采煤机液压系统的污染及控制.pdf

第 2 7卷第 l 0期 2 0 0 6年 l 0月 煤矿机械 C o a l Mi n e Ma c h i n e r y Vo 1 ． 2 7 No ． 1 0 Oc t ．20 06 文章编 号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 6 1 0 ． 0 1 8 3 0 3 采煤机液压系统的污染及控制 孙 彦梅 河北能源职业技术学 院 ，河北 唐山 0 6 3 0 0 4 摘 要 采煤机液压 系统的可靠性和寿命 ， 在很大程度上取 决于液压油和液压元件的清洁度。 其 中采煤机液压 系统的故障约有 7 0 ％是 由于液压油污染 引起的。分析 了采煤机液压 系统污染的 原 因， 介绍了控制液压 系统污染的方法。 关键词 采煤机 ；液压 系统 ；污染；控制 中图号T D 4 2 1 ． 6 ；T H 1 3 7 文献标识码 A W i n n i ng M a c h i n e Hy d r a u l i c S y s t e m a nd Po l l u t i o n Co n t r o l SUN Ya nme i H e b e i V o c a t i o n a l T e c h n i c a l C o l l e g e ， T a n g s h a n 0 6 3 0 0 4 ， C h i n a Ab s t r a c t W i n n i n g Ma c h i n e h y d r a u l i c s y s t e m r e l i a b i l i t y a n d l o n g e v i t y，t o a l a r g e e x t e n t d e p e n d O i l h y d r a u l i c o i l a n d h y d r a u l i c c o mp o n e n t s o f t h e c l e an e r ．S h e a r e r h y d r a u l i c s y s t e m wh i c h i s a p p r o x i ma t e l y 7 0％ d u e t o h y d r a u． 1 i e f a i l u r e c a u s e d b y o i l p o l l u t i o n．T he a n a l y s i s o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m s h e a r e r p o l l u t i o n r e a s o n s ．i n t r o du c e d me t h o d s o f po l l u t i o n c o n t r o l h y d r a u l i c s y s t e m ． Ke y wo r d s s h e a r e r ；h y d r a u l i c s y s t e m ；p o l l u t i o n；c o n t ml 0前 言 采 煤机液压系统 的可靠性 和寿命 ， 在很大程度 上取决于液压油和液压元件 的清 洁度 。实践证明 ， 污染是导致液压系统故障的主要原因 ，采煤机液压 反风时电机功率增加系统 ， 取 1． 0 5～ 1． 2； K 变频器的过载能力系数 ； ， 。 变频器的实际输出电流。 使用式 1 来选定变频器会 出现一个问题就是 ， 。 的确定 比较困难。风机在变频工作状态下 ， 变频 器的输 出功率随着电机功率 的下降而下降， 但 由于 功率降低， 电机负载能力也降低 ， 功率因数 、 输出电 压也都有变化 ， 难 以确定变频到某一频率值时变频 器输出电流的大小 ， 也就难以选择合理 的变频器容 量 。 在实际设计 中选择变频器 的容量， 一般采用 比 例定律 ， 计算 出变频后 的电机功率 ， 而后确定变频器 的容量 ， 这种方法简单实用。 根 据 比例定 律 ， ／- 2 式 中P 。 ， P l 变频前后的电机输入功率 ； P ， P 2 变频前后的电机输出功率 ； Q， Q 变频前后的风机风量； 厂 ， 厂变频前后的运行频率。 运行着的风机只要测 出基频运行时的风量和电 机输入功率 ， 当确定了井下实际所需风量时 ， 就可以 计算出所需风量对应 的电机功率。根据 P k P ， 就可以确定变频调 速器所承受 的容量 P 的值。