掘进机液压和电气系统故障分析与维护

文/李健

近年来，在煤矿生产行业中，随着各类先进技术设备的不断产生和应用，大大提升了采煤质量和效率，同时还更好地保障了采煤安全。在煤矿生产中，井巷掘进是一项重要的作业环节，井巷掘进水平直接影响着矿井的整体生产效率和安全。井巷掘进需要运用到掘进机，通过掘进机可以依照设计好的参数快速完成规定尺寸的井巷断面作业。不过，由于在实际作业中，掘进机所处的作业条件较差，所以很容易发生一些设备故障，最常见的就是掘进机液压和电气系统故障。对此，必须要加强对掘进机的日常维护，尽量减少故障发生率。以下就联系实践工作经验来浅要谈谈掘进机液压和电气系统故障分析与维护，仅供参考。

1 掘进机的工作原理及优势

掘进机是煤矿生产过程中所需的一项重要设备，其主要由行走部分、工作部分、装运部分及转载部分这四大部分组成。根据不同的开凿井巷结构，可以将掘进机划分为两种不同的类型，一种是护盾式掘进机，一种是开蔽式掘进机，在不同的工作中需选择不同的类型。掘进机在行走部分的推动下向前移动，再在工作部分的推动下完成对煤、岩层的岩体破碎和开凿作业，然后根据相关设计参数构成所需井巷，并经装运部分进行装运，经转载部分进行破碎岩体的运输，这样即可为井下作业人员创造一个良好的活动空间和工作空间。与传统的井巷开凿方式相比，利用掘进机进行开凿可以更好地保持结构稳定，并且整个工作流程非常方便、快捷、安全、可靠。

2 掘进机液压系统故障分析

2.1 液压系统温度过高

由于掘进机的工作环境比较恶劣，所以液压轴、液压箱等很容易出现温度过高的情况，而一旦液压系统温度过高，即可能会引起系统故障。掘进机主要是对含矸石的煤、岩层进行掘进，而矸石这类坚硬物质会使液压系统的传动力矩增加，从而导致液压轴磨损并伴随温度升高。在掘进机的正常运行过程中，液压轴和液压油的温度一般是保持恒定的，但是当转轴或箱体的温度超出极限时，即会引起液压系统的运行故障，并使其中一些零件磨损老化。设备设计因素、操作方法因素、工作流程因素等均是导致液压系统温度过高的原因，但在现实中，由设备设计问题所引起的故障较少，大部分都是人为操作不规范所导致的。

2.2 液压油中含有杂质

液压系统是掘进机的主要动力驱动系统，它是在各紧密原件及零配件的相互配合下来实现运转的，但由于各零配件之间的配合十分紧密、间隙较小，而掘进机的工作环境又比较恶劣，所以一些灰尘和杂质可能会伴随液压油而进入到液压系统的内部，从而大大影响到液压油的纯度与效率；同时还可能会进入到零配件间的间隙当中，从而划伤零配件表面，影响到零配件的性能。另外，若液压油中的灰尘和杂质在油泵的油口过滤网上积聚，则还可能会导致油泵阻力增加，从而影响到设备的正常运行。

2.3 辅助元件故障

辅助元件的溢流阀状态直接影响着掘进机的正常运转，若溢流阀发生损坏，或是溢流阀的压力不稳定，则都可能会引起部分功能操作失灵。

3 掘进机电气系统故障分析

3.1 PLC输出故障

PLC输出故障是掘进机电气系统中的一类常见故障，一旦PLC输出发生故障而无信号，则会导致掘进机无法正常操控。引起PLC输出故障的原因较多，但最常见的原因是由综合保护器控制按钮故障所导致的PLC输出故障。总体上来说，PLC的性能是比较稳定的，在判断PLC输出故障之时，应当先检查PLC的状态显示，然后再通过短接输入端来进一步判断其故障。

3.2 接触器线圈与继电器线圈导通故障

接触器线圈回路导通故障也是掘进机电气系统中的一类常见故障，引起这类故障的原因主要有以下几点：

（1）若回路继电器发生损毁，则可能会引起线圈导通故障；

（2）若接触线圈发生损毁，则可能会引起线圈导通故障；

（3）若回路交流电源发生连接，则可能会引起线圈导通故障。判别线圈导通故障时可以利用万用表来进行判别。

3.3 接触器无法可靠吸合

掘进机电气系统的接触器位置是由电压进行调节的，在高电压下可以完成吸合动作，而在低电压下可以维持吸合。接触器无法可靠吸合的故障比较常见，其通常是由两类原因所引起的：

（1）接触器直接故障；

（2）电压值过低。

一旦综合保护器发生错误动作，则接触器很可能会发生故障，此时必须及时处理、更换元件。而在低电压下，一旦系统供电装置的输出功率超高一定限额，则会导致瞬间电压下降及电流升高，从而使电压不能再继续维持接触线圈吸合动作，电压值过低的时间一旦过长，就必须要调节供电电缆电阻，或是减少线缆长度，或是更换电阻率较小的线缆。

4 掘进机的维护

4.1 日常维护

在煤矿生产过程中，若使用掘进机来对煤岩层进行掘进，则比其他掘进方法工作效率更高、更安全。但是，为了保障掘进机能够正常运行，必须要加强对掘进机的维护。掘进机是一种非常复杂的设备，并且其面对的工作环境也较为恶劣，所以为了避免发生设备故障以影响到煤矿正常生产，应当要先做好对掘进机的日常维护工作。具体来说，在掘进机的日常维护中，应当要做到以下几点：

（1）对掘进机的齿轮头、齿座、减速机及伸缩处等进行每日例行检查，发现问题及时修理，因为这些部分均是影响掘进机运行的关键部分。例如，要每日对截割头的齿轮、齿座、螺丝、减速机、伸缩处、油量及温度进行检查，一旦发现掘进机的载割头处有螺丝松弛或者齿轮损坏的情况，应及时进行修复或更换，这样才能够切实保证载割头的正常工作。

（2）要每日对掘进机行走部分的状态进行检查，确定其履带的松紧度及履带板、齿轮、铲装板链接销等情况，发现问题及时处理。

（3）要每日检查刮板输送机链条的松紧度是否合适，一旦发现其松紧度过松或者过紧，都要及时进行调节。第四，要每日例行检查过滤器和喷嘴处是否存在杂物堵塞的情况，若有要及时清理干净，以免影响到掘进机的正常运行。

4.2 使用过程中的维护

在掘进机的使用过程中，也应当要开展好设备维护工作，以保证设备运行的稳定性。具体来说，第一要注意检查齿轮情况，及时更换损坏的齿轮；第二要注意检查各零配件之间的配合间隙间及其润滑状态，若润滑油不够了要及时涂抹润滑油；第三要注意检查皮带是否有跑偏现象，若有要及时纠正。

5 结语

综上所述，引起掘进机液压系统故障的原因主要是液压系统温度过高、液压油中含有杂质及辅助元件故障，而引起掘进机电气系统故障的原因则主要是PLC输出故障、接触器线圈与继电器线圈导通故障及接触器无法可靠吸合，无论对于哪种故障，都必须要通过加强设备维护来及时发现和解决。