◎汪洋 寇曉明 董崇軍

一、引言

液壓站是煤礦提升系統(tǒng)中的重要組成部件，在工作期間為制動閘提供持續(xù)穩(wěn)定的供油壓力，停車后實現(xiàn)提升機(jī)制動。通過學(xué)習(xí)液壓站的組成部件及其作用，了解液壓站系統(tǒng)的工作原理，能夠在檢修過程中及時的發(fā)現(xiàn)并處理隱患或者故障，從而更好的實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

二、曉南礦主井液壓站

1.概述。曉南礦主井提升設(shè)備包括：JKM2.8×4（/Ⅱ）型多繩摩擦提升機(jī)一臺，兩臺電動機(jī)型號為YR800-8/1430，功率為800Kw，液壓站型號為TE163GS，公稱壓力16MPa，盤形制動器型號為TP1-63，減速器型號為ZHD2R—140。潤滑站型號為礦井核定提升能力為210 萬噸/年。

2.液壓站的工作原理。

（1）液壓系統(tǒng)的工作制動部分原理：

液壓站在工作期間不同時期為盤形制動器提供油壓不同的油液。由比例溢流閥（8）來調(diào)整供油油壓的變化。液壓系統(tǒng)在提升機(jī)正常提升期間，電磁換向閥G3、G4、G5、G7 通電，郵箱內(nèi)油泵提供的液壓油經(jīng)過濾油器（7）的過濾作用后，從電磁換向閥G3 和 G4、濾油器（17）、球式截止閥（18）分別通過兩組供油管路進(jìn)入A 組和B 組盤形制動器。通過司機(jī)操作臺手柄控制比例溢流閥（8）的電壓來實現(xiàn)供油壓力的變化，從而達(dá)到調(diào)整盤形制動器制動力矩的目的。向前推動操作臺手柄使比例溢流閥（8）的電壓增加時，液壓系統(tǒng)的供油壓力升高，盤形制動器閘板與制動盤間隙增加，盤形制動器敞閘；向回拉動操作臺手柄使比例溢流閥（8）的電壓降低時，液壓系統(tǒng)的供油壓力降低，盤形制動器閘板與制動盤間隙減少，盤形制動器合閘；當(dāng)操作臺手柄回零時，控制比例溢流閥（8）的電壓降低到零，此時在液壓系統(tǒng)中的供油壓力最低，即為殘余壓力，盤形制動器處于完全制動狀態(tài)。

（2）液壓系統(tǒng)的安全制動部分原理：

當(dāng)液壓站在運(yùn)行期間遇到故障時，例如開關(guān)柜跳閘、礦井停電等特殊情況時，液壓系統(tǒng)要能夠及時回油，使提升機(jī)盤形制動器實現(xiàn)緊急情況下的制動停車。此時油泵電機(jī)，KT線圈及電磁換向閥G3、G4、G7 能夠立即斷電，A 管供油壓力立刻降為零，A 組盤形制動器供油管路中的回流到油箱中。B組盤形制動器供油管路中的油壓降為溢流閥（10）設(shè)定的壓力P1 級值，即第一級制動的油壓值，保持穩(wěn)定的壓力直到時間繼電器動作，電磁換向閥G5 斷電，同時電磁換向閥G6 通電，供油壓力下降到零，B 管中的油液返回到油箱中，實現(xiàn)全制動。在二級制動延時過程中，蓄能器作用是補(bǔ)充油液來提供穩(wěn)定的油壓，調(diào)整單向節(jié)流截止閥的開度可以調(diào)整補(bǔ)充油量的流量，使延時過程中油壓P1 的值保持穩(wěn)定。

二級制動時供油壓力與時間變化曲線見圖3。從圖3 中看：供油壓力從 A 點(diǎn)（即供油壓力為 P2 時）降到 B 點(diǎn)，A 組盤形制動器管路中的供油壓力為零，A 組盤形制動器處于全制動狀態(tài)，制動盤受力為一半以上的制動力矩。B 組盤形制動器供油管路中的供油壓力下降，此時的單向閥（16）動作，使儲能器（12）中的油液進(jìn)入到B 組油管中，使供油壓力降到之前設(shè)定的一級制動油壓值P1 級（從A 點(diǎn)到C 點(diǎn)），延時tl 秒后供油壓力從C 點(diǎn)保持到達(dá)D 點(diǎn)，此時提升機(jī)已經(jīng)停止運(yùn)行。最后電磁換向閥G5 延時后斷電的同時電磁換向閥G6延時后通電，，管路中剩余的液壓油返回油箱中，供油壓力數(shù)值從P1 降到零（即從D 點(diǎn)到E 點(diǎn)的過程），二級制動完成。

