郭冬

[摘 要]隨著煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化程度的不斷提高，液壓系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中比重越來(lái)越大。但是因煤礦機(jī)械作業(yè)環(huán)境的特殊性，造成其液壓系統(tǒng)故障點(diǎn)較多，一旦出現(xiàn)故障，需要工程技術(shù)人員、維修人員能夠快速診斷故障的原因并修復(fù)液壓系統(tǒng)。本文分析了煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)的故障，重點(diǎn)分析了液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因及故障診斷的方法，對(duì)從事煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造及維修的人員具有參考意義。

[關(guān)鍵詞]煤礦機(jī)械 液壓系統(tǒng) 故障分析 故障診斷

中圖分類(lèi)號(hào)：TD673 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0017-01

隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的高速發(fā)展，煤礦機(jī)械逐漸向著大型化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，液壓系統(tǒng)越來(lái)越廣泛用于煤礦機(jī)械，成為煤礦機(jī)械設(shè)備中不可缺少的重要組成部分。但是由于煤礦機(jī)械工作環(huán)境惡劣，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，任務(wù)重，故障多發(fā)，故障的判斷和排除也較為復(fù)雜，如果不能迅速進(jìn)行分析和排除，就會(huì)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度造成嚴(yán)重影響。因此，煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)人員、維修人員、使用者必須要了解整個(gè)液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及元件、材料配置情況。但是，液壓系統(tǒng)的故障既不像機(jī)械傳動(dòng)那樣顯而易見(jiàn)，又不如電氣傳動(dòng)那樣易于檢測(cè)。因此，上述人員只有掌握了煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障及診斷方法，才能提高煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)的可靠性，并實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的迅速診斷和維修。

1.煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障

一套完整的液壓系統(tǒng)要能正常、可靠地工作，必須具備許多性能要求，主要包括：液壓缸的行程、推力、速度及其調(diào)節(jié)范圍，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速及其調(diào)節(jié)范圍等技術(shù)性能；以及運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、精度、噪聲、效率等。如果在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，能完全滿足這些要求，整個(gè)機(jī)械設(shè)備將正常、可靠地工作；如果有某些不異常情況，導(dǎo)致系統(tǒng)不能或不完全能滿足這些要求時(shí)，則認(rèn)為液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。引起液壓系統(tǒng)故障點(diǎn)較多，對(duì)于煤礦機(jī)械而言，常見(jiàn)故障主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 設(shè)備設(shè)計(jì)、制造的先天缺陷

因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)不合理，生產(chǎn)制造過(guò)程中的失誤，液壓元件質(zhì)量問(wèn)題，密封件選用不當(dāng)?shù)?，造成煤礦機(jī)械使用過(guò)程中，出現(xiàn)漏油、元件損壞、動(dòng)力不足等故障，這些故障一般與液壓油沒(méi)有關(guān)系，屬于設(shè)備生產(chǎn)制造商的責(zé)任，屬于低級(jí)錯(cuò)誤，需要制造商承擔(dān)相應(yīng)損失。生產(chǎn)制造商應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)自身設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過(guò)程的質(zhì)量控制，避免該類(lèi)缺陷的發(fā)生。

1.2 操作失誤造成液壓系統(tǒng)故障

液壓系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于操作人員操作不當(dāng)而造成的故障，如錯(cuò)誤開(kāi)閉閥門(mén)，突然中斷電源，操作溫度或壓力過(guò)高，補(bǔ)油時(shí)加錯(cuò)油品，油箱油面過(guò)高或過(guò)低，不及時(shí)從油箱底部放出分離的水等。由于操作失誤造成的液壓系統(tǒng)故障，大都不涉及液壓油，但有些則從液壓油的質(zhì)量變化可以反映出來(lái)。該類(lèi)故障主要有操作者的失誤造成的，使用單位應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)操作者的培訓(xùn)力度，避免該類(lèi)故障的發(fā)生。

