掘进机液压系统故障机理分析与排除措施

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年6期   作者:华正然
[导读] 由于掘进机在复杂环境和工作条件下工作容易发生故障,特别是液压部分发生故障较多

         摘要:由于掘进机在复杂环境和工作条件下工作容易发生故障,特别是液压部分发生故障较多,也较复杂,而且难查找。介绍了掘进机故障分析的准备工作和分析方法,并结合掘进机的实际,提出了常见故障的分析与排除方法,以利提高查找掘进机故障的水平,促进掘进机安全高效生产。
         关键词:准备工作;判断故障方法;故障分析与排除
         掘进机是煤矿井下重要的采掘设备之一,广泛应用于井下巷道掘进,是现代煤矿综掘作业机械化的标志,其中较为常见的是悬臂式掘进机。近年来我国掘进机设备的发展很迅速,曾经只能依靠全面进口,如今已有若干厂家可以实现国产,但国产产品与进口产品在耐用性上还存在一定差距。悬臂式掘进机的主要功能是按规定路线行走并切割及装载煤岩,其切割、行走动作均需要液压系统作为动力,可以说液压系统是掘进机的“核心”。由于井下工作条件恶劣,工况复杂,液压系统容易出现故障,造成掘进机功能失效,延误掘进进度,因此对掘进机液压系统的故障进行分析,找出常见故障原因及部位,采取有效预防措施是很有意义的。
1液压系统容易出现故障的
         我们知道,液压系统是掘进机的主要组成部分,起到很关键的作用,同时,也是容易出现故障的地方。笔者总结几方面具体如下:
         1.1固体颗粒出现的故障。这主要是指橡胶磨损颗粒,粉尘颗粒等。它可以造成掘进机的附件磨损,就会产生卡滞或划伤,堵塞管路与滤芯,加速油液氧化变质。这些问题需要给予重视。
         1.2有水出现的故障。这一部分水主要来自于冷却系统损坏产生的漏水。其危害可以促使金属锈蚀、加速微生物繁殖等等,就会使油液变质。
         1.3出现微生物。主要是霉腐微生物。时间长了就会产生大量菌体阻塞机件;其代谢产物还会腐蚀液压元件。另外,掘进机液压系统的温度过高也是故障经常出现的问题。如果一但温度升高,就会使油液的黏度下降.造成润滑油膜变薄,破坏了油液的润滑链,使液动元件磨损,造成缩短寿命。以上问题的出现在我们使用掘进机生产中经常会遇到,要求我们加以预防,确保各部分零件的清洁。
2掘进机液压系统的故障机理
2.1液压冲击
         在启动掘进机液压系统或者关闭该系统以及换向运转掘进机液压系统时,掘进机液压系统的运动元件和油液均会因为惯性而导致掘进机液压系统内的压力迅速上升,造成严重的液压冲击。在这种情况下,不仅掘进机液压系统内的压力会比常压高三倍,而且会诱发很大的噪音,引起掘进机液压系统内部发生剧烈振动,导致掘进机液压系统部件受损,管路破裂,元件松动,甚至导致掘进机液压系统整体瘫痪,引发安全事故。
         2.2油温过高
         确保掘进机液压系统的正常运转,离不开油液的辅助和润滑,但是,在掘进机液压系统的运转过程中难免存在油温过高现象,一旦油温超过掘进机液压系统散热器的承受能力,必然会影响掘进机液压系统的正常运转,加大了该系统的负荷,甚至引发爆炸事故。
         2.3噪音过大
         由于掘进机液压系统装备还比较落后,在运转过程中往往存在巨大的噪声,长期下去不仅会损坏掘进机液压系统的各项元件,而且会严重影响技术操作人员的听力。此外,造成掘进机液压系统噪声过大的原因还包括液压冲击以及气穴和气蚀现象的影响。
         2.4元件卡紧
         元件卡紧现象主要是指活塞、行走溢流阀阀芯、速度切换电磁阀阀芯、平衡阀阀芯、润滑阀阀芯和油泵柱塞等系统零件出现的卡紧和难以移动现象,导致这一故障的主要原因是惯性和吸附力的作用以及液压处于不平衡状态等。


