浅析地下铲运机液压系统的检修与保养

玉聚尖

(广西华锡集团股份有限公司铜坑矿，广西南丹县547207)

浅析地下铲运机液压系统的检修与保养

玉聚尖

(广西华锡集团股份有限公司铜坑矿，广西南丹县547207)

地下铲运机液压系统的正确检修与保养，能充分发挥设备效能，减少故障发生，延长使用寿命，降低使用成本。结合工作实践对地下铲运机液压系统的检修、保养内容和标准进行探析，介绍了铲运机运行过程中常见的故障及处理方法。

地下铲运机;液压系统;检修;保养;故障处理

地下铲运机作业的环境比较复杂、恶劣，用户需要铲运机的液压系统有理想的可靠性。因此，正确使用、检测和保养液压元件与系统的方法尤为重要。铲运机液压系统的检修及保养，应根据生产厂商推荐的周期和标准进行。必须强调做好日常维护和保养工作，日常维护保养工作是保证设备正常运行、延长设备使用寿命、降低生产成本的重要手段。

1 铲运机液压系统概述

铲运机液压系统一般由4个液压回路组成:动力转向液压系统、动力制动液压系统、工作装置液压系统和动力换挡变速箱－变矩器液压系统。液压系统的液压元件主要包括动力元件、控制元件、执行元件和辅助装置。

确保液压元件和液压回路完好，才能保证液压系统的性能良好。对液压元件进行检修、测试和保养时，为了使检测的结果准确、可靠，应在试验条件齐全，环境良好的实验室或车间进行。对液压系统整体回路的调试，要根据铲运机的具体性能要求，对压力、流量、工作方向等进行测试、调整，以使系统各参数符合主机作业要求的技术指标。检修和保养目的是排除故障，确保元件或系统的各项技术指标均能达到铲运机的工作要求。

2 铲运机液压系统检修与保养的内容及标准

2.1 铲运机液压元件的检修与保养

2.1.1动 力元件的检测

铲运机的动力元件是液压泵，为工作液体提供压力能。压力与流量是液压泵的两个性能参数，在液压泵的额定转速下，用压力表与流量表测量液压泵输出工作液体的压力与流量。具体测试方法为:

(1)启动检测设备，使液压泵在卸荷状况下运转(如将溢流阀或安全阀扭松)，使液压泵在额定转速下空载运转几分钟，观察其运转是否正常，有无刺耳的噪声;

(2)调紧溢流阀或安全阀到合适位置(不可超过液压泵的最高工作压力)，调整节流阀，使液压泵输出压力达到额定值;

(3)用流量表测量液压泵在额定压力下的流量。

目前，铲运机多采用不可调节类型的液压泵，通过对额定转速下压力与流量的测量，可以直观反映液压泵的具体性能指标，当测量的压力或流量达不到标准时，表明液压泵需要修复或更换。

2.1.2 控制元件

铲运机液压系统的控制元件用于各机构运动控制和调节，称为控制阀，主要有工作装置液压系统操作阀(如先导阀、液控多路换向阀)、变速操作阀、转向优先阀、转向流量控制阀、制动控制阀、电磁阀及溢流阀、减压阀等。

铲运机液压系统的部分控制元件是可调元件。如TORO400型铲运机安全阀、充压阀、转向溢流阀、工作装置液压系统操作阀等可根据液体的工作压力和动作要求，通过调节控制阀的控制弹簧压力来对液体的工作压力进行调整，保证系统压力符合规定技术指标。TORO400型铲运机安全阀输出控制压力调定为180bar，充压阀输出控制压力调定为100～135bar，转向溢流阀输出控制压力调定为140 bar，工作装置液压系统操作阀输出控制压力调定为165bar。

为能发挥控制元件最大的使用效率，首先要保证控制元件的灵活性，其次液压系统使用的油料的质量和工作油温应达到要求，最后要求控制元件无损坏、无异响、无泄漏等。TORO400型铲运机液压系统用油牌号为68#无灰抗磨液压油，液压油最适合的工作温度60～80℃，如果不能达到要求，在工作过程中会效率降低，同时也容易损伤元件。

2.1.3 执行元件

液压缸是铲运机液压系统中的执行元件。铲运机的工作机构和转向系统都是采用双作用单杆活塞液压缸，动作机能和耐压性能是检测液压缸的主要性能参数。其检测方法如下:

(1)检查液压缸在空载时的运动状况，看是否有阻滞、跳动现象;

(2)操作控制阀，使液压缸活塞分别处于液压缸两端，对两工作油腔分别施加额定压力，使液压缸内泄漏量流到量杯，用量杯测量其内泄漏量;

(3)操作控制阀，使液压缸分别处于液压缸两端，对两工作油腔分别施加1.5倍额定压力，保持数分钟，检查液压缸各装配接合面是否有漏油，各零部件是否有损坏或变形等现象。

为确保液压系统各元件的良好性，做好以下几项保养工作十分必要:

