无轨胶轮车液压系统污染控制研究与实践

张世男，扈志成

（兖矿集团济三煤矿，山东 济宁272000）

目前，济三煤矿在用的无轨胶轮车中，除WQC3J型轻型胶轮车外，其他车型均采用了液压传动系统作为车辆的传动方式，而支架车、W8多功能车还利用液压系统来实现车辆的举升和铲装功能，因此液压系统可以说是井下胶轮车结构中重要的组成部分。一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣，还取决于日常使用的保养维修以及系统的污染防护和处理。系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命，据统计，胶轮车的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。胶轮车作为在井下使用的特殊车辆，长期在高温高尘的环境中工作。井下空气中还有大量的煤尘和粉尘，尤其是在顺槽中，空气中的颗粒型杂质含量更高。这些空气中的污染物在液压系统的检修过程中就有可能混入液压系统，从而影响液压系统的纯净度。液压油在加注到车辆过程中，车辆油箱口附近的杂质会随着新液压油一起进入车辆的液压油箱，从而进入液压系统，导致系统污染。维修工在维修过程中的一些细节的疏忽也会影响液压系统的维修品质。而司机的不良操作则会直接造成系统的损坏。

1 胶轮车液压系统

胶轮车液压系统和其他设备的液压系统一样，也是由五部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。

动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体压力能，指油泵向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。

液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

2 胶轮车液压系统现状及导致污染的主要原因

2.1 液压系统使用时间超长、整体性能差

目前井下在用的胶轮车，最早的为1999年购入，最晚的为2010年购入，其中大部分为2002年前后购入。因此，车辆的液压系统大部分已经超出正常的使用寿命，各组成元件工作性能较低。虽然有些车辆经过大修，但都无法使车辆的液压系统达到新车的工作状态。

2.2 液压系统工作环境恶劣

胶轮车作为在井下使用的特殊车辆，长期在高温高尘的环境中工作。高温高尘对液压系统的影响有以下几点：

（1）液压油的粘度降低，液压泵容积效率下降，粘度下降还会引起小孔或缝隙流量不稳，调速特性失调。

（2）油膜强度降低，润滑性能下降，摩擦力增加，以至系统发热，形成恶性循环。

（3）油液加速氧化，油液性能降低，寿命缩短。

（4）高温使元件发热变形，配合精度变差，热涨系数不同的运动副因而产生间隙变化，甚至出现“卡死”现象。

（5）高尘使灰尘容易经过油箱的通气孔、加油口以及管路的连接处等侵入系统内部，引起液压油的污染。

2.3 液压系统的维修环境恶劣

（1）井下空气中还有大量的煤尘和粉尘，尤其是在顺槽中，空气中的颗粒型杂质含量更高。这些空气中的污染物在液压系统的检修过程中就有可能混入液压系统，从而影响液压系统的纯净度。

（2）需要拆除的元件或管件外表面有污物，在检修过程中暴露的通道口，以及新元件在拆装过程中沾染的污染物都有可能导致系统污染。

2.4 液压油在运输、存储环节被污染

（1）液压油在运输过程中被污染

胶轮车作为井下无轨辅助运输的主要设备，其工作范围基本覆盖了井下的所有巷道，而且由于工作性质的特殊，为了提高工作效率，车辆有时需要在工作地点然后继续进行运输作业。在外交接的车辆有时需要补充液压油。而我矿井下胶轮车的油脂存放硐室设在井底车场附近，因此，就需要将液压油从油脂存放硐室运至胶轮车工作地点。在运输过程中，所用的器具如漏斗、抹布等可能存在杂质，而用于存放液压油的油桶也可能含有杂质。

（2）液压油在加注到车辆过程中，车辆油箱口附近的杂质会随着新液压油一起进入车辆的液压油箱，从而进入液压系统，导致系统污染。

（3）存放液压油的油箱滤芯导致液压油污染

液压油滤芯的作用是过滤混在液压油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染度。滤芯在使用一段时间后，滤下的污染杂质会积存在滤芯内，如果不及时更换，这些杂质就有可能进入液压油箱污染液压油。

