DQ型地下矿车液压系统的正确使用与维护.pdf

★ 使 用与维修 ★ DQ型地下矿车液压系统的正确使用与维护 攀钢兰尖铁矿张建伟 【 摘要】 地下矿车的车况如何 ， 液压系统的工作好坏 ， 跟正确 的使用维护和备件 品质紧密相关 ， 经过不断探索总结 ， 使我们对新型车辆在使用和管理方面积累了一定 的实践经验， 从而让使用 和 维护更为科学 、 规范， 延长了设备的使用寿命 ， 为矿山井下运输提供了充足的车辆。 关键词 地下矿车液压 系统使用维护 引言 四川攀钢兰尖铁矿于 2 0 1 0年转为井下开采后， 2 0 1 1 年 ， 由湖南有色重机专 门针对“ 攀枝 花兰尖铁 矿露天转地下开采” 项 目而开发生产 的 D Q1 O A地 下矿车， 成功下线并投入 我矿试生产 ， 目前 ， 兰尖铁 矿有 DQ1 0 A 4台、 DQ2 0 B 2台、 DQ2 0 C 2台 ， 共计 D Q型矿车 8台。受井下作业条件 的限制 ， 地下矿 车工作环境更为苛刻， 使用维护要求更高， 因操作 维护人员对地采设备不熟悉， 液压传动系统引起的 车辆故障率居高 的问题 ， 长期 没有得到及 时解 决， 直接影响到设备 的作业 效率。经过技术 人员和操 作维护人员的共同努力， 总结、 探索出了一套行之 有效的使用 与维护方 法 ， 保证 了液压系统稳定 、 灵 敏 、 可靠 的工作 ， 延长了地下矿车使用寿命 。 1 液压 系统的组成 DQ型地下矿车液压 系统 由液压 源、 制动液压 系统、 工作装置液压系统和液力传动低压系统组成 图 1 ， 用于控制 地下矿 车 自身 的转 向、 铲 斗 的举 升、 下降、 倾翻、 制动及变矩器补油换档等动作。 1 一液压油泵； 2 一蓄能器； 3 一油门装置； 4 一换向阀；5 一手动泵； 6 一反向制动阀；7 一制动器；8 一压力开关；9 一充液阀；1 0 一倾翻油缸 ；l l 一转向油缸 图1 液压系统示意图 2 0 1 4年 第 l 期 矿用汽车 2 1 ★ 使 用与维修 ★ 1 ． 1 工作装置液压系统 工作装置液压系统用于地下矿车卸料 、 行走转 向， 由工作泵负责供油 、 经工作 主阀进 行方 向与压 力 的控制 ， 以控制转 向、 举升油缸 的动作 ， 此阀为液 压先导控 制 ， 在无操 作 的情 况下 液压 泵不输 出流 量， 液压泵排量为零 ， 当其 中一联得 到先导手柄 的 压力信号后， 阀心处 于相 应的工作机能 ， 同时给出 反馈信号使泵提供相应 的工作压力 ， 使得相应的油 缸动作 。其 中转 向控制手柄控制左右转向， 工作手 柄控制货箱的升降， 两 手柄为液压先导 手柄 ， 由主 泵提供油源经减压 阀成先导油 ， 当车辆处于停机或 检修时， 先导油蓄能器 能提供先导控制 ， 液压油保 证车辆安全停放 。 1 ． 2 制动液压系统 制动液压 系统 由制动油泵 、 溢流 阀、 充液泄荷 阀、 脚制动阀、 手制动 阀、 电磁换 向阀、 手动泵 等组 成。全车共有 4个轮边弹簧制动器 ， 制动器通过弹 簧制动液压松阀来实现制动与释放 ， 当制 动因故 障 或操作未开启 时， 制动器靠弹簧力产生制 动扭矩 ， 保证任何情 况下都 能安全 制动 ， 行 车过程制 动泵 产生的油 ， 经 冲液 阀储存 至蓄 能器 ， 当手／ 脚 制动 阀都未动作 时 ， 蓄能器 的油压推 开 弹簧制 动器使 得车轮处于 可行走 状态 ； 当手 制动或 脚制 动其 中 一 个工作时 ， 蓄 能器 的油压不 能进入 弹簧 制动器 的释放腔 ， 此 时弹簧 制动器 制动 。若 电路 故 障或 按下急停按钮 ， 电磁换 向阀失 电， 断开蓄能器 的油 制动停车 。在车辆故 障不能 开启 发动机而又须 动 车时 ， 可依 靠手 动泵人 力往 蓄能器 加压打 开制 动 器 ； 当踏下制动踏板或拉上手制动 时， 压力开关 失 压动作 ， 制动警 示灯工 作 同时电控换 档装 置跳 至 空档。 