采煤机液压系统故障分析.pdf

忌第 1 2 1 期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 7 9 8 ． 2 0 0 9 ． 1 1 ． 0 2 0 采煤机液压系统故障分析 李 云 潞安集团 余吾煤业有限责任公司， 山西 长治0 4 6 1 0 3 摘要 分析了采煤机的故障及其原因， 得出了采煤机故障6 0 ％以上是由于液压系统故障引起的结论， 提 出了防范措施。 关键词 采煤机； 液压系统； 故障分析 中图分类号 T D 4 2 1 ． 6 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 0 9 1 1 0 0 5 1 0 2 我国是一个煤炭大国， 煤炭仍然是 国民经济的 第一能源。在开采煤炭过程中， 采煤机起着非常重 要的作用。采煤机 的可靠性 正 日益受到人们的重 视 ， 在我国现阶段广泛使用的仍是液压牵引采煤机。 对于液压牵引采煤机来说 ， 据统计采煤机故障 6 0 ％ 以上是由于液压系统故障引起的。而造成各种液压 系统故障的主要原因是液压油污染造成的。 1 采煤机牵引部液压系统 采煤机牵引部液压系统 由主泵 、 马达和管路构 成牵引部的主闭式系统。主油泵是液压系统的“ 心 脏” ， 油液在主泵和马达之间循环。压力作用 于梭 型阀上 ， 使梭型阀位于上阀位 ， 其中低压侧设置一背 压阀和冷却器 即热交换 回路 。 目的是主系统工 作后的一部分热油 ， 从低压侧经梭型阀到冷却器进 行冷却， 以降低主系统的温度。由于主泵的自吸能 力较差 ， 需在吸油口处保持一定压力 ， 因此冷却器前 设置一背压阀。由于主系统在工作过程 中， 系统不 可避免地存在泄漏并且需将一部分热油经冷却器冷 却后 回油池。为了弥补油量不足 ， 在系统 中设置了 补油回路， 即通过辅助泵向低压侧补油 ， 主要功能是 向主回路和控制回路供油 ， 补充主 回路 由于泄漏引 起的不足， 并使控制系统动作。 。为了实现对采煤机 的调速和换向目的， 设置了控制回路。控制泵的转 动方向和排量 ， 以及实现对采煤机的压力保护功能 ， 使得采煤机在压力超载的情况下泄荷不至于造成系 统和元件的损坏。当发生补油回路供油压力过低和 油量供应不足现象时， 将不能保证系统正常的补油 及热交换 ， 以至引起液压系统工况恶化， 或导致控制 系统失灵 ， 当出现上述情况时， 低压保护系统能自动 停止牵引或 自动停止电机 ， 以免故障扩大， 便于及时 发现和处理故障。整个系统可以分为主 回路、 辅助 回路、 控制 回路三大部分。 2 常见故障及原因分析 2 ． 1 采煤机不牵引或牵引速度过低故障 1 由于控制 回路故障， 主要是失压 阀失 效 由于液压油污染造成堵 塞 ， 主泵不能变量 ， 使得 马达无法工作， 造成采煤机不牵引或牵引速度低。 2 采煤机的背压低 ， 提供不 了足够的控制压 力 ， 控制系统失灵。主要原因是液压油污染造成背 压阀堵塞引起的失效 ， 造成采煤机不牵引。 3 补油系统压力低、 流量不足， 造成压力低 ， 采煤机不能牵引。其故 障原 因主要是辅助泵失效 包括辅助泵磨损， 辅助泵齿轮损坏等 。 4 主泵泄漏严重， 容积效率下 降， 造成采煤 机压力和流量不足， 无法牵引。故障原因是 ①泵缸 体、 配油盘间隙过大。由于缸体、 配油盘配合表面严 重磨损 ， 主要是油液污染引起的磨损造成 ； 其次是质 量问题包括加工精度不够及泵中心碟形弹簧由于材 质强度不足引起的失效 ， 造成缸体与配油盘不密封。 ②密封失效。包括密封件老化及密封件磨损造成大 量泄漏。③柱塞与缸体配合面严重磨损， 造成油液 大量泄漏。主要原因也是油液污染引起的磨损。 5 主泵振动、 噪声及油温显著增高。故障原 因是 ①主油泵吸空。由于油液 中有空气或油面过 低及补油量不足。②中心球缺损。由于缺油运行主 要原因是补油量不足或安装不当。③远程调压阀或 高压安全 阀开启压力低或失效 ， 使得采煤机在工作 时， 压力达不到调定值， 牵引速度低或不牵引。④马 达或管路泄漏量大， 造成回路流量不足， 采煤机牵引 不正常。 2 ． 