         2.5元件爬行
         元件爬行现象是指掘进机液压系统在运转过程中出现的速度不均匀现象,这一故障会严重影响掘进机液压系统运行工作的稳定性,导致掘进机液压系统出现元件爬行现象的主要原因包括该系统的润滑效果有待提升,有气体杂质进入液压泵,掘进机液压系统供油量不持续、不均匀,执行元件过卡以及掘进机液压系统的密封性能不佳。
         2.6掘进机液压系统泄露
         掘进机液压系统泄露主要表现在两个方面,一方面是掘进机液压系统元件松动和管路破裂,另一种是油液泄露,也就是漏油现象。导致元件松动的原因是元件没有固定好或者元件质量不符合标准,油液泄露主要是因为掘进机液压系统的储油密封性能不完善。
         2.7气穴和气蚀
         在掘进机液压系统的运行过程中,一旦油水分离的压力高于油液压力就会产生气穴现象,严重影响掘进机液压系统的供油持续性和均匀性,同时加剧了掘进机液压系统的噪音问题和液压冲击问题,必然会严重损伤掘进机液压系统元件。
         3排除故障的对策
         3.1减缓液压冲击
         液压冲击会产生很大的噪音,导致掘进机液压系统内部发生剧烈振动,造成系统部件受损,管路破裂,甚至导致掘进机液压系统整体瘫痪,引发安全事故,因此,必须减缓液压冲击,为掘进机液压系统安装蓄能器,优化行走溢流阀的功能,适当调整速度切换电磁阀的换向速度。
         3.2控制油温
         控制油温首先要用信号式温度计来监测油液温度,随时测量掘进机液压系统运转的油温,防止因为油温过高而发生爆炸。要适当地扩大油箱的容积,调节油箱的油量,而且要用油位计来监测油箱中的油位状态,一般情况下,正常油位大约处于+200,超标了就需要放油,过低则要添油。
         3.3降低噪声
         污染降低掘进机液压系统的噪声污染除了要解决液压冲击与气穴和气蚀问题,还需要优化掘进机液压系统设备,为该系统安装消声器以此降低噪音污染、维护掘进机液压系统,延长该系统设备的使用寿命。
         3.4改良元件装置
         改良元件装置有助于解决元件卡紧和元件爬行问题,需要为系统元件组装均压槽,保持元件均匀受力,要严格检验元件的质量,确保元件的正确安装,而且要提高系统的润滑效果与密封性能,清除液压泵内的气体杂质。
         3.5防止系统泄露
         防止掘进机液压系统泄露首先要检验该系统元件是否存在松动和管路是否有破裂,如果发现元件松动必须立刻加以固定,注意组装合格的零件,及时修补有裂纹的管路。其次,如果发现掘进机液压系统存在漏油现象,必须进一步检测漏油的原因并解决漏油问题。如果是焊接处漏油,则需要用金属工具和高分子复合材料封住漏油点;如果是密封件漏油,可以用耐油橡胶棒或橡胶垫密封油箱盖和箱沿,再用福世蓝材料与金属壳体进行粘接;如果是法兰连接处漏油,就需要密封法兰的表面,加固松动的螺栓,并调整安装工艺;如果螺栓或管子螺纹存在漏油现象,可以用高分子复合材料密封螺栓,或者取出螺母并涂抹福世蓝脱模剂,然后再进行加固;如果是散热器漏油,则需要关闭散热器上下平板阀门,隔断散热器和油箱中的油,然后清理漏油部位的表面,再涂抹福世蓝材料。
         3.6避免发生气穴和气蚀现象
         避免发生气穴和气蚀现象必须控制油水分离的压力,合理设计油泵吸油管的管径,油面应低于油泵,这样可以避免节流口产生气穴。此外,要避免油和空气的直接接触以防止气蚀现象。
4结语
掘进机是开采煤炭资源的重要工具,而液压系统对煤炭开采工业的发展具有重要影响。只有对液压系统使用得当,维护及时,才能使掘进机发挥出自身的优势。在今后的实践中,对液压系统故障的处理仍需不断探索与总结,保证掘进机的正常使用,从而更好地服务于生产。参考文献
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[2]杨文林,闫炳雷,王忠宾.基于AEMSim的掘进机液压系统参数优化分析[J].机床与液压,2014(5):98-99.
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