1 ． 3 变速油液压系统 变速油液压系统 由变 速补油泵 、 压 力调节 、 方 向选择阀、 档位选择 阀、 滤 油器冷却器等组 成。变 速补油泵 由美 国德 纳 D ANA 公 司随变 矩器一起 配备， 变矩器供油齿轮泵用柴油机驱动， 泵的吸油 管与变速箱油底壳相连 ， 输 出油管经滤油器 与变矩 器连接 ， 油泵输 出的油通过安装在变矩器上 的一个 调压阀使压力控制在 1 ． 7 6 ～1 ． 9 6 MP a 。变速箱 的 变速和改变方 向采用多片摩擦离合器脱档而进行 ， 耗油量低且恒定 ， 从 变矩器流 出的油 温度很高 ， 为 防止油过早 老化损 坏轴承 ， 先 让油 流经冷 凝器 冷 却 ， 然后流到变速箱 润滑齿轮和轴 承， 最后 汇集到 变速箱油池。 2 液压 系统 的正确使 用 2 ． 1 强化液压油质量控制 运行经验表明， 地下矿车液压系统经常发生的 各种故障和损坏事故 往往与液压油变质及 油封 的 破坏有关 ， 因此 ， 做好前期管理， 加强液压油质量控 制 ， 是减少故障率和寿命周期费用的经济 而有效 的 途径 。 1 液压用油必须经过严格过滤 。新油在加入 工作油箱之前即进行预防性过滤， 使油中的脏物被 过滤掉 ， 只允许清洁度合格的油 口进入系统 。地下 矿车在工作 1 0 0 1 5 0 h后 ， 应检查吸油过滤器滤网 和 回油过 滤器滤 芯， 若有 被脏 物损 坏或 堵塞 的情 况 ， 要及时更换或清洗 。 2 油箱 中的液压 油应保持 油面处 于正常位 置 。对油箱加油时要注意观察液位计 ， 地下矿车工 作一段时间后 ， 要检查油箱 的液面高度 ， 检查时液 压缸必须全部缩 回， 发动机熄 火， 用液 位计指示标 尺检查 ， 液面 的高度要位 于最小和最大 高度之 间， 若液位的高度低于最小 高度须立 即补 油。运行过 程 中要随时注意仪表的显示状态 ， 如果液压油油面 警报指示灯 闪亮 ， 应立 即停 车并接合制 动器 ， 停止 发动机 ， 查明故障原因。 3 系统中的油液应经常检查并根据工作情况 定期更 换。如果 油 液 被 污 染 或 系统 已经 工 作 了 2 0 0 0 h ， 必须全部更换液压油， 如继续使用 ， 油液将 失去润滑性能 ， 并 可能具有酸性 。更换时一定要在 工作温度下 ， 箱斗处 于下放位置 ， 把 回油管拆 开， 放 在临时的油桶 中， 点动 液压泵并操作工 作 阀， 使新 油把系统内旧油更换掉。 4 液压元件切勿轻 易拆 卸。如必须拆卸 ， 应 将零件清洗后放在干净的地方， 维修时拆下的管接 头、 油箱盖等零件在装 配前应清洗 干净， 对 于管螺 纹连接， 使用密封胶带或密封胶时应注意前 面的两 扣螺纹保持空 白， 重新 装配 时要 防止金属 屑、 棉纱 等杂质落入元件中。 2 2 矿用汽车 2 0 1 4 年 第 1期 ★ 使 用与维修 ★ 1 ． 2 避免空气进入液压系统 液压油一 般情 况下 可认 为不 可压 缩 ， 但 空气 的可压缩性很大 ， 约 为油液的一万倍 ， 系统 中即使 含有少量 空气 ， 也会 产生 噪声 、 引起 局部 过热 ， 使 系统产 生 爬行 ， 破 坏工 作平 稳 性 ， 有 时 甚 至 引起 振动 。 1 在管路及液压缸的最高部位设 置放气孔 ， 启动时 放掉 其 中的空 气 。如 果 空气 进 入 液压 系 统 ， 溶解在油液中的空 气 ， 在压力低 时会从 油 中逸 出， 产生气泡 ， 形成空穴现象 ， 到 了高压 区， 在压力 油的冲击 下 ， 这些气 泡很 快被击 碎 ， 急剧 压缩 ， 使 系统产生 噪声 ， 并放 出大量热量 ， 损坏 液压元件和 液压油。 2 油箱的油面要尽可能高 ， 以达到消除气泡 的 目的 。