2.5 司机的不良操作造成系统损害

（1）司机在给车辆加注液压油时，不清理液压油箱口附近的灰尘、煤尘，在车辆油箱盖缺失后不及时补齐。

（2）车辆发生液压油泄露后不及时停车处理。

（3）在非检修硐室给车辆加油时，不采取措施防止液压油污染。

3 降低系统污染的措施

3.1 检修过程中注意的细节

（1）检修前清理工作地点

在对液压系统进行检修前，维修工必须对检修地点的杂物进行清理，以保证能够有足够的安全间隙进行修理作业。同时降低维修过程中的产尘源。

（2）妥善保存拆卸下来的液压元件和零部件

对拆卸下来的液压元件和其他零部件，要妥善保管，放置在干净的地点并采取盖抹布等方法防尘，严禁随意裸露放置。

（3）在维修过程中细心操作，严禁野蛮操作

液压元件普遍的加工精度比较高，加工表面比较光滑，因此，在拆解和装配时，维修工不得野蛮操作，以防将元件的加工表面碰伤。在更换橡胶密封件时，不得使用锐利的工具，对于O型密封圈在使用前还应浸放在油液中，以保证润滑性能。

（4）安装接头要适度

在安装液压元件或管接头时，拧紧力要适当，尤其是要防止液压元件壳体变形。

（5）拆卸的油管事先包好

在拆卸油管时，事先应将有关的连接部位周围清洗干净，拆解后，在油管的开口部位用干净的塑料制品或抹布将油管包好，不能用棉纱或破布将油管堵塞住，同时注意避免杂质混入。在拆解比较复杂的管路时，应在油管上做好标记，以免将油管装错。

3.2 预防污染物进入系统

（1）保持盛装液压油的容器清洁

井下应使用专用的液压油桶，并加盖保护。在打开油桶之前，应仔细清洗油桶的顶盖；加油过程中使用的漏斗、抹布等应保持干净，最好用的确良布擦洗，以免纤维进入系统堵塞孔道，造成系统故障。

（2）液压油必须经过严格的过滤

即便是新的液压油，也有可能存在杂质，因此，必须在井下存放液压油的油箱出口处加装过滤器，以过滤杂质，同时定期更换油箱过滤器。

3.3 提高司机的业务素质

（1）重点加强司机的专业知识培训，使司机明确每种车型的负载能力、爬坡能力等主要参数，从而避免车辆出现超负荷运转，降低液压系统高温和烧损的几率。

（2）加强司机教育，重点加强职工的责任心教育，在车辆液压系统出现泄漏及其他故障时，及时停车并对车辆进行检查，及时与维修工沟通，避免液压系统带病运行。

（3）规范司机的加油操作

司机在给车辆补加液压油时，必须使用干净的专用液压油桶，液压油在运输过程中要采取有效的防尘措施。在加油前，要先使液压油静止沉淀十分钟，然后再加入车内。在加油前，还应清理油箱口周围的煤尘和灰尘，防止杂质进入油箱，如发现油箱盖缺失，应及时补齐。

4 结束语

本文的创新点就在于的从目前车辆液压系统的特点以及系统的污染源控制角度入手，探讨控制液压系统污染和提高液压系统维修保养质量的方法，而不再是局限于日常的具体修理系统故障。

通过以上一系列措施的实施，液压系统的纯净度大大提高，车辆液压系统故障率降低，间接的降低了维修工的劳动强度，保证了车辆的完好率，保证了井下正常生产和车辆的安全运行。另外，液压系统的故障率降低，每年可节约的配件及油脂费用约在50万元左右，相关费用同比下降30%，创造了较好的经济效益和社会效益。

[1]李振军，刘建英.液压传动与控制[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]黄志坚，袁周.液压设备故障诊断与监测实用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3]张利平.液压技术培训读本[M].北京：机械工业出版社，2009.