2 采煤机单向牵引故障 1 主回路中补油单向阀其 中之一失效 ， 使得 收稿 日期 2 0 0 9 - 0 6 - 2 9 作者简介 李云 1 9 7 4一 ， 男， 山西芮城人， 工程师， 从事机电设备管理工作。 5l 2 0 0 9年 1 1月 李云 采煤机液压系统故障分析 第1 8卷弟1 1期 主回路单向补充流量不足 ， 采煤机单向不牵引。 2 控制系统不能牵引故障。主泵单侧不能 摆动， 单侧无变量。采煤机单侧无油 ， 不能牵引。 3 梭 型阀开启后不能复位。由于卡阻或堵 塞等原因 ， 梭型阀不能复位 ， 采煤机只能单侧牵引。 4 主油管路单侧漏油 ， 流量 损失严重 ， 造成 单侧供油不足， 采煤机单侧牵引。 2 ． 3 采煤机牵引无力故障 1 主油管路 泄漏严重 ， 造成 流量及压 力不 足 。 2 主泵和马达泄漏过大 ， 造成流量及压力不 足 。 3 冷却不良， 油温过高， 使得油的粘度下降， 泄漏增大。造成这种情况的原因可能是供水压力不 足或冷却器失效。 4 高压安全阀或远程调压 阀整定值低 于正 常值 ， 采煤机牵引无力。 5 补油不足， 主泵吸空， 使系统流量压力不 正常。 2 ． 4 辅助回路故障 1 辅助泵吸空。产生原 因主要有 粗过滤器 堵塞， 辅助泵吸不上油 ， 造成吸空； 油面过低 ， 辅助泵 吸不上油 ， 造成吸空 ；由于井下环 境非常恶劣 ， 煤 尘 、 粉尘较严重 ， 造成辅助泵磨损严重， 不能吸油 ， 产 生吸空 。 2 磁流阀调定压力低 ， 造成补油压力低。 3 辅助泵排油困难。因为精过滤器堵塞 同 时单向阀失效 ， 造成没有足够 的补充油液排入主回 路。 2 ． 5 控制回路故障 1 变量油缸失效 ， 可能原因是卡堵、 弹簧失 效。 2 随动阀失效 ， 可能原因是堵塞或卡死 。 3 泵不变量 ， 管路由于油液过脏堵塞造成控 制油不能进入随动阀， 变量油缸缺油 ， 调速机构不动 作 。 4 泵单向变量 ， 主要原 因是随动阀回油 阻尼 孔堵塞。 3 液压油的污染 3 ． 1 固体污染 含有固体颗粒污染物的液压油类似研磨金属加 工面所使用的研磨剂。它进人液压元件的运动摩擦 副中， 嵌入在其中材料较软的零件表面上 ， 在相对运 动中将另一零件表面材料切削下来。这些切削下来 的金属碎屑又将参与磨损， 这一过程为切 削磨损 。 52 固体颗粒对液压元件表面产生切削磨损的同时也产 生粘着磨损和疲劳磨损。其 中以切削磨损为主。在 这几种磨损的共同作用下产生的固体颗粒污染物加 剧了液压油的污染 ， 造成泵 、 液压阀等液压元件过早 磨损 ， 乃至丧失工作能力 ， 严重危害了液压系统的正 常工作。 3 ． 2 水污染 水促使液压油形成乳化液， 降低液压油润滑作 用和防腐作用等 ， 结果必然造成泵 、 液压阀等元件的 过早损坏和锈蚀。同时水还加速液压油的氧化变质 等 ， 严重影响液压系统的正常工作 。 3 ． 3 空气污染 特别在高温高压下 ， 空气易造成液压油氧化变 质并生成有害酸性物质或胶状沉 淀物 ， 腐蚀金属元 件等。同时还易引起液压系统气蚀 拼 产生剧烈振 动噪声和工作不稳定性等。 4 防范措施 4 ． 1 采取有效的污染控制错施 。 降低油液的污染度 1 严格执行正常的油质化验制度 ， 对油液的 污染度、 粘度 、 水分等进行定时检验。 2 定期进行体外循环过滤 ， 以降低油箱 内的 污染度。 3 选用性能可靠 的精过滤器 ， 以提高对污染 物的滤除能力。 4 加强人员 的技术培训 ， 提高管理 、 维修人 员的素质 ， 增强职工责任感及故障预防意识和处理 能力， 避免人为事故而造成机械或元部件故障。 5 对液压系统采用油液分析及振动、 噪声诊 断技术 ， 及时对系统的故障作出预报 、 分析及诊断， 以便采取相应措施 ， 以免发生更大故障。 4 ． 2 提高元件的污染耐受度 要想提高元件的污染耐受度 ， 从设计因素考虑。 主要应采取 以下措施 保证合理 的运动副间隙和润 滑状况 ； 合理选择材料和表面处理工艺， 提高摩擦表 面抗磨性和抗腐蚀性等 。 5 结语 随着科学技术的发展 ， 机械的 自动化程度不断 提高 ， 针对油液污染应提出全面主动预防性维护方 式， 采取适当措施 ， 降低油液污染度 ， 以油液的污染 控制为主。确保系统工作在 良好 的状态下， 提高系 统的运行可靠性。 [ 责任编辑 路方]