液壓支架液壓系統常見故障分析

王志華

（唐山開灤鐵拓重型機械責任有限公司，河北 唐山 063100）

液壓系統主要是通過改變壓強增大作用力，所以一個完整的液壓系統通常由動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件以及液壓油這五個部分組成，在液壓支架液壓系統的使用中，需要對液壓支架經過多方面受力測試以及性能測試，并經過嚴格的檢驗，才能確保液壓支架液壓系統的可靠性，而確保完好的液壓支架是保證綜采工作面設備正常工作的必要條件。

1 液壓系統的主要組成部分及功能

1.1 動力部分

動力部分主要是將原動機具備的機械能轉化為壓力能，實現對設備提供壓力的作用，常見的液壓泵就是將電動機具有的機械能進一步轉變為液壓系統壓力能的動力裝置部分。

1.2 執行部分

執行部分主要是將液體的壓力，以及壓力能轉變為相應的機械能，通過機械設備將能量傳遞給各動作元件，從而使設備實現良好的運轉[1]。

1.3 控制部分

控制部分的主要作用是為了控制液壓支架系統中的那些閥門，只有對這些常見的閥門進行控制，才能避免液體流向閥門，通過借助液壓系統閥門，能夠實現對流動方向和壓力等情況的控制，最終有利于設備元件符合生產要求。

1.4 輔助部分

在液壓系統中，油箱、油管、濾油器、蓄能器以及壓力表等元件都屬于輔助元件，這些輔助元件是液壓系統中必不可少的東西，如果缺少這些輔助元件，那么液壓系統就無法正常運行。

1.5 液壓油

作為液壓系統中能量傳遞的主要物品，常見的液壓油大致可以分為三類，分別是乳化液、礦物油以及合成油，這三種類型的液壓油由于所起的作用各不相同，因此，在使用的時候需要有所區分。

表1 安全閥故障現象以及排除方法

由于液壓油元件有著單向閥、操縱閥、安全閥、過濾器等，當閥座以及閥墊等金屬碎屑不能密封時，臟物進入液壓系統后，由于沒有清除，會導致液壓元件出現反常的情況，如果彈簧不合格或者是被損壞，就會影響到安全閥的功能，而安全閥故障現象以及排除方法的分析如上表所示。

2 液壓支架液壓系統常見的故障

2.1 液壓元件質量較差

由于構成液壓支架液壓系統中的元件和輔助元件較多，其中任何一個液壓元件出現損傷或者失效，就會造成不同程度的液壓系統故障。當液壓支架液壓系統中，動力執行元件作為液壓系統的核心動力，如果在設計和制造中忽視了裝入鋼球、密封破損以及不配套等情況，就會導致液壓元件質量差和抗污染能力低等情況，使液壓系統的壓力上不去，無法正常工作運行[2]。而液壓系統的控制元件主要負責對壓力的調節，因此控制元件中的安全閥、減壓閥等設備材料質量差或者加工精度低，那么就會造成閥件配合間隙大，而造成堵塞以及磨損等故障。從而在輔助元件中，當油箱、油管、壓力表等元件由于工作時間較長，受長時間高壓、高速和大流量乳化液的沖擊等情況，就會使密封溶脹過大等情況發生，嚴重影響設備元器件的正常工作。

2.2 設備中油溫過高

通常情況下，在液壓支架液壓系統中所用的液壓油溫應該保持在30℃-50℃之間，液壓油的溫度不能高于60℃，否則會造成以下問題。首先是油溫過高會降低油的載度，會使之前已經調整好的工作機構與實際的運行速度降低。其次是當油溫較高時，由于不會形成潤滑油膜，使得潤滑油膜的厚度變得比較薄，從而也會使兩個相互接觸存在的設備部件之間的機械磨損變大，最終導致設備在使用引發各類故障。最后是當油溫過高的時候，液壓油箱內的密封裝置會快速老化，從而嚴重影響到液壓油箱的實際密封性能，使用液壓油箱等裝置的使用壽命降低。

2.3 液壓油被污染

通常情況下，在液壓系統中，由于進行能量傳遞的過程中需要借助油，同時選擇合適的潤滑油后，還需要確保液壓油具有足夠的干凈性，能夠防止各類雜質混入液壓油內。但是在液壓系統裝置中，各類泵元件和閥門元件都需要有更好的配合精度，所以為了使兩者之間的間隙變得更小，就需要避免表面的精度和光潔度被破壞[3]。在液壓系統中的液壓元件通常會存在很多阻尼孔，這些阻尼孔會將液壓油中的雜質堵塞主，從而造成液壓系統難以正常運行，嚴重的情況下，會使吸油口的過濾器阻力增大，從而引發油泵出現噪音和振動的情況。由于在液壓系統中，很多密封元件都屬于橡膠材質，使得液壓油會嚴重腐蝕這些橡膠元件而形成微小顆粒，最終造成堵塞閥芯而影響到液壓系統的正常工作。

2.4 雜質進入液壓系統

通常所說的雜質主要是空氣、水等物質，當這些物質進入液壓系統后，會使液壓系統受到影響，以空氣為例，由于空氣的密度較小，所以在液壓系統中的壓縮比例非常大。但由于液壓油的可壓縮比例非常小，因此液壓油可以起到很好的傳動作用，當液壓油中混入空氣，就會給液壓系統的傳動性能產生干擾，在壓力較低的時候，空氣會形成氣泡游離在液壓油中，最終形成穴蝕現象，而在高壓環境下，空氣又會被急劇壓縮，這種劇烈的運動會導致空氣釋放出高熱能，最終使液壓系統內部的溫度過高，使液壓部件受損。與此同時，當空氣進入液壓系統后，會使液壓油的傳動性受到很大的影響，使液壓系統在標準化的要求下無法實現原定目標，給生產帶來不穩定的因素，當混入的空氣體積較大時，很容易給相關設備的安全運行帶來嚴重的隱患。而如果混入液壓系統的是水，那么就會導致液壓油發生乳化的情況，一旦液壓油發生乳化，就會嚴重影響到液壓油的潤滑性，最終會腐蝕液壓系統的各個元件而縮短這些元件的壽命，使液壓系統無法正常運行。

