操車液壓系統(tǒng)故障的分析和處理

李洪祿 匡曾河 邢安

摘 要：操車裝置是立井提升中重要的配套設(shè)備，使用液壓傳動。文章在介紹操車設(shè)備液壓原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)礦山立井特殊的工況，總結(jié)并分析了操車液壓系統(tǒng)常見的故障及處理方法。其中重點介紹了液壓油的選擇及管理的注意事項，可為設(shè)備的管理者提供經(jīng)驗及借鑒。

關(guān)鍵詞：操車裝置；液壓系統(tǒng)；液壓油

引言

液壓傳動以運動傳遞平穩(wěn)，單位功率質(zhì)量輕，易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械中，其中最典型的應(yīng)用就是操車液壓系統(tǒng)[1、2]。該系統(tǒng)使用液壓傳動與電氣控制配合，實現(xiàn)物料裝卸操作的自動控制和操車設(shè)備的安全閉鎖，既提高了礦井物料提升的工作效率又增加了提升工作的安全性。但是，由于礦山工作環(huán)境的特殊性，使得操車系統(tǒng)的故障率較高，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的安全事故[3]。文章根據(jù)操車設(shè)備的具體工作特點，分析系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因，并介紹系統(tǒng)維護(hù)和使用的常用措施。

1 操車液壓系統(tǒng)工作原理及常見故障分析

操車系統(tǒng)包括安全門，搖臺，安全門，阻車器，推車機(jī)，液壓站及電控操作臺等，主要功能主要是提高立井上下人員及物料時的效率及保證提升的安全性，其閉鎖及操作關(guān)系在《煤炭安全規(guī)程》上有明確的規(guī)定[4]，其液壓系統(tǒng)典型原理見操車系統(tǒng)液壓原理圖，如圖1。

圖1 操車系統(tǒng)液壓原理圖

立井提升是礦山生產(chǎn)的要害部門，對提升時間有嚴(yán)格的要求，這使得井口設(shè)備檢修的時間大大減少；同時井下環(huán)境惡劣，空氣中濕度較大，淋水情況時有發(fā)生，而且淋水的酸堿性變化很大。這些不利條件，會導(dǎo)致設(shè)備壽命減少，設(shè)備故障率提高。對于井口操車液壓系統(tǒng)，常見的故障包括：（1）液壓站噪音異常，包括電機(jī)、泵、壓力閥及旋轉(zhuǎn)工作元件；（2）液壓站異常發(fā)熱，主要指泵和壓力閥；（3）滴、漏、滲等現(xiàn)象，主要出現(xiàn)在接頭處；（4）執(zhí)行元件動作異常，如執(zhí)行元件動作不到位達(dá)不到設(shè)計的速度、位置，在關(guān)閉閥的情況下，執(zhí)行元件緩慢動作；（5）膠管爆裂等。

導(dǎo)致上述問題出現(xiàn)的原因很復(fù)雜，一般情況下，使用者可以從設(shè)計制造和維護(hù)管理兩方面分析。從設(shè)計制造方面來講，操車液壓系統(tǒng)動作簡單，控制原理清楚，設(shè)計時，按液壓系統(tǒng)設(shè)計的一般原則，選擇系統(tǒng)參數(shù)，如流量、通徑、油箱體積和油流方向，設(shè)備制造廠家不會存在太大問題。而使用者需要注意的是，在產(chǎn)品驗收和入庫時，需重點檢查油箱是否清潔、接頭保護(hù)是否良好，安裝表面平整度等外觀質(zhì)量問題。最好是能夠到廠家進(jìn)行入場驗收，在出廠前進(jìn)行液壓試驗，注意各處的密封劑噪音狀況。注意到以上幾點，可以很大程度上避免出廠時的產(chǎn)品缺陷。

從維護(hù)管理方面來講，設(shè)備安裝時，要注意管路布置，設(shè)備來接時重點檢查各處密封件。操車設(shè)備特別是井底設(shè)備安裝空間受限制，要注意管路按規(guī)范支護(hù)，否則在使用過程中會出現(xiàn)膠管磨損，嚴(yán)重時會出現(xiàn)爆管。初次使用時，重點檢查執(zhí)行元件動作，要達(dá)到設(shè)計的功能和速度，另外需詳細(xì)檢查各處是否有滴、漏、滲等現(xiàn)象。而平時養(yǎng)護(hù)時，要合理安排點檢和大修，做到有問題及時處理，不留隱患，最大程度上保持設(shè)備運行狀態(tài)良好。養(yǎng)護(hù)的工作重點是保持液壓油清潔，并按要求更換，下面重點介紹液壓油的原則和管理方案。

2 系統(tǒng)維護(hù)中液壓油的選擇及管理

2.1 液壓油的要求

在液壓傳動中，液壓油既是傳遞動力的介質(zhì)，又是潤滑劑，同時又起到冷卻作用，合理地使用液壓油，是減少液壓系統(tǒng)故障率的關(guān)鍵。液壓油必須符合以下幾點要求： （1）具有合適的粘度和良好的粘溫特性；（2）具有良好的抗磨性；（3）具有良好的抗氧化性；（4）良好的抗剪切安全性；（5）防銹性能要好，不產(chǎn)生腐蝕；（6）抗乳化性和水解安全性好，即使有水混入，也能有較大的分離性能，起泡少，消泡容易；（7）具有良好的抗泡沫性和空氣釋放性；（8）有良好的相容性，對密封材料的影響小，油液與各種材料不起或少起化學(xué)作用，以免變質(zhì)失效；（9）清潔度好和可流性優(yōu)良，液壓油質(zhì)量應(yīng)純凈，不允許有沉淀，應(yīng)盡量減少機(jī)械雜質(zhì)、水份和灰塵等含量；（10）燃點、閃點應(yīng)滿足環(huán)境溫度，揮發(fā)性要小，潤滑油符合這方面要求，即可保證其工作安全可靠。