圖1 液壓站工作原理圖

（3）從上圖可以觀察液壓系統(tǒng)在正常制動、緊急制動、緊急停車中各閥組的通電情況：

①工作制動時，G1、G2、G3、G4、G5、G7 通電，G6 斷電。

②井筒中發(fā)生緊急制動時，G1、G2 通電，G3、G4、G7 斷電，G5 延時斷電，G6 延時通電。

③井口發(fā)生緊急制動時，G1、G2、G6 通電，G3、G4、G5、G7斷電。

④緊急停車時 G1、G2、G3、G4、G5、G7 斷電，G6 通電。

三、液壓站的安裝與調(diào)試

1.液壓站的安裝。

液壓站在到礦之前，已在生產(chǎn)廠家整體安裝完畢，經(jīng)過調(diào)試，檢驗合格。到礦后需將液壓站整體運(yùn)送到主井八樓并按照設(shè)計圖把液壓站放置到指定位，按照設(shè)計圖安裝供油管路，并將兩臺液壓站并聯(lián)使用，將兩臺液壓站的供油口與盤形制動器供油口相連，最后向油箱內(nèi)注入符合相關(guān)要求的抗磨液壓油。

2.液壓系統(tǒng)調(diào)試前的準(zhǔn)備工作。

（1）清洗油箱內(nèi)部，打開油箱側(cè)方觀察口，將油箱內(nèi)部可能存在的雜物使用面團(tuán)清理干凈。

（2）檢查試驗各電磁換向閥，確保動作靈敏。

（3）用酸洗自制的液壓站與盤形閘的鏈接管路，確認(rèn)管路清潔無雜質(zhì)。

（4）將入的新油要經(jīng)過濾油機(jī)濾芯的過濾，加入液壓站油位到達(dá)油箱油標(biāo)的標(biāo)記處。

3.液壓站在經(jīng)過調(diào)試后，技術(shù)性能要達(dá)到以下要求：

（1）系統(tǒng)最大工作供油壓力不得超過6.2Mpa，在此供油壓力以下時，比例溢流閥的控制電壓不得超過8V。

（2）液壓系統(tǒng)在正常工作期間供油壓力能夠保證持續(xù)穩(wěn)定，符合油壓數(shù)值波動在正負(fù)0.2MPa 之間。

（3）在盤形制動器的制動過程中和松閘過程中，油壓和電壓跟隨性良好，基本呈直線性，電壓降低到零時，系統(tǒng)供油壓力即為殘壓P0 值見圖2。

圖2 油壓-電流特性曲線

（4）提升機(jī)發(fā)生緊急制動時，液壓站能夠提供良好的二級制動性能，其供油壓力與時間的特性曲線見圖3。

圖3 二級制動油壓變化情況

供油壓力從圖中的P2 值，即A 點(diǎn)降低到B 點(diǎn)，此時B組盤形制動器閘板處于緊貼制動盤的狀態(tài)，對應(yīng)的盤形制動器閘板貼到制動盤前的空行程時間為t0。

油壓從圖中的B 點(diǎn)降低到C 點(diǎn)，即供油壓力降低到P1值，再經(jīng)過的延時時間t1 后到達(dá)D 點(diǎn)，再由D 點(diǎn)降低到E點(diǎn)，此時的儲能器中的完全釋放，完成二級制動。當(dāng)整個液壓站系統(tǒng)滿足上述所說的要求后，才能投入正常使用。

4.液壓站各部件的連鎖要求。

為了確保液壓站在使用過程的安全可靠性，各閥組動作還必須滿足規(guī)定的連鎖要求。首先強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)是對于豎井提升系統(tǒng)來說，當(dāng)箕斗運(yùn)行到井口前，液壓系統(tǒng)一定要解除二級制動，防止箕斗發(fā)生過卷事故。

