关于矿用掘进机液压油的污染与保养

鲍素峰

（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司， 山西 长治 046600）

引言

煤矿工作环境相对其他工业领域比较复杂，通常比较潮湿、温度高、粉尘多等，在这样复杂恶劣的工作环境下长时间运行，掘进机必然容易出现各种故障问题[1]。对于掘进机而言，液压系统是其中非常核心的构成部分，而液压油又是液压系统正常工作的必要介质，起到传递动力的作用[2-3]。根据相关实践经验表明，掘进机故障问题绝大部分是由于液压油污染造成的，由于液压油污染导致的故障问题占掘进机所有故障问题的75%左右[4]。可见，加强掘进机液压油的管理与维护，避免出现污染，对于维护掘进机运行可靠性有重要作用[5-6]。因此，本文结合掘进机工作环境，对液压油污染问题进行深入分析和研究，提出液压油的日常维护保养控制措施，对于提升掘进机运行过程的稳定性有重要的实践意义。

1 掘进机液压油污染物形式

1.1 液压系统自身残留的杂质

掘进机中的液压系统是由多个零部件和元件构成的，这些结构在加工、生产制作、运输过程中会受到周围环境的污染，比如粉尘、棉纱、磨料等。这些污染物如果在掘进机正式投入使用前没有彻底清理，在使用时就会逐渐侵入到液压油中造成污染。

1.2 外部杂质的侵入

如图1所示为掘进机液压油污染物侵入途径示意图。

煤矿井下环境复杂，空气中包含有很多粉尘。掘进机在正常使用和维护保养时，空气中的粉尘杂质都有可能进入液压油中造成污染。液压系统中会使用过滤网，如果对过滤网不定期进行更换，就会加大杂质侵入的可能性。

图1 掘进机液压油污染物侵入途径示意图

1.3 生成污染物

液压油在工作时自身会生成污染物。在高温作用下液压油会发生氧化生成杂质，空气或水中包含的其他种类油品混入到液压油中发生反应生成污染物。液压系统内各结构件在运行时相互摩擦会产生磨屑。

2 掘进机液压系统污染的危害

2.1 固体颗粒污染造成的危害

在液压油污染导致的故障问题中有70%是因为固体颗粒污染引发的。液压系统涉及很多元件间的相互运动，固体颗粒进入到运动副中间会造成严重的危害。第一，加剧元件磨损，甚至有可能导致元件出现损坏，无法正常工作。第二，部分固体颗粒性质特殊，混入在液压油中加速液压油氧化，生成更多的污染物，使液压油的性能显著降低。查阅有关资料发现，如果掘进机的液压油处于相对比较洁净的状态，那么能够正常使用超过1 000 h。而当液压油内包含的固体颗粒污染物较多时，在100 h以内就会失效。掘进机矿井下的工作环境恶劣，液压油被固体颗粒污染，使得密封件出现磨损引发漏油现象，液压油压力不足就会导致整个压系统的动力不足，严重威胁掘进机系统的稳定性。

2.2 水分污染造成的危害

对掘进机液压油进行维护保养时，对内部包含的水分检测难度相对较大。当水分进入液压油后同样会造成较大的危害，具体表现在以下两点：第一，加剧液压油的乳化效应，使得液压油的油膜强度以及黏度都出现大幅度降低，性能大大折扣。由于液压油的润滑作用削弱，导致元件之间的相互摩擦变得更加严重，缩短各类元件的使用寿命。第二，过多的水分会加剧液压油的氧化，使液压油的质量降低，影响整个液压系统的正常稳定运行。

2.3 气体污染造成的危害

液压油中混入气体时会对其性能产生不良影响。第一，气体压缩性比液压油大很多，当油中混入气体时会导致液压油的可压缩性显著增加，显著改变液压油属性。第二，液压油中混入的气体会导致液压系统产生气蚀效应，使液压系统工作过程，出现冲击、振动、噪音等问题。第三，当工作温度较高时，气体会加剧液压油氧化，生成杂质，降低液压油性能。第四，当液压油中包含的气体太多时，就会对液压油的流动过程连续性造成影响，最终引发“气塞”现象。