最 后选择高于 P 的等级的变频器， 并考虑矿井延伸 所需风量增加等 因素 ， 以延 长变频 器的服 务年 限。 通过 比例定律还可 以确定风机 电机 的运行频率 ， 从 而减少调试时间 ， 避免盲 目调试 。 煤矿风机使用变频调速器是以满足井下安全生 产为前提， 达到节 电目的。在选择好变频器型号、 容 量， 并确定运行频率后 ， 仍要 以井下实际测量风量来 校 核 。 5 结语 从矿通风机采用变频调速 的节 电效果 ， 可 以逐 步在矿井 四大件 的设 计 中推广开来 。根 据资料 统 计 ，煤矿四大件的设备用电量基本上 占整个矿井用 电量的 2 ／ 3 左右 ， 所 以能在煤炭系统推广使用变频 调速 ， 其经济效益和节能效果是十分可观的。在推 广变频器调速 的同时 ， 控制 系统 引入 程控器。P L C 程控器可以在恶劣 的环境下工作 ，抗干扰 能力 强， 硬件配置灵活 ， 组态方便 ，尤其是编程容易。这样 可 以通过 自动 化控制 取得 最 优节 电 效果 。 参考文献 [ 1 ] 朱正中 ， 胡亚非 ． 风机 变频 调速应 用综述 [ J ] ． 煤 矿机 械 ， 2 0 0 5 ， 2 6 7 78 ． [ 2 ] 江继业 ． 变频调速技术 在压风 系统 中的应 用 [ J ] ． 煤 炭技术 ， 2 0 0 5 6 4 4 4 5 ． [ 3 ] 张风旺 ， 彭担任 ． 通风机 变频 调速研 究及 其应 用 [ J ] ． 风机 技术 ， 2 0 o 4 5 4 44 5 ． 作 者简介祝龙记 1 9 6 4一 ， 安 徽安 庆人 ， 安 徽理 工大 学教授 ． 研究方向电力 电子与电力传 动， T e l 0 5 5 46 6 6 8 6 8 7 ，Em a i l l j z h u a u s t ． e d u ． C II ． 收稿 日期 2 0 0 6 0 4 2 9 l 8 3 维普资讯 V o 1 ． 2 7 N o ． 1 0 采煤机液压系统的污染及控制孙彦梅 第 2 7卷第 1 0期 系统的故障约有 7 0 ％是 由于液 压油 污染 引起 的。 因此 ， 严格控制采煤机液压系统的污染 ， 保持液压系 统的清洁， 对于保证采煤机正常运转 ， 发挥采煤机效 能具有 十分重要的意义 。 1 污染对液压系统的危害 造成采煤机液压系统污染的原因很 多， 按污染 物大致可分为固体颗粒、 空气、 水、 化学物质、 污染能 量和其它油液混入等 ， 其 中以固体颗粒污染 的危害 最为严重。 1 固体颗粒污染 固体颗粒是液压系统 中最常见的污染物， 据现 场观察 ， 被污染 的液压油所含 的固体颗粒中主要有 金属颗粒、 煤尘、 砂粒、 机械杂质和纤维等， 系统工作 中产生的磨屑、 腐蚀剥落物以及油液氧化 和分解产 生的沉淀物等都是颗粒污染。固体颗粒污染可加速 液压元件的磨损 ， 导致元件性能下降； 堵塞阀的间隙 和孑 L 口， 引起阀的故 障。液压 系统中污染颗粒随着 液压油 的流动而遍布整个系统。当液压油通过各类 阀、 油泵和油缸等液压元件时， 会加剧各摩擦副的磨 损 ， 产生新的污染颗粒 ， 造成恶性循环 ， 严重地威胁 着液压系统的正常工作。 2 水对液压系统的危害 水 对液压系统 最大的危害作用 是腐蚀 金属表 面， 此外 ， 水加速油的氧化变质 ， 使油液发生乳化、 分 层沉淀等， 引起阀芯粘滞和滤油器滤芯堵塞等事故。 3 空气对液压系统 的危害 空气 可使 油液 的容积弹性 系数降低和失去刚 性 ， 从 而使元件 动作失灵 ， 反应变慢甚 至损失功率 ； 空气还可以引起气蚀、 振动和噪声 ； 使元件氧化及油 液失去润滑性能 ， 特别是在高温高压的环境下， 空气 极易造成液压油氧化变质并生成有害的酸性物质或 胶状沉淀物 ， 腐蚀金属机件。 4 化学物质对液压 系统的危害 有害化学物质 如有机溶质、 表面活性化合物和 油液氧化分 解物等 侵入液压系统 ， 造成 液压油变 质 ， 产生多种酸类物质腐蚀元件 ， 降低润滑性能和液 压油的寿命。 5 污染能量对液压系统的危害 液压系统 内的热能、 静电、 磁场等能量往往对液 压系统产生有害 的影响。例如 ， 系统 内过高的热能 使温度超过规定的限度 ， 引起油液粘度降低 ， 泄漏增 大 ， 甚至使油液分解变质。 6 不 同种类油液对液压系统的危害 当液压油 中混入其它油液后 ， 改变了化学组成 ， 使其性质也发生变化。造成油液的性质变化。 液压系统 的污染除上述污染外 ， 还存在放射物 及 微生 物等 污染 。 