油 中混入空气 ， 会 产生空穴和气蚀 现象 ， 出现压力 波动或流量脉动 ， 此时要停止运转 ， 检查 油箱内的泡沫或气泡 ， 更换新油 ， 消除漏气现象 。 3 为防止 回油时带入 空气 ， 回油管必须插入 油箱 的油面以下 。在泵运转却无油液输 出时， 应立 即停止运转进行处理 ， 产生的原因可能是油箱油 面 太低 ， 吸油管或吸油滤 网堵塞， 吸油管密封不好 ， 吸 入空气 。 4 吸入管及泵轴密封部分等低于大气压 的地 方不要 漏人 空气 。吸人 侧混入 空 气 ， 出现严 重 噪 声 ， 可能是油箱油面过低 ， 应补充加油 到规定油 面 以上， 如系液压泵轴 的密封漏气或 吸人管道接头漏 气 ， 则应更换密封或接头。 2 ． 3 防止液压系统油温过高 液压油 工作 温 度在 3 0 ～ 5 O℃时 ， 油液 的粘 度 、 润滑性 、 抗 氧化性 和耐磨性 均处 于最佳 状态 ， 液压 系统传 动 效率 最 高 ， 当液压 温 度超 过 5 5℃ 时 ， 油温 每 上 升 8℃油 液 的使 用 寿 命 将 减 少 一 半 。液压 系统 油 温过 高将 引起运 动 副 因膨 胀 系 数不 同而 产生 间隙 变化 ， 使各 部 件 的橡胶 、 尼龙 等密封件 和连接软管等早 期老 化 、 失 效 。造成 油 温过高 的原 因是 多方 面的 ， 可 以按逻辑 诊断流 程 图的方式对故 障进行分析 、 排除 图 2 ， 做 好 以下 几个方 面。 图 2 油温过高的逻辑诊断流程图 1 保证散热系统运行 良好 。液压系统油液的 散热器 由冷却器和油箱两部分组成 ， 要经常检查冷 却器工作情况 ， 消 除散热器表 面的污垢 ， 调整 风扇 皮带的张紧力。 2 保持油箱液位 正确。按规定加 足油量 ， 使 油箱有足够的循环冷却条件， 油液面过低会使油液 在系统中得不到有效 的冷却 。 3 按规定牌号加注液压油。油液粘度是液压 油的重要参数指标 ， 直接影响 系统工 作情况 ， 粘 度 过高， 压力能损耗增加， 传递效率降低； 粘度过低， 泄漏量增强 ， 系统容 积率下降 ， 两者都会使油 温升 高。选用 8 液力传动油、 6 8 抗磨液压油较为符合 井下使用工况 。 4 合理调整工作压 力。系统压力调整过 高， 液压泵工作力度加大 ， 溢流不能 正常降压 ， 液 压能 转换为热能； 压力调整过低 ， 系统工作无力 ， 各元件 之间不能很好润滑导致磨损加剧 ， 油温升高。 5 修复或更换内泄漏严重的元件。在液压能 量传递过程中， 内部泄漏严重将增加 系统 的容积损 耗 ， 应注 意 检 查 密封 环 ， 更 换 不符 合 技 术要 求 的 元件 。 6 检查液压泵磨损情况。液压泵磨损严重或 损坏 ， 造成泵的工作效率低 ， 内部泄漏严重 ， 有效容 积损失增大 ， 会加速 油温升高 ， 出现吸空 时要 检查 清洗进油 口的滤网， 修复或更换部件 。 1 ． 4 降低液压 系统的污染 液压系统的故障大约有 7 O 是 由油液污染引 起的， 液压油的污染直接影响液压系统的工作状态 和零部件寿命。 2 0 1 4年第 1 期 矿用汽车 2 3 ★ 使 用与维修 ★ 1 防止维修引起的污染。车辆维修时， 由于 液压系统许 多元 件外露 ， 污染 物很容 易侵 入， 维修 结束后 ， 系统中容易残 留清洗液和脱脂 剂。因此在 维修前要净化工具 ， 对所有油 口加堵头或塑料布密 封， 防止脏物侵入 系统 ， 装配要在 洁净 的环境 中进 行， 同时要净化新购 的液 压零部件 ， 消除加工 时残 留的污染物或氧化皮 ， 大修后则须清洗整个液压系 统， 更换全部液压油 。 2 油液状态检测 与污染控制相结合 ， 对常出 现故障的系统进行改造 。