(1)严格按照保养规程，并结合作业周期和工况，以正确方法定时定量更换液压油，确保油液质量达标;

(2)控制阀一般都是组合件，加工精度都比较高，液压回路内一旦有杂质，便会影响液压系统的正常工作。因此，要定时清洗、维护这些控制阀，并调好压力;

(3)对于工作部件的密封件，要有良好的密封效果，如液压马达、液压缸等密封很重要，在经过长时间剧烈工作后，要及时检查，发现损坏或泄漏等现象，要及时更换，这样才能提高工作部件的使用寿命;

(4)要及时清理各管路表面的油污，因为如果油污长期附着管路，特别是橡胶管路，很容易加快管路老化及损坏。

2.2 铲运机液压系统的检修与保养

铲运机液压系统使用一定时期后，由于各种原因发生故障或产生异常现象，如果用调整的方法已不能排除问题，可对系统液压元件进行检修或更换。在进行铲运机液压系统检修的过程中，应特别注意如下事项:

(1)拆解检修精度较高的液压元件和其它零部件时，要保持场地干净整洁，最好在净化车间内进行;

(2)检修时，要完全释放液压系统内的液体压力，必要的情况下，可将系统内的油液去除干净;

(3)拆卸油管时，要将油管的管头清理干净，然后用干净的石蜡纸或塑料制品将管头包扎好，不能用棉纱或破布将油管堵塞，注意避免杂质进入;

(4)更换橡胶类的密封件时，避免用锐利的工具，注意不要损伤密封件;

(5)安装O形密封圈或其他密封件时，应将与密封件相接触部件的尖角修钝，避免密封件被毛刺划伤;

(6)拆解液压系统的各元件和其他装置时，拆卸下来的零部件应分门别类妥善放置和保存;

(7)拆解和组装液压元件时，不要被工具或其他东西碰伤精度高的加工表面;

(8)拆解后再装配时，各零部件必须彻底清洗干净;

(9)装配时密封圈不能有扭曲现象，要保证滑动部件的灵活性;

(10)安装液压元件或管接头时，拧紧力应合适即可，不可出现由于使用的拧紧力过大而导致发生液压元件变形、滑阀的阀芯不能灵活滑动等现象。

铲运机液压系统整体检修后，为确保整体性能达到使用要求。首先逐一测试与调整系统元件的技术指标，使之达到额定值。接下来在对铲运机液压系统进行整体全面的调试和试机过程中，还需要合理地调整系统中各个调压元件的压力值，使系统各元件工作时协调配合、运行合理流畅，从而保证液压系统的性能稳定可靠。如果系统压力值调整不合理会造成液压能的损耗，使油温升高，甚至会因为动作不协调，导致机械产生运行性故障。总而言之，试机成功才是最终的目的。

试机包括空载监测调试和负载监测调试。在试机之前，要重新检查铲运机液压系统各元件安装是否正确，各动作部件连接是否牢固，油箱内的液面高度是否符合规定等，检查确认没有错误后才能试机。

(1)空载监测和调试。空载监测和调试的目的是铲运机在不带负荷运转的条件下，全面检查系统各液压元件和各回路工作是否正常，并将各个液压元件的技术指标调整到满足液压系统工作要求的范围。进行空载监测和调试时，先启动铲运机，使整个系统滑动部件得到充分的润滑，然后使液压泵以标定转速运转，检查液压系统各装置是否有异常响声;油箱中液面是否有过多的泡沫;液位高度是否在规定范围。同时，检查仪表盘上的油压表及油温表是否正常。一切正常后，依次缓慢操纵各操纵杆，使各执行元件分别在空载下工作，低速全程运行并排除系统中存在的空气。接下来，依次操纵各操纵杆，让各执行元件在正常工作程序下，进行无负荷连续运行，检查各动作是否合理协调、连贯平稳，是否存在误动作及跳动等现象。运行1～2h后，重新检查油温、油压、液位高度等各参数指标是否在允许的范围内。

(2)负载监测和调试。负载监测和调试的目的是铲运机在承受负荷后，检查液压系统工作是否能够达到预定的要求，如作业能力是否达到设计要求;工作部件运动的平稳程度是否符合规定;噪声和振动是否在允许的范围内;油温是否在允许的范围内等等。进行负载监测和调试时，应从简单到复杂，从单个动作到复合动作的步骤循序渐进进行，并尽可能在多种多样的工况环境下测试，目的是检查铲运机作业时液压系统工作装置的所有动作是否达到使用要求，在各种工况环境下作业是否有足够的适应能力。如果一切正常，可以进行最大负载试车，这样可避免设备出现运行性损坏等事故。在测试过程中，对系统压力、流量、温度、噪音、泄漏情况等进行全程监控，发现问题要及时记录和仔细分析处理。

