液壓支架液壓系統(tǒng)常見故障分析

王志華

（唐山開灤鐵拓重型機(jī)械責(zé)任有限公司，河北 唐山 063100）

液壓系統(tǒng)主要是通過改變壓強(qiáng)增大作用力，所以一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)通常由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件以及液壓油這五個(gè)部分組成，在液壓支架液壓系統(tǒng)的使用中，需要對(duì)液壓支架經(jīng)過多方面受力測試以及性能測試，并經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，才能確保液壓支架液壓系統(tǒng)的可靠性，而確保完好的液壓支架是保證綜采工作面設(shè)備正常工作的必要條件。

1 液壓系統(tǒng)的主要組成部分及功能

1.1 動(dòng)力部分

動(dòng)力部分主要是將原動(dòng)機(jī)具備的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備提供壓力的作用，常見的液壓泵就是將電動(dòng)機(jī)具有的機(jī)械能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤合到y(tǒng)壓力能的動(dòng)力裝置部分。

1.2 執(zhí)行部分

執(zhí)行部分主要是將液體的壓力，以及壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的機(jī)械能，通過機(jī)械設(shè)備將能量傳遞給各動(dòng)作元件，從而使設(shè)備實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。

1.3 控制部分

控制部分的主要作用是為了控制液壓支架系統(tǒng)中的那些閥門，只有對(duì)這些常見的閥門進(jìn)行控制，才能避免液體流向閥門，通過借助液壓系統(tǒng)閥門，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流動(dòng)方向和壓力等情況的控制，最終有利于設(shè)備元件符合生產(chǎn)要求。

1.4 輔助部分

在液壓系統(tǒng)中，油箱、油管、濾油器、蓄能器以及壓力表等元件都屬于輔助元件，這些輔助元件是液壓系統(tǒng)中必不可少的東西，如果缺少這些輔助元件，那么液壓系統(tǒng)就無法正常運(yùn)行。

1.5 液壓油

作為液壓系統(tǒng)中能量傳遞的主要物品，常見的液壓油大致可以分為三類，分別是乳化液、礦物油以及合成油，這三種類型的液壓油由于所起的作用各不相同，因此，在使用的時(shí)候需要有所區(qū)分。

表1 安全閥故障現(xiàn)象以及排除方法

由于液壓油元件有著單向閥、操縱閥、安全閥、過濾器等，當(dāng)閥座以及閥墊等金屬碎屑不能密封時(shí)，臟物進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，由于沒有清除，會(huì)導(dǎo)致液壓元件出現(xiàn)反常的情況，如果彈簧不合格或者是被損壞，就會(huì)影響到安全閥的功能，而安全閥故障現(xiàn)象以及排除方法的分析如上表所示。

2 液壓支架液壓系統(tǒng)常見的故障

2.1 液壓元件質(zhì)量較差

由于構(gòu)成液壓支架液壓系統(tǒng)中的元件和輔助元件較多，其中任何一個(gè)液壓元件出現(xiàn)損傷或者失效，就會(huì)造成不同程度的液壓系統(tǒng)故障。當(dāng)液壓支架液壓系統(tǒng)中，動(dòng)力執(zhí)行元件作為液壓系統(tǒng)的核心動(dòng)力，如果在設(shè)計(jì)和制造中忽視了裝入鋼球、密封破損以及不配套等情況，就會(huì)導(dǎo)致液壓元件質(zhì)量差和抗污染能力低等情況，使液壓系統(tǒng)的壓力上不去，無法正常工作運(yùn)行[2]。而液壓系統(tǒng)的控制元件主要負(fù)責(zé)對(duì)壓力的調(diào)節(jié)，因此控制元件中的安全閥、減壓閥等設(shè)備材料質(zhì)量差或者加工精度低，那么就會(huì)造成閥件配合間隙大，而造成堵塞以及磨損等故障。從而在輔助元件中，當(dāng)油箱、油管、壓力表等元件由于工作時(shí)間較長，受長時(shí)間高壓、高速和大流量乳化液的沖擊等情況，就會(huì)使密封溶脹過大等情況發(fā)生，嚴(yán)重影響設(shè)備元器件的正常工作。

2.2 設(shè)備中油溫過高

通常情況下，在液壓支架液壓系統(tǒng)中所用的液壓油溫應(yīng)該保持在30℃-50℃之間，液壓油的溫度不能高于60℃，否則會(huì)造成以下問題。首先是油溫過高會(huì)降低油的載度，會(huì)使之前已經(jīng)調(diào)整好的工作機(jī)構(gòu)與實(shí)際的運(yùn)行速度降低。其次是當(dāng)油溫較高時(shí)，由于不會(huì)形成潤滑油膜，使得潤滑油膜的厚度變得比較薄，從而也會(huì)使兩個(gè)相互接觸存在的設(shè)備部件之間的機(jī)械磨損變大，最終導(dǎo)致設(shè)備在使用引發(fā)各類故障。最后是當(dāng)油溫過高的時(shí)候，液壓油箱內(nèi)的密封裝置會(huì)快速老化，從而嚴(yán)重影響到液壓油箱的實(shí)際密封性能，使用液壓油箱等裝置的使用壽命降低。