根据车辆 的使用、 维修情 况和故障特征 ， 做好统计分析 、 总结经验 ， 辨别失效 或出故障 的过滤器 ， 比较 出不 同 品牌 过滤 器 的差 别 ， 选定最佳 的滤 芯更 换时间 ， 同时也能够积 累地 下矿车液压系统污染控制方面的经验 ， 为用油档次 提供重要依据 。 、 3 严格按照规程操作 。选用满足压力和温度 要求的优质油管， 减少橡胶软管鼓胀变形产生的皮 屑 ， 定期清洗油箱和管道， 保持系统正常工作油温， 及时清洗或更换过滤器 ， 去 除油液 中的金属微粒和 水 ， 抑制油液氧化 ， 保持 系统 与外 界之 间装 置的完 好 ， 减少工作过程中从外界侵入的污染物。 4 加强油料管理， 完善控污措施 。合理选用 油品并建立油料三过滤制度 ， 根据工作环境 和系统 要求， 把好过滤器的选用关， 充分发挥技术人员的 作用 ， 普及液压 污染控制基本 知识 ， 逐 步提高专业 操作、 维修人员的认识水平。 3 液压 系统 的检查维 护 矿车液压传动系统 的某些重大故 障隐患 ， 事前 往往会出现一些小的异常现象 ， 通过充分的 日常维 护和检查， 就能据 以及早地发现和排除 ， 为此 ， 我们 根据生产实 际， 制定 了 D Q 型地下矿 车作业标 准 进行规范。 3 ． 1 泵起动前 油泵起动前应 确保 车辆停在水平面上 ， 以便精 确地检查发动机 和其它各部位的液位 。绕车一周 ， 检查柴油滤清器 ， 并排 出油水分离器沉积槽 内的沉 积物和水 ， 检查机油滤 清器是否漏油 ； 油泵及各液 压油管是 否漏 油， 液压 油位 应在 观察 孔 的 中间 部 位， 若不足应加注； 举升缸及油管有无漏油现象， 举 升缸销子是否窜 出或脱落 ； 新进车辆运 转前 ， 要 对 整车普遍检视一遍 ， 以检查是否 有连接管头损 坏、 松动 ， 如有 问题要 进行必须 的修理 或更换 。另外 ， 在起动前要使溢流 阀处于卸荷位置 ， 并检查压力表 是否正常。 3 ． 2 泵起动和起动后 起动发动机 ， 用 8 0 0 r ／ rai n的低 速空转 ， 进 行 5 mi n 以上的升温运转 ， 待油温上升液压装置运转灵 活后 ， 再进入 正 常运转 。在起 动过 程 中如泵无 输 出， 应立 即停止运 转， 检查原 因。泵起 动后逐渐将 溢流阀调整 至规 定压力 ， 同时注意检 听泵 的噪声 ， 如果 噪声过 大， 则 要查 明原 因并 排除 。车辆起 动 后 ， 应再一次观察并确认各仪 表、 警报 系统是否在 正常区域内， 确认发动机工作 声音是否正 常， 发现 异常应立即停车关闭发动机， 并及时报告 。 3 ． 3系统工作过程中 在系统稳定工况下 ， 除随时注意油量 、 油温 、 压 力 、 噪声等问题外 ， 还要检查液压 缸、 换 向阀、 溢 流 阀的工作情况， 注意整个 系统 的漏油和振 动。系统 经使用一段 时期 后 ， 如机 能不 良或产 生异常现象 ， 用外部调整的方法不能排 除时 ， 可进行分解修理或 更换配件 ， 地下矿车 的制 动集成块 、 主 阀块 的构 造 比较复杂 ， 修理时要 十分小心 ， 其中溢流 阀压 力 出 厂调定 为 2 0 MP a ， 先 导压 力 油减 压 阀不 得 低 于 2 0 b a r 。 3 ． 4 变速箱换档机构 D Q型地下矿车通过 电动换档手柄驱动液压来 操纵离合器实现换档 ， 保证平稳有 效地换档操作 。 在使用过程 中， 经 常会 出现无 档或挂 不上 档 的现 象。由于井下作业环境特 殊， 矿 车布局 紧凑 ， 变速 箱换档机构故障点隐蔽 ， 检查 、 测量很不方便 ， 不仅 拆卸消耗大量的时 间， 还需要 电工 、 钳工 等多个技 术工种进行配合 ， 既耽误生产 ， 又增加 了工作量 ， 加 大了油液污染 的几率。为此 ， 我们根据换档电磁 阀 工作情况 图 3 ， 按 图 4在电磁阀线圈两端并 联 5 个发光二极管 ， 分别串联 5 ． 