】 8 4 2污染 的来源 煤矿井下工作环境十分恶劣。采煤机在工作过 程中经常遭受煤尘、 岩粉、 水等杂质 的侵蚀。因此 ， 侵入污染是造成采煤机液压系统污染的主要形式之 一 。液压系统在工作过程中， 液压油箱通气孑 L 、 油箱 盖、 油缸、 活塞杆、 各类阀芯、 油泵和油马达等处的密 封都是环境污染物侵入系统的通道。在液压系统 的 检修过程中， 如采取措施不当， 环境污染物也容易侵 入系统。采煤机液压系统的潜在污染是 由系统中的 元件 、 管路以及油液在加工、 装配、 储藏 、 运输过程 中 产生的。注入系统的新油也同样是一个不可忽视的 污染源。在工作过程 中， 液压系统本身也不断产生 新的污染， 不 同程度地产生微粒 ， 也能引起各相对运 动元件的磨损而产生新的更多微粒。这种颗粒磨损 污染的产生在系统运行过程中是不断进行的。 3液压 系统污 染的控 制 3． 1液压 油 的管理 1 建立成品油清洗制度对所用工具， 包括吸 油管、 油壶 、 油斗、 吸油泵、 加油泵等 ， 每次使用前都 要清洗 ， 并做到专油专用 。 2 建立严格的过滤制度从新油购人存放、 转 桶到使用前往系统 中加注油液的每个环节都必须过 滤， 以 降 低 污 染 物 的 侵 入。新 油 的 污 染 度 为 N A S 1 0 1 4级 ， 通常达不到液压 系统用 油等级要 求 液压系统油 液清洁度应高于 N A S 9级 。因此 ， 新 油在使用之前一定要进行过滤净化 。 3 建立油库对不同种类 ， 不同牌号的油液按 专用桶分区存放 ， 并明确标识 ， 严禁乱放混用。 3 ． 2液压 系统的管理 1 给液压系统油箱注油或添加新油时， 必须使 用专用的加油器通过采煤机机 身上 的加油阀注 入。 禁止打开油箱盖板或某个螺孑 L 注油 。 2 根据实际经验 ， 液压系统换油 的程序为 ， 先 将l 13 油放 出， 用 2 0 透平油 冲洗 ， 再 用少量新 油 冲 洗 ， 然后加入一定量 的新油， 使液压 系统空运转 ； 待 系统内的旧油完全排出后， 再把空运转的油放掉 ， 才 可重新注入新油。加油时一定要注意用具和周围环 境的清洁。 3 液压系统开盖检修时， 应先 清洁环境 ， 喷水 除尘 ， 设备上方加棚布遮挡 ， 检修完毕后必须清洗换 油 。 4 液压 系统的过滤器应定期清洗和更换。每 月检查一次过滤器， 在液压系统检修或换油后 ， 运转 1 0 m i n ， 然后清洗粗过滤， 更换精滤芯。在运转一周 或更长的时间内， 每天检查过滤器 ， 确保表面无明显 脏物 。 5 液压 系统换油 、 检修或更换精滤芯后 ，必须 维普资讯 第 2 7卷第 l O期 2 0 0 6 年 l O月 煤矿机械 C o a l Mi n e Ma c h i n e r y Vo 1 ． 2 7 No ． 1 0 0c t ．2O O6 眄 故障 诊 断 锄 文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 6 1 0 ． 0 1 8 5 0 3 水泵故障诊 断研究综述 王凯 ，张 永 祥 ，李军 海军工程大学 船舶与动力学院 ，武汉 4 3 0 0 3 3 摘 要 水泵是应用较为广泛的一种机械设备 ， 对其开展故障诊 断研究有 着非常重要的现 实 意义。总结了目前有关水泵故障诊断方法， 分析 了这些方法的特点及局限性 ， 最后指 出了这一领域 有待进一步研究的若干问题和发展趋势。 关键 词水泵 ；故障诊断；模式识别 中图 号 T P 3 0 6 ；T H 3 文献标 识码 A S u m ma r y 0 f Re s e a r c h 0 n Pu m p Fa u l t Di a g no s i s WANG Ka i ， Z HA NG Yo n gx i a n g，L I J u n N a v a l Ar c h i t e c t u r e＆ P o w e r E n g ．C o H e g e ，N a v a l U n i v e r s i t y o f E n g i n e e r i n g ，Wu h a n 4 3 0 0 3 3 ， C h i n a Ab s t r a c t P u mp i s a w i d e l y u s e d ma c h i n e a n d t h e r e s e a r c h o n f a u l t d i a g n o s i s ，i t h a s v e r y i mp o r t a n t r e a l i s t i c s i g n i fic a n c e．