2.3 液壓油被污染

通常情況下，在液壓系統(tǒng)中，由于進(jìn)行能量傳遞的過程中需要借助油，同時(shí)選擇合適的潤滑油后，還需要確保液壓油具有足夠的干凈性，能夠防止各類雜質(zhì)混入液壓油內(nèi)。但是在液壓系統(tǒng)裝置中，各類泵元件和閥門元件都需要有更好的配合精度，所以為了使兩者之間的間隙變得更小，就需要避免表面的精度和光潔度被破壞[3]。在液壓系統(tǒng)中的液壓元件通常會(huì)存在很多阻尼孔，這些阻尼孔會(huì)將液壓油中的雜質(zhì)堵塞主，從而造成液壓系統(tǒng)難以正常運(yùn)行，嚴(yán)重的情況下，會(huì)使吸油口的過濾器阻力增大，從而引發(fā)油泵出現(xiàn)噪音和振動(dòng)的情況。由于在液壓系統(tǒng)中，很多密封元件都屬于橡膠材質(zhì)，使得液壓油會(huì)嚴(yán)重腐蝕這些橡膠元件而形成微小顆粒，最終造成堵塞閥芯而影響到液壓系統(tǒng)的正常工作。

2.4 雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)

通常所說的雜質(zhì)主要是空氣、水等物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，會(huì)使液壓系統(tǒng)受到影響，以空氣為例，由于空氣的密度較小，所以在液壓系統(tǒng)中的壓縮比例非常大。但由于液壓油的可壓縮比例非常小，因此液壓油可以起到很好的傳動(dòng)作用，當(dāng)液壓油中混入空氣，就會(huì)給液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)性能產(chǎn)生干擾，在壓力較低的時(shí)候，空氣會(huì)形成氣泡游離在液壓油中，最終形成穴蝕現(xiàn)象，而在高壓環(huán)境下，空氣又會(huì)被急劇壓縮，這種劇烈的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致空氣釋放出高熱能，最終使液壓系統(tǒng)內(nèi)部的溫度過高，使液壓部件受損。與此同時(shí)，當(dāng)空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，會(huì)使液壓油的傳動(dòng)性受到很大的影響，使液壓系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)化的要求下無法實(shí)現(xiàn)原定目標(biāo)，給生產(chǎn)帶來不穩(wěn)定的因素，當(dāng)混入的空氣體積較大時(shí)，很容易給相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的隱患。而如果混入液壓系統(tǒng)的是水，那么就會(huì)導(dǎo)致液壓油發(fā)生乳化的情況，一旦液壓油發(fā)生乳化，就會(huì)嚴(yán)重影響到液壓油的潤滑性，最終會(huì)腐蝕液壓系統(tǒng)的各個(gè)元件而縮短這些元件的壽命，使液壓系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

3 液壓支架液壓系統(tǒng)故障的預(yù)防及維修措施

3.1 提高液壓元件質(zhì)量

在對(duì)眾多液壓元件質(zhì)量差的情況下，需要在進(jìn)購液壓元件的過程中，嚴(yán)格把控元件的質(zhì)量，通過選配良好的材質(zhì)，以及功能合格的高抗污染能力的液壓元件，有利于液壓支架液壓系統(tǒng)保持良好的運(yùn)行[4]。

3.2 防止液壓油溫過高的措施

由于液壓油溫需要低于60℃，所以在實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)中，可以通過以下四種方式處理液系統(tǒng)壓油溫過高情況。首先是對(duì)油箱中的油液進(jìn)行定期檢查，保證液壓系統(tǒng)中油箱中的油液充足，從而有利于更好地實(shí)現(xiàn)冷卻潤滑作用，同時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)備中潛在的污染物進(jìn)行及時(shí)清理時(shí)，可以保證液壓系統(tǒng)中相關(guān)液壓設(shè)備干凈、清潔，對(duì)于輔助系統(tǒng)達(dá)到實(shí)現(xiàn)散熱的功能。其次是適當(dāng)?shù)慕档陀捅玫倪x擇作業(yè)時(shí)間，并對(duì)液壓油的濃度檢查注意，通過以液壓油系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行為需求，可以科學(xué)、合理地選擇使用對(duì)應(yīng)的液壓油，最終確保液壓油的濃度和粘稠度達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。然后是在降溫中對(duì)油泵裝置和背壓閥元件的壓力進(jìn)行降壓，在降壓的時(shí)候，要確保液壓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定地工作。最后是對(duì)哪些需要采掘的設(shè)備裝置必要的液壓系統(tǒng)冷卻裝置，這是應(yīng)為采掘設(shè)備在使用液壓系統(tǒng)時(shí)，由于工作時(shí)間比較長，且工作環(huán)境比較惡劣，因此需要裝置必要的冷卻裝置，才能使液壓油溫不至于過高，良好的冷卻裝置，有利于降低液壓油的溫度，使液壓系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行。