3 铲运机液压系统常见故障诊断及处理方法

铲运机液压系统在工作过程中，由于各种各样的原因，会出现多种多样的故障，并具有突发性、隐蔽性，排除故障时，必须十分清楚系统的工作原理和正确分析故障原因才能确保维修的效果。下面简述铲运机在工作过程中，液压系统较容易出现的几种问题及排除方法。

(1)油压不足的影响。油压不足是影响铲运机液压系统正常工作的常见问题之一。当液压系统压力不足时，可从仪表盘上的油压表直观反映，也可从执行运动部件的工作状况——速度、噪音等判断出来。例举TORO400型铲运机:当制动系统油压不足100bar时，制动系统无法打开刹车装置，铲运机无法行走;当工作装置液压系统油压达不到165bar时，动臂举升和铲斗翻转缓慢无力，动臂提升时间不能达到标准的7s，铲斗翻转时间不能达到标准的2.5s等。系统油压经确定不足时，可从系统是否堵塞和泄漏(包括内泄漏和外泄漏)进行排查，因为两者是系统工作油压不足的主要因素。油路畅通，密封性好是系统正常工作的保证。处理方法:因为液压系统是一个循环系统，检查是否有堵塞和泄漏问题，可从油箱→动力元件(泵)→控制元件(阀)→执行元件(油缸等)的顺序，也可从执行元件(油缸等)→控制元件(阀)→动力元件(泵)→油箱的顺序逐段检查。如果发现堵塞问题，可拆下阀、油管等相关部件进行清洗，把油路清洗干净并用高压空气吹干。如果发现有外泄漏现象，可根据外泄漏的原因使用相应的方法处理，如管头松动时，就紧固管座;密封件损坏时，就更换密封件等。如果是相关零部件因为损坏或磨损过大造成内泄漏现象时，就使用正确的维修方法给予修复或更换，如液压泵内泄漏造成输出压力不足时，就要检修液压泵;如控制阀、油缸内泄漏造成压力缺失时，就要检修液压泵、油缸等。

(2)液压系统升温快，发热严重的影响。液压油油温过高会使油的黏度降低，泄漏增大，导致机械磨损加剧，甚至产生热变形，失灵损坏等，严重影响铲运机的正常运行。TORO400型铲运机液压油温升过大的原因主要有:回油过滤器堵塞，液压系统背压过高;工作压力调整不当，长期在高压下工作;零部件磨损间隙过大，内、外泄漏量大;储能器充气压力不够;作业周围环境温度大等。预防的措施分别为:清洗回油过滤器，确保回油背压不超过允许值;用正确的方法调整液压回路的相关性能参数，使工作压力在允许的范围;检修或更换损坏的零部件，确保其工作正常;给储能器充够规定的压力;尽量减少在环境温度高的场地作业等。

(3)液压系统空穴现象的影响。液压系统产生空穴现象时，油泵和管路出现噪声、振动现象，导致执行元件动作误差，出现爬行、动作迟滞现象，甚至造成液压油劣化变质，损伤零部件的滑动面等。产生空穴的原因是空气混入和产生气穴。TORO400型铲运机防止产生空穴的方法主要有:加足油液，油箱液位保持在规定的指示线;定期清洗液压油过滤器;拧紧各管接头，注意各元件的外泄漏情况，因为漏油处也是进气处;注意使用排气装置排除管路中的空气;在冬季或寒冷的环境下，应使用黏度稍低的液压油等。

铲运机液压系统容易出现的故障除上述几项以外，还有诸如液压冲击、水分进入、液压油污染等问题，有时甚至会出现一个问题，连带产生另外一个或多个问题。对于产生的各种问题都可以根据其工作原理和实际工作情况，查出问题根源，使用正确的方法加以解决。

掌握正确的检修和保养方法，就能长期地保证系统处于良好的工作状况，从而降低生产成本，创造良好的经济效益。经统计，2009年以前我公司采用有问题才解决问题的方法(俗话说“救火式”)使用两台TORO400型铲运机，设备故障多，平均每台铲运机维修成本达86万元/a，设备完好率仅为80%左右。2009年以后我公司对两台TORO400型铲运机的使用，采用有计划地、定期地进行预防性检修和保养的管理方法，设备故障较少，平均每台铲运机维修成本为57万元/a，设备完好率能达到98%以上。

铲运机液压系统是整体主机的一个有机组成部分，它工作正常与否和动力系统、传动系统、电气系统等都有密切联系。所以，液压系统的检修与保养还应从整机角度进行审视，只有其他系统确定完好的情况下，才能确保液压系统正常工作。

［1］黎启柏.液压元件手册［M］.北京:冶金工业出版社，1999.

［2］雷天觉.液压工程手册［M］.北京:机械工业出版社，1990.

［3］刘延俊.液压系统使用与维修［M］.北京:化学工业出版社，2006.

［4］张栋林.地下铲运机［M］.北京:冶金工业出版社，2002.

2011－07－04)

玉聚尖(1979－)，男，广西南丹人，助理工程师，主要从事地下铲运机的使用与维护工作，Email:yujujian2000@sina.com。