3 液壓支架液壓系統故障的預防及維修措施

3.1 提高液壓元件質量

在對眾多液壓元件質量差的情況下，需要在進購液壓元件的過程中，嚴格把控元件的質量，通過選配良好的材質，以及功能合格的高抗污染能力的液壓元件，有利于液壓支架液壓系統保持良好的運行[4]。

3.2 防止液壓油溫過高的措施

由于液壓油溫需要低于60℃，所以在實際的生產作業中，可以通過以下四種方式處理液系統壓油溫過高情況。首先是對油箱中的油液進行定期檢查，保證液壓系統中油箱中的油液充足，從而有利于更好地實現冷卻潤滑作用，同時對液壓系統設備中潛在的污染物進行及時清理時，可以保證液壓系統中相關液壓設備干凈、清潔，對于輔助系統達到實現散熱的功能。其次是適當的降低油泵的選擇作業時間，并對液壓油的濃度檢查注意，通過以液壓油系統的實際運行為需求，可以科學、合理地選擇使用對應的液壓油，最終確保液壓油的濃度和粘稠度達到規定的標準要求。然后是在降溫中對油泵裝置和背壓閥元件的壓力進行降壓，在降壓的時候，要確保液壓系統可以實現長期穩定地工作。最后是對哪些需要采掘的設備裝置必要的液壓系統冷卻裝置，這是應為采掘設備在使用液壓系統時，由于工作時間比較長，且工作環境比較惡劣，因此需要裝置必要的冷卻裝置，才能使液壓油溫不至于過高，良好的冷卻裝置，有利于降低液壓油的溫度，使液壓系統能夠正常的運行。

3.3 防止液壓油被污染的措施

為了避免液壓油被污染，就需要做好必要的防治工作，確保液壓油質量達標，清潔度符合NAS標準，因此在日常的作業中，可以通過以下兩種方式來防止液壓油的污染。首先針對被污染的液壓油經常處理時，由于被污染的液壓油種類和原因比較多，所以需要從液壓油的儲存過程進行預防，添加液壓油作業以及日常的拆裝過程中，通過做好相關方面的工作，可以有效地防治液壓油污染問題。其次為了避免液壓油被污染，在液壓系統的日常運行中，可以通過對液壓油的過濾工作，借助相關的過濾器過濾清洗設備等裝置，實現對液壓油污染的防治，從而有利于避免液壓油被污染，實現液壓系統的正常工作。

3.4 防止雜質進入液壓系統的措施

為了防止空氣和水等雜質進入液壓系統，在對空氣、水等進入液壓系統的原因進行分析后，可以從以下三個方面來防止雜質進入液壓系統。首先是定期檢查液壓系統中的油量情況，確保油箱中擁有足夠的油量，可以避免空氣和水等雜質順著油箱進入到液壓系統中[5]。其次是做好液壓系統的密封性，使液壓系統的壓力高于大氣壓，利用這種內壓高的方式，可以很好地避免雜質進入液壓系統內。最后是給液壓系統油箱內裝入合適的排水閥和排氣閥，當油箱內有空氣或者水分的時候，應該及時抽取水分和空氣，可以很好的避免雜質進入液壓系統內部。

4 液壓系統的日常維護方法

（1）對液壓系統的外表環境進行清理，通過重點檢查元件、接頭等位置，可以有效的避免接頭結合處發生泄漏等現象，良好的清潔工作，是保證液壓系統正常運行的關鍵。

（2）做好日常油溫的抽查工作，為了避免液壓油溫過高，在液壓系統工作時，可以隨時抽查液壓油箱內的溫度，最簡單的方式就是用手觸摸油箱的側面，確保油箱內的溫度不超過60℃即可，一旦發現油箱內的溫度超過60℃，那么就需要及時給予降溫處理。

（3）做好液壓油污染的檢查，對可用的玻璃管從底部取油后，然后將這些油滴在濾紙上，如果液壓油呈深黑色點狀，那么就表示油污染受到了重度污染，而如果出現黃色環狀，則說明油污染屬于輕度污染。針對重度污染的液壓油，則需要立即更換液壓系統的液壓油，堅決不能使用液壓油，而對于輕度污染的液壓油，可以根據液壓系統的使用情況決定是否要更換。

（4）做好定期檢查油位狀態的工作，定期對液壓系統的油位進行檢查，確保油位保持在油尺的刻度位置，如果一旦油位降低，應該及時補充加油[6]。而選擇液壓油時，需要根據液壓系統本身參數和工作環境的情況進行綜合判斷，通常情況下，在溫度較低的環境工作時，液壓油要使用低牌號以及防凍措施，對于不同牌號的液壓油，由于液壓油的性質各不相同，所以針對的工作系統、工作環境也有所區別，不能將這些液壓油混為一談。

5 結束語

在液壓支架液壓系統中，由于造成液壓系統污染的原因比較多，而很多原因又是無法避免的，所以從液壓系統的運行現狀出發，通過充分做好液壓系統的日常管理工作和維護工作，將液壓系統中需要檢查的位置做到全方位的檢查，從而清理掉不必要的污染物，使液壓系統能夠更好的運轉，避免了故障的發生，才能確保相關機械的安全、穩定的運行。