3 矿用掘进机液压油现场维护保养措施

掘进机液压系统在生产、加工、运输等很多环节都可能会对液压油造成污染，结合实际情况，主要对掘进机现场使用和维护保养阶段的控制措施进行阐述。

3.1 现场使用阶段的控制措施

第一，对液压系统添加或更换液压油时，必须使用高精度过滤器对其进行过滤处理，不得直接将液压油倒入液压油箱中。在新设备液压系统投入使用的前段时间，设备处于磨合期，元件相互间的磨损比较严重，所以应该适当缩短液压油更换周期，另外也要对过滤器进行及时更换。矿井工作环境复杂，掘进机可能会发生漏油现象。因此必须对漏油问题进行定期检查，如果发现油箱油量降低，就需要根据操作规范，向油箱中添加适量的液压油，避免出现吸空问题。

第二，合理选用不同性质的液压油。液压油性质会对性能产生重要影响。必须结合掘进机使用环境，合理选用最适合的液压油。对于矿用掘进机而言，通常情况下使用比较多的液压油为HM68型。因为该型号液压油比较适合煤矿井下的工作环境，抗乳化性能、抗压和抗磨性能都比较优越。

第三，对掘进机操作和维护保养人员进行技术培训，提升他们的业务水平，避免由于人为因素导致液压油被污染。

第四，需要确保掘进机提供的动力比实际负载更高，避免出现“小牛拉大车”的问题，对掘进机的液压系统造成损坏。

第五，当掘进机使用环境温度相对较低时，由于液压油在低温状态下性能得不到充分发挥，所以有必要将机器开启后运行一段时间，让液压油温度上升到正常工作范围后再投入使用。另外，液压油温度太高也会影响使用性能，需要对液压油温度进行监测，避免温度超过正常使用范围。

第六，掘进机使用环境复杂，液压油出现污染问题是不可避免的现象。在使用时有必要采取措施对掘进机液压油的洁净度进行抽样检测，实时掌握液压油中固体颗粒、水分和气体的含量，当监测发现污染物含量超过规定标准时，需要对液压油进行及时更换。

3.2 维护保养阶段的控制措施

第一，对液压系统内各元件、油箱和管路内黏附的杂质彻底清洗，对液压油中的固体颗粒、水分、空气等进行滤除。检查油箱中油位是否正常，发现缺油及时补充。定期检查掘进机漏油现象，出现漏油问题应该查找原因，从根源上解决漏油现象。对过滤器进行定期更换。

第二，掘进机在工作时表面会黏附大量灰尘，需要对这些灰尘进行及时清理，避免侵入液压油内造成污染，尤其需要重点清除管接头和密封部位的灰尘。对液压系统各运动副之间的间隙进行定期检查，避免因为磨损严重导致运动副间隙增大，影响运行稳定性。液压油中包含的固体颗粒太多时会沉淀在油箱底部，所以需要对油箱底部杂质进行定期清除。

第三，在对液压系统进行维护保养时，能不拆除液压元件时就尽量不拆除。特殊情况下确实需要拆除时，必须将拆下的元件放在清洁部位避免遭遇污染。在去除管路杂质时，不得使用棉纱布清理，而应该通过绸布对各类元件进行清理。不得通过汽油对橡胶密封件进行清洗，因为汽油会对橡胶密封件造成侵蚀。

第四，在完成液压系统维护保养工作后，所有元件必须进行全面清洗后才能够重新使用。防止维护保养阶段导致的液压油污染现象。

4 结语

煤矿井下工作环境复杂，掘进机在正常工作过程中，液压油被污染是不可避免的问题。液压油污染物质及其形式是多方面的，一旦液压油被污染，就会对掘进机的正常运行造成不良影响。因此，结合掘进机实际使用情况，从掘进机使用阶段以及日常维护保养阶段制定液压油的防污染控制措施，对于提升掘进机液压油洁净程度、保障设备正常稳定运行具有一定的实践意义。