（1）液壓系統(tǒng)工作期間安全制動時，電磁換向閥G3、G4、G7、油泵電機(jī)和KT 線圈立即斷電，而電磁換向閥G5 延時斷電同時G6 延時通電。但是在箕斗運(yùn)行到井口前，一定要解除二級制動，此時的電磁換向閥G5 不能延時斷電，而且必須要立即斷電，防止箕斗因制動器延時而發(fā)生箕斗過卷事故。

（2）液壓系統(tǒng)解除安全制動時，比例放大器電壓信號必須為零時，才允許電磁換向閥G3、G4、G7 通電，以免發(fā)生井筒溜車事故。

（3）當(dāng)液壓站在使用過程中油液溫低于設(shè)定值16 攝氏度以下時，油泵不能正常啟動，使用操作箱內(nèi)空氣開關(guān)對油箱內(nèi)的電加熱器進(jìn)行通電，對油液進(jìn)行加溫。油液溫升超過16 攝氏度時，液壓系統(tǒng)恢復(fù)正常，油泵可以啟動。設(shè)備運(yùn)行期間當(dāng)油液溫度高于40 攝氏度時，開啟油冷機(jī)降低油箱內(nèi)油液的溫度。當(dāng)油液溫度超過60 攝氏度時，司機(jī)操作室內(nèi)溫度報警提示響起，本次提升正常運(yùn)行，閉鎖下次提升，必須等油溫下降60 攝氏度后，液壓站才能正常工作。

（4）每個班的檢修人員都需要對閘間隙進(jìn)行檢查，盤形閘閘板與制動盤間隙要保證1mm-1.5mm 之間，閘間隙過大或者過小都需要及時進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整間隙要在停車調(diào)閘操作下進(jìn)行。調(diào)整間隙過程：先關(guān)閉兩組盤形閘供油管路閥門（如1#和2#、3#和4#盤形閘），然后將操作按鈕轉(zhuǎn)向停車調(diào)整位置，再聯(lián)系信號工打點(diǎn)，司機(jī)不送主令，只操作盤形閘控制搖桿，使除了1#和2#、3#和4#盤形閘以外其余盤形閘敞開，再由檢修人員對其各組盤形閘與制動盤間隙進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完畢后，拉回盤形閘控制搖桿，再關(guān)閉調(diào)整好的兩組盤形閘，敞開1#和2#、3#和4#盤形閘并對其盤形閘間隙與制動盤間隙進(jìn)行調(diào)整。

四、維護(hù)、保養(yǎng)、常見故障及排除方法分析

1.日常工作中的維護(hù)與保養(yǎng)。

（1）液壓站在日常使用過程中，要定期對油液進(jìn)行檢查。如果在檢查期間發(fā)現(xiàn)油箱內(nèi)油液較臟，應(yīng)該將油箱內(nèi)油液使用濾油機(jī)重新過濾一次，然后才能繼續(xù)使用；如果經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)油液變質(zhì)（即水分，雜質(zhì)，閃點(diǎn)等指標(biāo)超過使用標(biāo)準(zhǔn)），必須立即組織人員對油液進(jìn)行更換。特別注油的是新液壓油并不一定是干凈的油也可能在其中含有雜質(zhì)，所以要求注入新油前一定要經(jīng)過濾油機(jī)的過濾過程。

（2）在礦井正常提升過程中，任何人不得調(diào)節(jié)各閥件手輪，避免影響提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

（3）各電磁換向閥接線時，電壓和電流要嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行匹配，接線完成后要通過操作臺控制，檢查各閥組動作情況，確保電磁換向閥靈敏可靠。

（4）液壓站上的各閥組，應(yīng)定期檢查其固定螺絲，確保牢固。

（5）如果需要更改供油管路，在新油管路制作完成后，必須要進(jìn)行酸洗，然后才能進(jìn)行安裝，防止油管內(nèi)的雜物進(jìn)入液壓系統(tǒng)阻塞油管或者閥組。