1.3 液壓油的質(zhì)量造成液壓系統(tǒng)故障

液壓系統(tǒng)有3個(gè)基本的“致病”因素：污染、過(guò)熱和混入空氣。這3個(gè)不利因素有著密切的內(nèi)在聯(lián)系，出現(xiàn)其中任何一個(gè)問(wèn)題，就會(huì)給液壓油帶來(lái)質(zhì)量問(wèn)題，就會(huì)連帶產(chǎn)生另外一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。或者由于選油不當(dāng)或使用了不合格的油品的所致，可能液壓油使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不及時(shí)更換新油所造成。由實(shí)踐證明，液壓系統(tǒng)75%“致病”的原因，均是這液壓油質(zhì)量造成的。

2.煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障原因分析

2.1 液壓油溫度過(guò)高

液壓缸油溫過(guò)高使橡膠密封件、軟管早期老化、變質(zhì)，降低使用壽命。由于密封部分喪失密封性能，液壓系統(tǒng)嚴(yán)重泄漏，會(huì)使油液氧化至失效，從而引起腐蝕和形成沉積物，以至堵塞阻尼孔和加速閥的磨損，從而影響液壓系統(tǒng)正常工作。油溫過(guò)高，液壓油黏度顯著降低，液壓缸泄漏則顯著增加，液壓系統(tǒng)效率明顯下降。油溫過(guò)高會(huì)引起熱膨脹系數(shù)不同的運(yùn)動(dòng)副之間的間隙變化，殼體由于周?chē)諝饨佑|進(jìn)行熱交換而膨脹不大，但閥芯在高溫下體積增大，使運(yùn)動(dòng)副間的間隙變小，影響閥芯的移動(dòng)，增加磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)“卡閥”，失去工作能力和破壞應(yīng)有的精度。液壓油溫過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)器的正常使用，縮短液壓元件的使用壽命，并增加機(jī)器的維修成本。

2.2 液壓油污染

液壓系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，看似“潔凈“的液壓油其實(shí)含有大量微小的雜質(zhì)，隨著這些雜質(zhì)的逐漸積累，會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)中的元件性能產(chǎn)生極大影響，從而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)運(yùn)行失常。而這些東西損傷后又會(huì)導(dǎo)致更多的污物進(jìn)入系統(tǒng)中，這樣就形成惡性循環(huán)的損壞。通常來(lái)說(shuō)，引起液壓油污染的主要因素有：

（1）液壓元件內(nèi)部的殘留。液壓元件在組裝時(shí)未將加工過(guò)程中產(chǎn)生的金屬屑、焊渣等殘留物清理干凈，導(dǎo)致元件接入液壓系統(tǒng)時(shí)該類(lèi)殘留物直接進(jìn)入液壓油。

（2）液壓系統(tǒng)界外的引入。液壓系統(tǒng)在組裝過(guò)程中，引入的型砂、塵埃以及清洗溶劑等，或者在使用保養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)油箱及通氣孔引入的污染物。

（3）液壓系統(tǒng)內(nèi)部的自生。液壓系統(tǒng)在工作過(guò)程中，元件不可避免的要產(chǎn)生磨損產(chǎn)生磨粒；或者液流沖刷下來(lái)的軟管膠料、過(guò)濾材料脫落的顆粒和纖維、剝落的油漆皮等。在液壓油油溫升高的情況下，液壓油氧化分解產(chǎn)生有害物質(zhì)。

（4）不同品牌的液壓油混用，會(huì)改變?cè)幸簤河偷幕瘜W(xué)和物理性質(zhì)，容易產(chǎn)生膠體凝結(jié)，造成成分性能失效，不能達(dá)到潤(rùn)滑、降溫、傳遞動(dòng)力的目的。

