣的滲入情況，以便及時把握液壓系統的密封性。

最后，要對油箱進行必要的防護。為防止空氣滲入液壓系統，可以在系統的油缸上設置相應的固定排氣閥，有效清除液壓裝置內部積壓的空氣，有效保護液壓系統的安全性。

2.2 進行必要的液壓系統污染防護處理

液壓系統防污處理是有效避免系統運行中存在的顆粒類污染物可能造成的系統故障的方法。針對液壓系統污染問題產生的原因，應將防污處理的重點放在系統的檢查和維護方面。

首先，要開展規范性、全面性的系統檢查。在系統日常運行管理過程中，要對系統的每個細節部位進行規范、嚴格和全面的污染檢查和問題排查。需要注意的是，要重點關注系統中的液壓油存儲開關、系統附件拆裝開關以及液壓油加減檢查開關這“三關”運行狀態的安全性，避免因為開關故障造成污染物的進入。

其次，要定期清理液壓系統中的污染物。為避免因為系統內部的污染物過濾裝置堵塞等問題造成系統運行故障情況的出現，技術人員要定期對系統內部的過濾裝置進行檢查維護，定期更新過濾裝備，保證系統內部污染物過濾功能的正常發揮。同時，要對液壓系統內部的循環狀況進行常態化的檢查，以便及時發現和解決內部循環不暢造成的污染 問題。

2.3 科學控制油液溫度

液壓系統運行中的油液溫度會對液壓系統運行的性能和狀態產生直接影響，并且對設備的使用壽命也有較大的影響。對于可能出現的油液溫度過高的問題，要通過科學的手段來檢測和控制溫度。

首先，常態化檢測油液溫度。在系統運行過程中，工作人員應實時觀察和記錄油液的溫度，確保溫度在液壓系統正常運行的溫度區間內。當液壓系統進入循環冷卻狀態時，要通過必要的清潔措施來改善設備的清潔度，增強對液壓設備的保護。

其次，及時檢查更新液壓系統內部的元件。工作人員要對液壓系統運行的關鍵性內部元件的磨損情況進行動態化的觀察記錄，對于達到使用壽命或者使用功能下降的元件，要進行及時的更新替換，避免因為系統整體散熱不良造成油溫過高的問題。

最后，選擇質量合格的油品。在油品選擇時，要根據液壓機械裝置的建議選擇合適的油品，避免因為油品與裝置性能不符造成系統運行過程中出現溫度過高的問題。同時，要對液壓系統中的油液黏度進行分析，確保整個油液黏度的合理性。

3 結語

隨著煤礦行業發展要求的持續提高，煤礦企業轉型升級已然成為一種必要事項。在煤礦資源開采過程中，煤礦采掘機械是保證采掘行為安全、有效開展的重要技術性措施。鑒于煤礦采掘機液壓系統運行中可能出現的各類故障和問題，要在分析故障產生原因的基礎上，通過做好系統運行中的空氣防漏工作、進行必要的液壓系統污染防護處理、科學控制油液溫度等措施加以防范，以保證煤礦采掘機械液壓系統運行的安全性、穩定性，避免故障出現可能造成的諸多不利 影響。

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.14.056

2095－6835（2020）14－0134－02

〔編輯：王霞〕