Th e me t h o d s f o r f a u l t d i a g n o s i s o f p u mp a r e s u mma ri z e d an d t h e c h a r a c t e ris t i c a n d s h o rtc o mi n g o f t h e s e me t h o d s a r e a n a l y z e d s y n c h r o n o u s l y．F i n a l l y，s o me p r o b l e ms t h a t B e e d f a rth e r r e s e a r c h an d t h e d e v e l o p． me n t t r e n d i n t h i s fie l d a l e d i s c u s s e d． Ke y wo r d s p u mp；f a u h d i a gn o s i s ；p a t t e r n r e c o gn i t i o n 1 基于信号处理的方法 目前用于水泵故障诊断 中基于信号处理的方法 主要有频谱分 析、 功率谱估计和小波分析等。 频谱分析是故障诊断中一种常用的方法 ， 被广 泛应用于各个工程技术领域。对于水泵的故障诊断 人们也应用频谱分 析作 了大量 的研究。如文献[ 1 ] 运用频谱分析方法对火电厂大型汽轮机组的供水泵 进行诊断 ， 找出了振源及传递媒介 ， 为采取改进措施 提供 了依据 ； 文献[ 2 ] 针对大型水泵机组 的特点 ， 采 用频谱分析对其状态监测与故障诊断的方法展开了 探讨。但是由于水泵故障 的多样性和复杂性 ， 紧紧 依赖振动信号的频谱分析往往只能粗略地知道水泵 是否存在故障， 有时也能得到故障严重程度 的信息 ， 而对于具体是什么故障以及故障发生的部位则难 以 得到， 所以一般只用于水泵 的简易诊断。 功率谱估计是在频域中对信号能量或功率分布 情况的描述。其中， 经典功率谱估计方法 如周期图 法 、 自相关法在 工 程 实践 中应用最为广泛。文献 用手压泵对系统进行充油排气。 3 ． 3油管及外部液压元件的管理 箱盖、 螺丝堵 、 接头和液压元件的密封要作为 E l 常检查维护的一项重要 内容 ， 发现问题及时更换 ， 以 便经常保持良好的密封性能。油箱的呼吸孔必须加 设多层 防尘滤网 ， 所在位置要合适， 避免喷雾水或淋 水侵入 。外喷雾水路尽量设在油箱的侧面， 防止箱 盖上方积水 ， 渗入油箱 内。 3． 4液 压 系统 的 污染监 测 执行 1 次 3 0 d的油质化验制度。有条件 时， 应 进行主泵预防性维护。其主要 内容包 括 污染 度检 测、 油质分析以及铁谱分析等。 3 ． 5液压 系统 装 配工作 的 管理 液压元件 的装配工作应在地面较清洁的室内进 行 ， 禁止在井下工作面较为恶 劣的场所进行 。在装 配液压系统时 ， 对 油箱 、 油管及接头等密封件 ， 都要 按照工艺规程仔细清洗 ， 除去铁屑、 毛刺 、 锈迹 、 油污 和其它机械杂质 ， 并用干净干燥 的压缩空气吹干 ， 最 后用与系统相 同的油液进行 冲洗 ， 再用堵盖和塑料 薄膜包裹密封。 3． 6监 控 液 压 油 的 工 作 油 温 工作温度一般控制在 3 0 5 0℃最为合适 ， 但对 于负载大， 连续工作的采煤机油温只要不超过 7 0 就可以。对未设置 油温保 护 的采煤 机 如 4 MG 2 0 0 一 W1 型等 工作油温太高时 ， 应采取 降温措施 ， 或停 机或降低负荷。 3 ． 7定期 清 洗液压 系统 定期对油液进行油箱外循环过滤 ， 以降低油箱 内油液的污染。 3 ． 8 加 强维修 使 用人 员 的技 术 培训 据调查 ， 有相当一部分采煤机维护、 操作人员 ， 对采煤机液压系统污染控制技术知之不多或重视不 够， 导致液压系统故障频发 。所 以现场应加强这方 面的培训和教育， 严格执行有关工艺和操作规程。 作者简介 孙彦梅 1 9 6 6一 ， 河 北保定人 ， 工 程师 ， 1 9 8 8年毕业 于原阜新矿业学 院矿 山机械专业 ， 曾在矿 山担任工程技术人员 多年 ， 现为河北能源职业技术学院中职部教 师， 主要从 事矿 山机械 方面 的 教学， 曾发表论文多篇 ． 收稿 日期 2 0 0 6 0 4 0 2 l 8 5 维普资讯