（6）油箱、各閥組及儲能器等元件檢查清洗時，不能用棉紗等有纖維的布擦拭，可用面粉和水和好后，用來粘去油箱、閥組及儲能器等元件上的雜物。

（7）檢查電磁換向閥推桿，確保推桿動作靈活，若發(fā)現(xiàn)有卡阻現(xiàn)象，要立即對電磁換向閥進(jìn)行清洗或者更換新電磁換向閥。裝配電磁換向閥時，要特別注意閥芯的安裝方向，確保準(zhǔn)確無誤。

（8）液壓站工作時二級制動性能需要定期進(jìn)行檢查試驗，試驗期間要聯(lián)系好礦調(diào)度和井口信號工，并確認(rèn)箕斗為空斗，需要確認(rèn)驗證二級制動延時時間符合相關(guān)規(guī)定要求，各電磁換向閥動作靈敏可靠，發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象要立即進(jìn)行檢查并記錄試驗及處理故障過程。

（9）主井現(xiàn)有情況為一臺提升機(jī)配備兩臺液壓站，兩臺液壓站一主一備。一般一臺液壓站連續(xù)使用10 天左右，然后對兩臺液壓站進(jìn)行倒換運(yùn)行，以免另一臺液壓站的油泵電機(jī)和比例溢流閥等部件因長期不使用而失靈情況。

2.常見故障及排除方法分析。

液壓系統(tǒng)在正常工作或調(diào)試的過程中，可能會因為不同種類的原因而導(dǎo)致系統(tǒng)故障，現(xiàn)將可能出現(xiàn)原因及故障處理方法總結(jié)如下：

（1）油泵啟動以后。供油壓力無法滿足提升系統(tǒng)運(yùn)行要求。

①原因：油泵電機(jī)電源正、負(fù)極接反了。處理方法：調(diào)正電機(jī)電源線（注意從電機(jī)后軸承方向看，順時針旋轉(zhuǎn)方向為正）。

②原因：液壓站油管、盤形制動器管路或者密封處滲油，使油箱內(nèi)液面過低，油泵抽不到油。

處理方法：及時補(bǔ)充油液至油箱油標(biāo)的標(biāo)記油位處。

③原因：吸油管路或者過濾器（7）、過濾器（17）堵塞造成吸油不暢。

處理方法：分解并清洗供油管路，清洗或者更換液壓系統(tǒng)中的過濾器，將油箱內(nèi)油液使用濾油機(jī)重新過濾一遍后再注入油箱。

④原因：吸入管路有沙眼或密封圈損壞。

處理方法：補(bǔ)焊或者更換吸油管路，更換密封。

⑤原因：比例溢流閥（8）不好使。

處理方法：清洗或者更換比例溢流閥。

⑥原因：遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（22）不好使。

處理方法：清洗或者更換遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。

（2）提升系統(tǒng)緊急制動時二級制動油壓值不穩(wěn)定。

①原因：溢流閥（10）失靈或者損壞。

處理方法：清洗檢查或者更換溢流閥（10）。

②原因：單向節(jié)流截止閥（11）開度過大或者過小，蓄能器起不到補(bǔ)油作用。

處理方法：調(diào)整節(jié)流閥（11）。

③原因：蓄能器充氣壓不夠或漏氣。

處理方法：給儲能器充氣或者更換蓄能器。

（3）日常檢查期間發(fā)現(xiàn)液壓站閥組上、液壓站箱體上方有油污的情況，發(fā)現(xiàn)問題及處理方法如下：

①閥組上方出出現(xiàn)油污，原因：閥組與固定基礎(chǔ)做之間的密封圈老化或變形。處理方法：拆除閥組后更換合適的密封圈再從新安裝。

②箱體上方出現(xiàn)油污，原因：供油管路有沙眼或者油管接頭密封圈老化或者變形。處理方法：有沙眼的情況需要拆除這根油管，然后對沙眼部位進(jìn)行補(bǔ)焊或者重新制作油管。密封圈損壞的要及時更換密封圈。

五、結(jié)束語

液壓站的很多故障是因為平時的維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng)造成的，因此液壓站需要定期的檢修和維護(hù)。通過本文的論述，從液壓站的組成部件及工作原理，到如何安裝與調(diào)試，最后到如何判定故障及處理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的查找并解決故障，對礦井安全、高效生產(chǎn)有著重要意義。