煤矿采掘机械液压系统故障问题研究

王飞

煤矿采掘机械液压系统故障问题研究

王飞

（中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西 太原 030032）

煤矿采掘机械液压系统作为煤矿采掘中使用最为普遍的液压设备，会因为使用方式和环境的变化而产生相应的故障，影响煤矿采掘的进度。基于此，有必要对煤矿采掘机械液压系统的故障进行针对性的研究，以此寻求能够保障液压系统正常运行的科学策略。在分析煤矿采掘机械液压系统的主要故障及其原因的基础上，就液压系统的日常维护策略进行科学性的探索，为液压系统故障的防范与解决提供科学的方法指导。

煤矿资源；煤矿采掘；机械液压系统；故障解除

煤矿作为基础性能源，是经济社会稳定发展的基本保障。虽然近年来经济的高质量发展要求对煤矿资源开发和适应提出了更高的挑战，但社会整体煤矿资源的需求量却在持续不断地提升。在煤矿开采门槛持续提高的情况下，资源开采主体需要借助更加先进的技术设备来提高煤矿采掘的机械化水平。就目前煤矿资源的开采来看，较多地采用机械液压系统来提高施工效率与质量。然而，随着煤矿开采作业仪器设备的不断改进和更新以及煤矿采掘技术水平的不断提升，机械液压系统的使用要求和环境发生了明显性的变化，这使得液压系统运行面临更高的要求。虽然在日常的煤矿采掘作业中，有关主体会对机械液压系统进行常态化的检查和维护，但这很难完全保证系统运行的持续性、安全性和可靠性。为此，除了要开展好系统日常的运行维护工作以外，还要通过对采掘机械液压系统经常发生的故障问题进行针对性的分析研究，以提高液压系统运行维护的效率和效果，保证采掘工作的顺利开展。

1 煤矿采掘机械液压系统运行中常见的故障及其原因分析

煤矿采掘机械液压系统作为煤矿采掘机械运行的保障性内容，其运行环境的复杂性决定了系统运行过程中必然会出现多种多样的故障和问题。对于煤矿采掘主体而言，有效把握煤矿采掘机械系统运行中经常出现的故障及产生原因，是提高故障应对效率和效果的有效措施。结合当前煤矿采掘液压系统运行的实际情况来看，系统运行中经常出现的问题及其原因主要有以下几方面。

1.1 液压系统中渗入空气

液压系统中渗入空气是液压系统运行过程中经常出现的问题。一旦液压系统中渗入空气，液体中的气泡就会随着液流运动到压力较高的区域，并且会在较高的压力作用下迅速破裂，从而引起局部的液压冲击，产生噪声和振动等情况。同时，气泡会破坏液流的连续性，降低油管的通油能力，使流量和压力产生波动，导致液压元件承受冲击载荷，影响元件的使用寿命。液压系统运行过程中之所以能渗入空气，主要原因在于液压油中通常会渗入一定量的空气，当液压系统中的压力低于空气分离压力时，溶于液压油中的空气就会被分离出来，形成气泡。并且，当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时，油液会因为沸腾而产生大量的气泡。

1.2 液压油纯度不合格

液压油是液压系统运行的液压介质，在液压系统中主要发挥着能量传递，增强液压设备的抗磨、防腐、防锈能力的作用。一旦液压系统运行中出现液压油污染的情况，势必会造成液压系统内部的过滤装置发生堵塞，进而引起液压系统出现故障。虽然当前可供选择的液压油的品牌种类有很多，但有一部分液压油的纯度并未达到规定的标准，而液压系统运行中一旦存在液压油纯度不合格的情况，势必会导致液压系统运行出现故障。同时，采掘机械液压系统运行环境的复杂性也是造成液压油纯度不合格的重要原因。液压系统在正常运行的过程中，自身会产生大量的细微性颗粒，这些颗粒会污染液压油，造成液压油纯度发生变化。液压系统运行环境中的大量煤尘、岩尘等粉尘颗粒也会随着系统的运行进入液压油箱，溶入到液压油内，进而造成液压油纯度发生变化。

1.3 系统运行中油温过高

常规情况下，煤矿采掘机械液压系统运行的温度为32～52 ℃，温度应保持在60 ℃以下。然而，在实际的系统运行过程中，会因为运行环境等因素的影响，温度超过60 ℃，出现油温过高的情况，这会导致液压油自身的物理属性发生改变，出现诸如黏度降低、过滤网的流通速度加快等影响液压系统正常运行的问题。并且，油温过高会影响系统内部密封圈的硬度，造成液压系统的密封性能下降，出现空气渗入等问题。一般来说，液压系统运行中出现温度过高的情况主要是由于系统的泄漏问题严重、系统卸荷回路运行不良、系统散热功能不良、所使用的油品质量不合格等因素所致。