3.3 防止液壓油被污染的措施

為了避免液壓油被污染，就需要做好必要的防治工作，確保液壓油質(zhì)量達(dá)標(biāo)，清潔度符合NAS標(biāo)準(zhǔn)，因此在日常的作業(yè)中，可以通過以下兩種方式來防止液壓油的污染。首先針對(duì)被污染的液壓油經(jīng)常處理時(shí)，由于被污染的液壓油種類和原因比較多，所以需要從液壓油的儲(chǔ)存過程進(jìn)行預(yù)防，添加液壓油作業(yè)以及日常的拆裝過程中，通過做好相關(guān)方面的工作，可以有效地防治液壓油污染問題。其次為了避免液壓油被污染，在液壓系統(tǒng)的日常運(yùn)行中，可以通過對(duì)液壓油的過濾工作，借助相關(guān)的過濾器過濾清洗設(shè)備等裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓油污染的防治，從而有利于避免液壓油被污染，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的正常工作。

3.4 防止雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)的措施

為了防止空氣和水等雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)，在對(duì)空氣、水等進(jìn)入液壓系統(tǒng)的原因進(jìn)行分析后，可以從以下三個(gè)方面來防止雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)。首先是定期檢查液壓系統(tǒng)中的油量情況，確保油箱中擁有足夠的油量，可以避免空氣和水等雜質(zhì)順著油箱進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中[5]。其次是做好液壓系統(tǒng)的密封性，使液壓系統(tǒng)的壓力高于大氣壓，利用這種內(nèi)壓高的方式，可以很好地避免雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)內(nèi)。最后是給液壓系統(tǒng)油箱內(nèi)裝入合適的排水閥和排氣閥，當(dāng)油箱內(nèi)有空氣或者水分的時(shí)候，應(yīng)該及時(shí)抽取水分和空氣，可以很好的避免雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)內(nèi)部。

4 液壓系統(tǒng)的日常維護(hù)方法

（1）對(duì)液壓系統(tǒng)的外表環(huán)境進(jìn)行清理，通過重點(diǎn)檢查元件、接頭等位置，可以有效的避免接頭結(jié)合處發(fā)生泄漏等現(xiàn)象，良好的清潔工作，是保證液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

（2）做好日常油溫的抽查工作，為了避免液壓油溫過高，在液壓系統(tǒng)工作時(shí)，可以隨時(shí)抽查液壓油箱內(nèi)的溫度，最簡單的方式就是用手觸摸油箱的側(cè)面，確保油箱內(nèi)的溫度不超過60℃即可，一旦發(fā)現(xiàn)油箱內(nèi)的溫度超過60℃，那么就需要及時(shí)給予降溫處理。

（3）做好液壓油污染的檢查，對(duì)可用的玻璃管從底部取油后，然后將這些油滴在濾紙上，如果液壓油呈深黑色點(diǎn)狀，那么就表示油污染受到了重度污染，而如果出現(xiàn)黃色環(huán)狀，則說明油污染屬于輕度污染。針對(duì)重度污染的液壓油，則需要立即更換液壓系統(tǒng)的液壓油，堅(jiān)決不能使用液壓油，而對(duì)于輕度污染的液壓油，可以根據(jù)液壓系統(tǒng)的使用情況決定是否要更換。

（4）做好定期檢查油位狀態(tài)的工作，定期對(duì)液壓系統(tǒng)的油位進(jìn)行檢查，確保油位保持在油尺的刻度位置，如果一旦油位降低，應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充加油[6]。而選擇液壓油時(shí)，需要根據(jù)液壓系統(tǒng)本身參數(shù)和工作環(huán)境的情況進(jìn)行綜合判斷，通常情況下，在溫度較低的環(huán)境工作時(shí)，液壓油要使用低牌號(hào)以及防凍措施，對(duì)于不同牌號(hào)的液壓油，由于液壓油的性質(zhì)各不相同，所以針對(duì)的工作系統(tǒng)、工作環(huán)境也有所區(qū)別，不能將這些液壓油混為一談。

5 結(jié)束語

在液壓支架液壓系統(tǒng)中，由于造成液壓系統(tǒng)污染的原因比較多，而很多原因又是無法避免的，所以從液壓系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀出發(fā)，通過充分做好液壓系統(tǒng)的日常管理工作和維護(hù)工作，將液壓系統(tǒng)中需要檢查的位置做到全方位的檢查，從而清理掉不必要的污染物，使液壓系統(tǒng)能夠更好的運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了故障的發(fā)生，才能確保相關(guān)機(jī)械的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。