1 K电阻 ， 再将发光二极 管置于仪表盘上做成换档指示装置， 操 作人员在驾 驶室从面板指示灯 的亮灭状态 ， 能够很清楚看到电 磁阀的工作情况 ， 迅速判 断是 电气还是 机械故 障。 这样若排除电气故 障后 ， 就可以直接组织钳工对变 2 4 矿用汽车 2 0 1 4年第 1 期 ★ 使 用与 维修 ★ 速箱档位选择阀等机构进行解体检查。 。 。 I咧喇 醢 、 l 2 3 F R 前进4 档 ● 前进3 档 O- _ ． ． 前进2 档 前进 1 档 空档开关 后退1 档 后退2 档 后退3 档 后退4 档 ● 换档 阀外形图 换档 阀功能表 图 3 换档电磁阀 ． I I E E E [ 讳 目 1阀2 阀3 阀F阀R 变速箱电磁阀线圈 指示灯面板 图 4 换档指示装置 4 结束语 液压系统的好坏 ， 关 系到车辆能否长期保持 良 好的工作性能和工作可靠性 ， 它不仅影 响着矿车的 出动率 ， 而且关 系到企业 的生产 效益和经济效 益。 我矿近 3年来使用 DQ型地 下矿车的经验教训 ， 使 我们清醒地认识到 控制液压 系统的油液 污染 ， 将 清洁度管理贯穿加 油 、 维 修、 保养 、 换油等全过 程， 是提高车辆液力传动可靠性， 减少故障率， 降低维 修费用的有效方法 ， 综合效益十分显著 。 参考文献 [ 1 3湖南有色重型机器有限责任公司 ． D Q2 0 C型地下矿用 卡车使用说明书[ K] ． 2 0 1 1 ． [ 2 ]张雅琴 ， 姜佩东 ．液压与气动技术[ M] ．北京 高等教育 出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 3 ]杨莉华 ， 王光福 ． 液压与气压传动实训教程[ M] ．成都 电子科技大学出版社， 2 0 0 9 ． [ 4 ] 付植桐 ． 电子技术I- M- 1 ． 北京 高等教育出版社， 1 9 9 7 ． 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 6 1 3 提高发动机铝活塞使用寿命 的措施 上饶地 区汽运总公司 吉国光 【 摘要】国产铝活塞合金的综合性能较低 ， 原因是采用的变质处理和加入 Mg ， C u等工艺相对 落后。如果通过延长铝硅固溶处理时间， 控 制共 晶硅粒化过程 ， 合金铝 的质量会有显著提高 。另 外 ， 按活塞环槽结构选择相配的耐磨圈， 控制环槽温度是延长活塞使用寿命的关键 。 关键词 铝活塞共晶硅粒化加工工艺 国内高负荷汽、 柴油机使用 的活塞多数用共 晶 铝 、 硅合 金铸 造， 强 度高 ， 耐磨 性好 ， 膨 胀 系数小 。 然而， 与 国外先进厂家相 比， 国内生产 的这种活塞 使用寿命短， 一般寿命很难达到 3 O 万 k m。活塞在 山区使用时 ， 因第一道气环槽磨损快或有时环岸断 裂而不得不更换 ， 出现 由活塞引起 的气缸 窜气、 窜 油、 拉缸、 断环等现象 比较严重。经研究分析后认 为， 改善铝硅合金组织和机构性能， 合理选择第一 道环槽及耐磨结构， 控制该环槽温度是延长活塞使 用寿命 的关键 。 1 铝硅合金材料热处理和机械性能 到 目前为止 ， 国内外铸铝 工作者普遍 认为 ， 改 善铝硅合金组织和机械性 能最简便 有效 的方法 主 要有两个 一是变质处 理， 使共 晶硅 由原来 的粒大 板片状变成细小 的纤维状或 珊瑚状 ； 二是加人某些 合金元素 如 Mg ， C u等 ， 并进行热处理 ， 使合金中 形成 Mg S i 和 C u Al 等强化相弥散分布在基体上 。 然而 ， 这些方法并没有使共 晶硅变成粒状或近似球 状 ， 合金的机械性能得不到大幅度提高。文献[ 1 介 绍 ， 在共晶温度 以下保温， 可使共 晶粒化 ， 通过控制 2 0 1 4年第 1 期 矿用汽车 2 5