2 应对煤矿采掘机械液压系统故障的具体措施

通过对煤矿采掘机械液压系统运行过程中经常发生的故障及原因分析可以发现，故障发生的主要原因通常是机械运行过程中的不稳定性、不规范性。因此，在实际的系统运行和设备使用过程中，有关主体要加强对系统的维护和管理，及时发现故障产生的可能原因，并采取有效的应对策略，以确保系统故障的及时排除。具体来看，煤矿采掘机械液压系统故障的应对应当从以下几方面着手开展。

2.1 做好系统运行中的空气防漏工作

因为液压系统运行中出现空气渗入情况而出现的空穴现象是影响煤矿采掘机械液压系统运行的典型障碍。根据液压系统运行中出现空气渗入情况的原因，要通过有效的空气防漏工作来保证系统运行的密闭性和安全性。

首先，要加强对油箱内油面高度的监测。工作人员要常态化、持续性地对液压系统中的油箱内的油面高度进行检查，以便及时发现油箱中可能存在的空气渗入问题。一旦出现空气渗入情况，工作人员要及时采取必要的防护措施，必要时可对相关的部件进行更换，以保证液压系统运行的安 全性。

其次，要注重液压系统密封装置的常态化检查与保护。工作人员要借助相应的监测装置对液压系统的密封装置进行有效的监测，通过液压系统的压力强度指标来判断液压系统内部空气的渗入情况，以便及时把握液压系统的密封性。

最后，要对油箱进行必要的防护。为防止空气渗入液压系统，可以在系统的油缸上设置相应的固定排气阀，有效清除液压装置内部积压的空气，有效保护液压系统的安全性。

2.2 进行必要的液压系统污染防护处理

液压系统防污处理是有效避免系统运行中存在的颗粒类污染物可能造成的系统故障的方法。针对液压系统污染问题产生的原因，应将防污处理的重点放在系统的检查和维护方面。

首先，要开展规范性、全面性的系统检查。在系统日常运行管理过程中，要对系统的每个细节部位进行规范、严格和全面的污染检查和问题排查。需要注意的是，要重点关注系统中的液压油存储开关、系统附件拆装开关以及液压油加减检查开关这“三关”运行状态的安全性，避免因为开关故障造成污染物的进入。

其次，要定期清理液压系统中的污染物。为避免因为系统内部的污染物过滤装置堵塞等问题造成系统运行故障情况的出现，技术人员要定期对系统内部的过滤装置进行检查维护，定期更新过滤装备，保证系统内部污染物过滤功能的正常发挥。同时，要对液压系统内部的循环状况进行常态化的检查，以便及时发现和解决内部循环不畅造成的污染 问题。

2.3 科学控制油液温度

液压系统运行中的油液温度会对液压系统运行的性能和状态产生直接影响，并且对设备的使用寿命也有较大的影响。对于可能出现的油液温度过高的问题，要通过科学的手段来检测和控制温度。

首先，常态化检测油液温度。在系统运行过程中，工作人员应实时观察和记录油液的温度，确保温度在液压系统正常运行的温度区间内。当液压系统进入循环冷却状态时，要通过必要的清洁措施来改善设备的清洁度，增强对液压设备的保护。

其次，及时检查更新液压系统内部的元件。工作人员要对液压系统运行的关键性内部元件的磨损情况进行动态化的观察记录，对于达到使用寿命或者使用功能下降的元件，要进行及时的更新替换，避免因为系统整体散热不良造成油温过高的问题。

最后，选择质量合格的油品。在油品选择时，要根据液压机械装置的建议选择合适的油品，避免因为油品与装置性能不符造成系统运行过程中出现温度过高的问题。同时，要对液压系统中的油液黏度进行分析，确保整个油液黏度的合理性。

3 结语

随着煤矿行业发展要求的持续提高，煤矿企业转型升级已然成为一种必要事项。在煤矿资源开采过程中，煤矿采掘机械是保证采掘行为安全、有效开展的重要技术性措施。鉴于煤矿采掘机液压系统运行中可能出现的各类故障和问题，要在分析故障产生原因的基础上，通过做好系统运行中的空气防漏工作、进行必要的液压系统污染防护处理、科学控制油液温度等措施加以防范，以保证煤矿采掘机械液压系统运行的安全性、稳定性，避免故障出现可能造成的诸多不利 影响。

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TD421

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.14.056

2095－6835（2020）14－0134－02

〔编辑：王霞〕