關(guān)于掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障的研究

郭開顏

（中煤第一建設(shè)有限公司機(jī)電管理部，河北邯鄲 056002）

隨著煤礦設(shè)備向自動化、智能化方向的發(fā)展已成趨勢，近幾年，功能完備、高效協(xié)作的煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，極大提高了煤礦巷道掘進(jìn)的效率和施工生產(chǎn)的安全性。但是，在推進(jìn)煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線的同時，設(shè)備的檢修、維護(hù)壓力越來越大。本文以掘進(jìn)機(jī)為實例，對液壓系統(tǒng)故障判斷進(jìn)行了研究。

1.掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障維修

掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的故障，可根據(jù)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行故障分類，主要分為負(fù)載敏感變量軸向柱塞泵、閥組、馬達(dá)、液壓油的故障，分類后故障判定和維修的難度會有很大的降低?，F(xiàn)就以上分類進(jìn)行研究論述。

1.1 負(fù)載敏感變量柱塞泵的故障判定與分析

（1）負(fù)載敏感變量柱塞泵（以下簡稱柱塞泵）是掘進(jìn)機(jī)的動力輸出元件，由電機(jī)驅(qū)動。柱塞泵安裝有負(fù)載敏感壓力閥（LRDS），控制柱塞泵的功率輸出、壓力切斷和負(fù)載敏感壓差，并設(shè)有負(fù)載反饋油路接口（LS口），其中，功率輸出調(diào)整螺釘控制泵的最大功率，壓力切斷調(diào)整螺釘控制泵的最大輸出壓力，負(fù)載敏感壓差調(diào)整螺釘控制泵的待命壓力，負(fù)載反饋油路接口接收多路閥的壓力反饋，并對泵進(jìn)行輸出控制。（2）柱塞泵內(nèi)泄，故障現(xiàn)象是單個柱塞泵供油的液壓執(zhí)行元件動作緩慢，壓力不足18MPa，甚至更低。此故障的判定方法：一是打開柱塞泵泄油口處的膠管，啟動油泵查看泄油口處的噴油高度，經(jīng)驗判斷噴油高度超過10cm；二是計算泄油率（固定轉(zhuǎn)速下的每分鐘泄油量/額定排量）；三是檢查濾芯上是否有銅屑。造成此故障的原因是泵內(nèi)間隙過大，密封不良，如配油盤磨損、劃傷，端面漏油；變量機(jī)構(gòu)中的單向閥密封面配合不好，泵體和配油盤的支承面有砂眼或研痕；柱塞磨損等。（3）柱塞泵輸出壓力過低，故障現(xiàn)象是柱塞泵供油的液壓執(zhí)行元件壓力不能滿足使用要求，此故障的判定方法一是調(diào)整敏感壓力閥上壓力切斷調(diào)整螺釘控制泵的最大輸出壓力，配合調(diào)整多路閥的總溢流和最高工作壓力；二是反饋油路出現(xiàn)問題，可把前后泵LS口膠管互調(diào)后，兩泵同時工作，觀察輸出壓力是否正常，記錄分析兩個泵的壓力數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系；三是柱塞泵內(nèi)泄嚴(yán)重；四是檢查液壓系統(tǒng)回油是否通暢；五是液壓系統(tǒng)中單向閥、換向閥、油缸等有較大的泄漏。（4）柱塞泵噪聲大，故障現(xiàn)象是柱塞泵噪聲大，并伴隨著振動。此故障的判定方法，一是針對機(jī)械振動和噪聲，檢查泵軸與電機(jī)軸不同心或頂死，旋轉(zhuǎn)軸的軸承、聯(lián)軸節(jié)損壞，泵的轉(zhuǎn)動頻率和壓力閥的固有頻率是否在相同時產(chǎn)生了共振；二是吸油過濾器堵塞，吸油不暢；三是吸油管路漏氣或油位過低，泵有吸空現(xiàn)象；四是液壓油中有氣泡；五是敏感壓力閥損壞，壓力產(chǎn)生波動[1]。

1.2 閥組的故障判定與分析

（1）在判定閥組故障前，應(yīng)了解閥組各接口的功能，以力士樂六聯(lián)閥組為例，其上標(biāo)有P、T、A、B、X、Y、M、LS等帶字母的接口，另附帶總溢流閥、LS溢流閥、流量調(diào)控閥、二次溢流閥等。P口為壓力油進(jìn)油口，T口為回油口，A、B口為執(zhí)行元器件的進(jìn)油或回油口，X口為先導(dǎo)閥組的供油口，Y口為泄油口，M口為壓力表接口，LS口為反饋供油接口，總溢流閥控制整組閥的最高卸荷壓力，LS溢流閥調(diào)控單聯(lián)閥的最高卸荷壓力，流量調(diào)控閥調(diào)控單聯(lián)閥的流量，二次溢流閥控制單聯(lián)閥的最大卸荷壓力，一般略大于LS溢流閥的壓力。（2）多路閥內(nèi)泄嚴(yán)重，故障現(xiàn)象是多路閥控制的液壓執(zhí)行元件動作緩慢，壓力不足18MPa，甚至更低。此故障的判定方法：一是確定柱塞泵正常后，檢查多路閥泄油口（Y口）泄油量；二是通過調(diào)整多路閥壓力，觀察壓力數(shù)據(jù)變化范圍。（3）多路閥的壓力不足，故障現(xiàn)象分為兩種：一是多路閥上的單聯(lián)閥組壓力不足；二是調(diào)整組多路閥壓力均不足。上述第一種現(xiàn)象的判定方法：一是調(diào)整單聯(lián)閥組壓力，若無變化，則抽出閥芯清洗或更換新閥芯；二是該單聯(lián)閥組的先導(dǎo)控制回路故障；三是反饋油路出現(xiàn)故障，判定方法同柱塞泵反饋油路故障判斷；四是單聯(lián)閥組內(nèi)泄嚴(yán)重。上述第二種現(xiàn)象的判定方法：一是柱塞泵壓力壓力不足；二是多路閥上的總溢流閥故障，通過調(diào)整總溢流閥的壓力或者更換總溢流閥判定故障；三是該多路閥的先導(dǎo)控制回路故障；四是反饋油路出現(xiàn)故障，判定方法同柱塞泵反饋油路故障判斷；四是多路閥內(nèi)泄嚴(yán)重[2]。

