掘進機液壓系統故障分析與排除

成巖軍

（太原煤氣化集團公司爐峪口煤礦，山西 古交 030204）

引言

掘進機是礦井巷道成型設備之一，隨著我國煤炭產能的需求增加，掘進機目前發展反向為大功率和高精度。液壓系統作為掘進機連續行走和截割的重要動力來源，承擔了較重的工作任務，其性能是否完好對煤炭生產過程非常重要。液壓系統驅動油缸和馬達動作的調速范圍寬、扭矩大的，具有電機驅動不可比擬的優勢，但是其在運行過程中也越來越凸顯了故障發生率高的特點，因此，結合文獻資料和實際工作經驗，針對EB2160型掘進機液壓系統的常見故障及其應對方法展開分析。

1 掘進機液壓系統結構

為了提高掘進機液壓系統的維修效率，工作人員需要熟悉其結構，方便拆解和安裝。如圖1所示，掘進機液壓系統由星輪馬達、行走馬達、一運馬達、伸縮杠、升降缸、回轉缸、鏟板缸和支撐缸等組成[1-2]。各部分的作用為：星輪馬達的作用是裝載物料；行走馬達作用是驅動掘進機前進；一運馬達的作用是運輸物料；各類驅動油缸作用為在先導閥和主閥的控制下驅動各部位實現伸縮、升降、回轉、鏟板、支撐等動作。以EBZ160型掘進機為例，液壓系統有大小兩組換向控制閥組，大五聯閥組控制星輪馬達、一運馬達、行走馬達，小五聯閥組控制回轉缸、伸縮缸、升降缸、鏟板缸、支撐缸[3-4]。

圖1 掘進機液壓系統示意圖

2 掘進機的液壓系統機械故障及解決措施

對于掘進機的液壓系統機械類故障故障而言，其特點是局部故障，但是一旦發生則掘進機無法繼續工作，需要立即進行維修處理，故障原因查找簡單，因此一般有固定的故障排查措施和流程。

1）動臂動作問題。動臂和斗桿的機械故障檢測流程為：首先檢查二次控制壓力是否在規定值內，若在規定值內，則基本將故障定位在先導管或先導控制閥范圍內，可對其進行拆卸修理或更換，若二次控制壓力不在規定值內，則進一步檢查溢流閥、控制閥閥芯，對溢流閥、控制閥芯和油缸內部進行拆卸修理。

2）吸油回路和排油回路的壓力問題。液壓系統的壓力是由液壓泵提供的，當液壓泵的控制邏輯出現錯誤或者接線接反，吸油回路和排油回路相互堵死。因此當液壓指示不正確，吸油和排油回路同時出現故障，首先應檢查液壓泵的轉向是否正確。

3）機構動作速度慢或不動作。機構的動作是油缸和馬達的帶動下完成的，如果控制閥給油缸和馬達的液壓油流量不足，就會造成動作速度慢或不動作。出現機械部分動作慢或不動作后首先檢查控制閥的開度是否合適，液壓是否足夠。

3 掘進機的液壓系統一般性缺陷及解決措施

在掘進機液壓系統中，除了機械故障，常見的還有噪音、液壓油、元件等一般性缺陷，在掘進機日常維護中應及時跟蹤檢查和維護保養。

1）噪音和振動、液壓沖擊、氣穴。掘進機液壓系統的噪音和振動主要是油路中的雜質引起的，當吸油管吸入空氣中的雜質后，在液壓泵的作用下，液壓油的流動阻力顯著增大。解決噪音和振動的措施主要是檢查吸油管的密封行，更換密封膠圈等。在掘進機啟動、停止和換向過程中，機械元件和液壓油在短時間內迅速改變運動狀態，出現噪音和振動等現象，這是液壓沖擊引起的，液壓沖擊最大可達額定壓力的3倍以上，嚴重時會導致管路破裂和零件破損[5-6]。減少液壓沖擊的措施是配置蓄能器。氣穴和氣蝕是液壓系統中存在空氣的現象，影響液壓油連續性，會導致機構動作振動，液壓系統對液壓油和水的分離壓力有一定要求，當出現氣穴和氣蝕應重點檢查油水分離壓力。

2）液壓油污染、溫升高、滲漏。液壓油的清潔至關重要，液壓系統的維護需要對油樣進行檢查，從油箱內取1 L液壓油，保存10 d后與新液壓油進行對比，初步確定液壓油的清潔度。輕微的油污染可依賴液壓系統中的過濾裝置進行清潔，當液壓油使用時間久或油路破損，嚴重污染的液壓油需要及時更換，破損部件的相鄰元件也需要進行深度清潔，更換液壓油后最好檢查濾油器是否有效，對于失效的濾油器要及時更換。在掘進機運行過程中，液壓油需要保持在一定溫度下才能發揮其良好性能，液壓泵的壓力過大、各閥組和管路等機械部分間隙過大、高壓油溢流后造成功率損耗等都會導致液壓油溫升，當溫升超過一定數值就會導致液壓油黏度下降[7-8]。因此在日常檢查中要重點檢查油的品質，保證油路散熱良好，選擇黏度較小的液壓油。密封膠圈老化、軟管破裂導致漏油也是液壓系統常見的故障，在日常檢查中重點檢查配管和密封件的完好性，出現滲油現象要及時更換，避免在掘進機啟動后滲油故障發展為漏油。

3）元件卡澀、爬行。元件卡澀、爬行是由掘進機運行各階段的轉差和潤滑不良引起的，為解決元件爬行應及時添加潤滑油，對老化、粗糙的元件進行更換，潤滑系統改善后，液壓油的供應連續性變好。

4 結語

掘進機液壓系統的故障分為機械故障和一般性缺陷。機械性故障有動臂問題、吸油和排油回路壓力問題、機構動作速度慢或不動作。一般性缺陷有噪音和振動、液壓沖擊、氣穴、液壓油污染、溫升高、滲漏、元件卡澀、爬行等。掘進機是煤礦生產的重要設備，也是故障發生率較高的設備，因此在實際維護和檢修過程中要注意積累經驗，形成完善的管理方案，以快速準確解決上述故障。