正確合理地選擇液壓油是保證整個液壓系統(tǒng)高效率、正常運轉(zhuǎn)的前提。使用者要根據(jù)井口的工作環(huán)境和使用條件，如井口溫度范圍、淋水的酸堿性、經(jīng)濟(jì)性等選擇適當(dāng)?shù)囊簤河?。設(shè)備制造廠家根據(jù)液壓泵、馬達(dá)、閥生的特性，并結(jié)合系統(tǒng)特點，給用戶推薦了液壓油的品種和牌號，在使用中我們應(yīng)根據(jù)井口的氣溫等實際情況，再根據(jù)粘度要求確定液壓油牌號。

2.2 液壓油污染的原因及危害

如果液壓油受到污染，液壓油會出現(xiàn)變質(zhì)，使液壓系統(tǒng)不能正常工作。液壓油的污染主要有兩個原因：一是液壓油本身的變質(zhì)產(chǎn)生的粘度變化和酸值變化；二是外界污物混入液壓油內(nèi)。液壓油污染后會使得液壓元件發(fā)生故障，甚至失效，使液壓元件的實際使用壽命比設(shè)計的壽命短得多。

液壓油污染后會出現(xiàn)的危害主要體現(xiàn)在：（1）污染物使節(jié)流閥和壓力阻尼孔堵塞，引起系統(tǒng)工作的壓力和速度不時變化，影響液壓系統(tǒng)工作性能；（2）使液壓泵及馬達(dá)、閥組等元件的運動副磨損加劇，引起內(nèi)泄漏的增加，造成液壓系統(tǒng)效率降低，元件壽命縮短；（3）混入液壓油中的水分腐蝕金屬，并加速液壓油老化變質(zhì)；（4）雜質(zhì)將吸油過濾器阻塞，導(dǎo)致液壓泵吸油不足，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，進(jìn)而使運動密封件的磨損加快、提前損壞，引起噪聲、振動、爬行、氣蝕和沖擊現(xiàn)象，降低液壓系統(tǒng)的工作性能，更嚴(yán)重時會導(dǎo)致濾芯破裂，使已附在濾芯上的污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)中；（5）污物進(jìn)入滑閥間隙，可能使滑閥卡住，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作失控或其他故障。

2.3 液壓油的管理

使用者在實際工作中必須加強(qiáng)以下三方面的管理：

第一，在液壓元件加工與維修、裝配過程中，防止液壓油被污染，防止水和空氣的混入。

第二，在液壓油、液壓元件儲運管理方面應(yīng)做到以下幾點： （1）液壓油入庫前應(yīng)取樣化驗，化驗合格后才準(zhǔn)入庫；（2）庫存液壓油應(yīng)定期取樣化驗，如不符合性能指標(biāo)，則不準(zhǔn)使用；（3）要有符合要求的貯存場所和貯存器具，倉庫應(yīng)具備良好的通風(fēng)、清潔、干燥、消防安全等條件，并避免強(qiáng)光直接照射；（4）液壓油應(yīng)分類存放，杜絕混裝、混放，以防止混用；（5）定期開展儲油器及液壓油的質(zhì)量檢查，符合規(guī)定要求的液壓油方可出庫；（6）液壓油出庫、使用前要堅持過濾，保證液壓油雜質(zhì)含量符合規(guī)定要求。

第三，在使用管理方面應(yīng)做到以下幾點：（1）建立登記卡和設(shè)備檔案，詳細(xì)記錄需用液壓油品名及牌號并注明每次加油或換油日期及數(shù)量，并由專人負(fù)責(zé)檢查，有利于了解系統(tǒng)的密封性能，也可避免在工作中誤用異種油品；（2）應(yīng)根據(jù)使用說明書規(guī)定，結(jié)合實際使用情況定期清洗或更換液壓油濾芯，并每日檢查液壓油油位，不足時應(yīng)及時補充；（3）根據(jù)使用條件定期對液壓油進(jìn)行油樣分析，發(fā)現(xiàn)油液污染嚴(yán)重時應(yīng)立即查明原因，及時消除，（4）控制液壓油的工作溫度，系統(tǒng)最高溫度不超過80℃，液壓油箱內(nèi)溫度不超過60℃；（5）在液壓系統(tǒng)故障排除時應(yīng)遵守規(guī)范，保持清潔，禁止亂拆亂放，防止污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)；（6）定期檢測液壓系統(tǒng)各檢測點壓力、流量、溫度、防止液壓系統(tǒng)長期在不正常壓力、溫度下工作，可減少液壓系統(tǒng)磨損，防止內(nèi)泄漏，并保證液壓系統(tǒng)正常工作。

3 結(jié)束語

經(jīng)過實踐證明，操車設(shè)備的管理者，從以上幾個方面注意設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，能夠降低設(shè)備故障率，保證設(shè)備正常運行實踐和使用壽命，為井口提升爭取實踐，為礦山生產(chǎn)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉波，袁成國.鮑店煤礦副井操車系統(tǒng)一體化改造[J].煤礦現(xiàn)代化，2014，7：140-142.

[2]劉冬，李浩，王寧.三河尖礦副井操車系統(tǒng)的改造與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013，3：125.

[3]洪曉華.礦井運輸提升[M].第二版.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[4]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.煤礦安全規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社，2004.

作者簡介：李洪祿（1978-），四川省南部縣，畢業(yè)于本溪冶金高等?？茖W(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)，機(jī)械工程師，從事設(shè)備技術(shù)管理工作，現(xiàn)就職于安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司。