2.3 泵、閥的原因

因泵不供油、油箱油位過(guò)低吸油困難、油液粘度過(guò)高、泵轉(zhuǎn)向不對(duì)、泵堵塞或損壞、接頭或密封泄漏、主泵或馬達(dá)泄漏過(guò)大、油溫過(guò)高、溢流閥調(diào)定值低或失效、泵補(bǔ)油不足、閥工作失效造成的系統(tǒng)無(wú)壓力或壓力不足。油中的污染物是閥失效的主要原因，少量的纖維、臟物、氧化物或淤渣都會(huì)引起故障或閥的損壞。

3.液壓系統(tǒng)故障診斷方法

煤礦機(jī)械的液壓系統(tǒng)與其它機(jī)械的液壓系統(tǒng)一樣也是由機(jī)械、液壓、電氣儀表等檢測(cè)裝置組合而成的，故出現(xiàn)的故障也是多種多樣的。出現(xiàn)的故障往往可能因多種因素造成的，因此分析液壓系統(tǒng)故障必須了解和熟悉液壓系統(tǒng)原理圖，對(duì)液壓原理系統(tǒng)中的相關(guān)元件了解，根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析、判斷，針對(duì)許多因素引起的故障原因需逐一分析，抓住主要矛盾，才能較好的解決和排除。

3.1 簡(jiǎn)易故障診斷法

簡(jiǎn)易故障診斷法是目前采用最普遍的方法，它是靠液壓維修人員憑個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，利用簡(jiǎn)單儀表根據(jù)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，通過(guò)詢問(wèn)液壓系統(tǒng)操作者了解液壓系統(tǒng)設(shè)備狀況，包括液壓系統(tǒng)有無(wú)異常現(xiàn)象，對(duì)液壓元件、密封件、液壓油清潔度、濾芯清洗和更換狀況進(jìn)行了解，觀察液壓系統(tǒng)壓力、速度、油液、泄漏、振動(dòng)等系統(tǒng)工作的實(shí)際狀況，聽(tīng)液壓系統(tǒng)實(shí)際工作狀態(tài)下的聲音，對(duì)聯(lián)接處的松緊程度判定，通過(guò)一系列的基本判斷方法對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析、診斷、確定產(chǎn)生故障的原因和部位。

3.2 液壓系統(tǒng)原理圖分析法

根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖分析液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，找出故障產(chǎn)生的部位及原因，并提出排除故障的方法。液壓系統(tǒng)圖分析法是目前工程技術(shù)人員應(yīng)用最為普遍的方法，它要求技術(shù)、維修人員對(duì)液壓系統(tǒng)具有一定基礎(chǔ)并能看懂液壓系統(tǒng)圖掌握各圖形符號(hào)所代表元件的名稱、功能、對(duì)元件的原理、結(jié)構(gòu)及性能也應(yīng)有一定的了解，有這樣的基礎(chǔ)，結(jié)合動(dòng)作循環(huán)表對(duì)照分析，就較容易找出故障所在。

3.3 智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)運(yùn)用大量獨(dú)特的專家經(jīng)驗(yàn)和診斷策略，識(shí)別和預(yù)測(cè)診斷對(duì)象包括模糊診斷法、灰色系統(tǒng)診斷法、專家系統(tǒng)診斷法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷法等。將故障現(xiàn)象輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入現(xiàn)象及知識(shí)庫(kù)中知識(shí)按推理集中存放的推理方法，推算出故障原因，并提出維修或預(yù)防措施。這是煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)故障診斷未來(lái)的發(fā)展方向。

結(jié)束語(yǔ)

在煤礦生產(chǎn)中，煤礦機(jī)械是非常重要的生產(chǎn)設(shè)備，其液壓系統(tǒng)的可靠性以及出現(xiàn)故障后能否快速診斷并進(jìn)行維修，對(duì)煤礦的正常生產(chǎn)有直接的影響。這就對(duì)煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造人員以及使用、維修人員提出的更高的要求，熟悉其常見(jiàn)故障出現(xiàn)的原因，掌握故障診斷的方法，顯得尤為重要。