1.3 馬達(dá)的故障判定與分析

（1）在判定馬達(dá)故障前，應(yīng)了解閥組個接口的功能，馬達(dá)主要有三個接口，分別是A口、B口和泄油口，A口、B口對應(yīng)連接多路閥上的A口、B口接出的油管，是馬達(dá)的進(jìn)油口和回油口；泄油口接馬達(dá)的泄油管路。（2）馬達(dá)內(nèi)泄嚴(yán)重，故障現(xiàn)象是馬達(dá)的壓力和轉(zhuǎn)速明顯下降。此故障的判定方法是打開馬達(dá)的泄油口觀察泄油量，正常情況下馬達(dá)基本沒有泄油量或有少許的泄油，若泄油量呈噴射狀或者溢滿泄油口成拋物線狀流出，則為內(nèi)泄嚴(yán)重。

1.4 液壓油的故障判定與分析

液壓油相關(guān)的故障判定。與液壓油相關(guān)的故障主要有液壓油變質(zhì)、有雜質(zhì)、油位過低、有氣泡、溫度過高。液壓油變質(zhì)，主要現(xiàn)象是液壓油顏色發(fā)生變化，有乳白色、褐色、黑色；液壓油有雜質(zhì)，主要現(xiàn)象是懸浮物、沉淀物；油位過低，是指液壓油箱油位低于說明書規(guī)定值；有氣泡，是指液壓油懸浮有氣泡時，被吸入液壓系統(tǒng)；溫度過高，是指液壓油溫度高于70℃。在液壓油變質(zhì)、有雜質(zhì)的情況下，液壓系統(tǒng)內(nèi)各元件會出現(xiàn)磨損、卡滯現(xiàn)象，導(dǎo)致液壓油乳化的主要原因是液壓油混進(jìn)水，應(yīng)排查冷卻器、過濾器、油箱上各元件等可能的進(jìn)水地點；油位過低時，會造成液壓油溫度過高或泵吸空，應(yīng)及時補油；有氣泡時，會造成泵、馬達(dá)的柱塞磨損，閥組、油缸的動作不靈敏，液壓系統(tǒng)壓力波動，導(dǎo)致液壓油產(chǎn)生氣泡的主要原因是油位低或者吸油管件及密封處漏氣；溫度過高時，會加大泵、閥組、馬達(dá)的內(nèi)泄量，加快液壓油變質(zhì)和密封件的老化，導(dǎo)致液壓油溫度過高的原因主要是液壓元件內(nèi)泄、油位低、冷卻系統(tǒng)工作不正常、溢流閥動作不正常[3]。

1.5 液壓系統(tǒng)故障維修時的主體思路及注意事項

（1）液壓系統(tǒng)在故障判斷時，要系統(tǒng)分析，統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按一定的邏輯順序精查故障。首先要了解故障現(xiàn)象，掌握各執(zhí)行元件的壓力、速度、泄油量等相關(guān)數(shù)據(jù)，采取由執(zhí)行部件到控制部件再到動力輸出部件的故障判定方法，或者采取順序相反的故障判定方法，在遇到已經(jīng)發(fā)生過的故障時，可采取經(jīng)驗判斷法，直接定位到具體部件，進(jìn)行故障判定；二是整組多路閥故障、單聯(lián)多路閥故障、泵頭閥、先導(dǎo)閥、平衡閥、梭閥、張緊閥等部件及其組成元件的故障；三是馬達(dá)、油缸、管路、液壓油等其他部件的故障。各部件故障類型主要現(xiàn)象有內(nèi)泄、卡滯、機(jī)械元件損壞、密封老化、壓力和流量調(diào)整不匹配、系統(tǒng)存在空氣、管路接錯、油位過低等。

（2）液壓系統(tǒng)在維修時，還需要注意以下事項，以免造成液壓系統(tǒng)的次生故障。液壓系統(tǒng)在維修時的注意事項一是嚴(yán)禁在沒有進(jìn)行故障數(shù)據(jù)分析的情況下，直接調(diào)整負(fù)載敏感壓力閥；二是防止雜物混入液壓油內(nèi)；三是拆開的液壓元件（泵、閥、馬達(dá)、高壓膠管）必須用螺塞將油口堵住或用潔凈的塑料袋包好，以防進(jìn)入雜質(zhì)；四是按規(guī)定更換過濾器；五是油冷卻器內(nèi)確保有足夠的冷卻水通過，以防止油溫的異常上升。

2.結(jié)論

掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障判斷的關(guān)鍵是掌握液壓系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)和各元器件的功能，熟悉各元器件的分布與連接，結(jié)合液壓系統(tǒng)的原理圖，邏輯分析可能存在的故障點，采取排除法、關(guān)鍵元器件故障判定、元器件置換法等故障判斷邏輯思維。面對維修技術(shù)的崗位人員短缺的狀況，應(yīng)注重崗位技術(shù)培訓(xùn)，聘請專業(yè)講師、維修骨干技術(shù)人員，精講液壓系統(tǒng)理論和實踐知識，并創(chuàng)建理論和實踐經(jīng)驗共享交流平臺，促進(jìn)維修技術(shù)崗位人員的成才。