贾 强

（大同煤矿集团有限责任公司王村煤业，山西大同 037000）

0 前言

采掘机械是煤矿日常生产作业必不可少的机械设备，但这些机械设备大多都是在阴暗潮湿、粉尘浓度较高、瓦斯气体较浓的井下工作，工作环境较恶劣。且这些设备一般都为大功率设备、重载设备，不仅工作负荷大，而且易受到较强冲击，以致这些采掘机械设备时常发生各种故障，特别是其液压系统故障最为频发。而一旦采掘设备液压系统发生故障，不仅会影响到矿井正常生产，而且易引发各类安全隐患。对此，了解液压系统主要组成及各部分的功能，分析矿井采掘机械液压系统常见故障原因，并研究其故障处理措施，强化采掘机械液压系统日常管理、维护工作也显得越来越重要[1]。

1 液压系统的主要功能及组成部分

在矿井采掘机械设备中，主要用液压系统来给采掘机械的换挡动作、离合器动作以及刹车动作提供动力，可把液体的内部压力进一步转变为某些设备的机械能，以更好的辅助人们进行生产作业。在实际生产作业中，若采掘机械设备液压系统发生故障，液压系统也就无法产生足够的动力来控制各部件动作。

一个完整的液压系统大致有下列几部分组成：

（1）动力部分。该部分主要把原动机具备的机械能逐步转变为具体的压力能。如常见的液压泵就是把电动机具有的机械能进一步转变为液压系统压力能的动力部分装置。

（2）执行部分。该部分可把液体的压力具有的压力能转变为相应的机械能，再把该机械能传递给各动作元件。

（3）控制部分与调节部分。这些部分主要为一些控制阀门，如常见的控制液体流向的阀门、控制液体压力的阀门以及控制液体流量的阀门等。在液压系统中借助这些阀门可对液体流动方向、压力以及流量情况进行控制，以使相关动作元件运动方向，速度以及力度均符合生产需求[2]。

（4）辅助元件部分。在液压系统中油箱（储存油）、油管（输送油）、滤油器（过滤油）、蓄能器（储存压力）以及压力表（测量压力）等这些都属于辅助元件，它们都是液压系统正常运行必不可少的部件。

（5）液压油部分。在液压系统中各种能量的传递主要通过液压油，常见的液压油大致可分为3大类：乳化液、矿物油以及合成油，每种油所起的主要作用也各有不同。

2 液压系统常见故障原因分析

2.1 空气、水进入液压系统

在液压系统中装设的液压油一般具有的可压缩性较小，通常液压油产生的影响可大致忽略。低压空气却具有较大的可压缩性，其压缩性可达到液压油的1 000倍左右。这样即使有很少的空气混入液压系统，其也会对液压系统产生较大影响。在液压油内部溶解的部分空气，在外部压力较低的情况下，易从液压油中逐步溢出，形成气泡，出现穴蚀现象。当液压油流入高压区，在高压作用下又易击碎这些气泡，使液压系统出现较大噪声，同时也会释放出较多热量，使液压系统局部出现过热现象，损坏液压元件。气泡的破碎还易使工作机构出现严重爬行现象，影响系统工作的安全性、稳定性，易引发设备振动。此外，水进入液压系统，会造成液压油出现乳化现象，影响液压油的实际润滑性，使油的酸值增大，易腐蚀液压系统的泵元件与阀元件，缩短这些元件的寿命，最终影响液压系统的正常运行[3]。

2.2 油温过高

通常液压系统中所用液压油的温度应以大于30℃小于50℃为宜，液压油实际油温不应高于60℃。油温过高可能会产生下列不良影响：

（1）过高的油温会降低油的载度，易造成流经节流小孔或系统缝隙阀芯的流量变大，这样会降低之前已调整好的工作机构的实际运行速度。

（2）过高的油温不宜形成润滑油膜，会降低润滑油膜厚度，使两个相互接触存在相对运动的部件机械磨损加大，同时在液压油不是很干净的情况下，更易引发各类故障。

（3）液压油的油温过高，还会加速密封装置的变质老化速度，影响密封装置的实际密封性能，缩短密封装置的使用寿命[4]。

2.3 液压油严重污染

在液压系统中，进行能量传递的借助主要为油，当人们在选用了合适的润滑油后，应长期确保液压油足够干净，谨防各类杂质混入液压油。基于液压传动系统中装设的各类泵类元件及阀类元件，都有较高的配合精度，两相对运动的物体表面间间隙较小，若液压油中存在杂质便易划伤部件表面，把配合表面间的精度及光洁度破坏掉，甚至造成部件间的卡阻现象。此外，液压系统中所用的液压元件一般也存在很多阻尼孔，也有一些缝隙式阀芯装置，液压油中所含的杂质易堵塞这些孔隙，造成液压系统无法正常运行。如液压油中含有的杂质堵塞油泵吸油口的过滤器后，会大幅增大吸油阻力，引发油泵出现较大噪声与严重振动现象，影响油泵正常工作。此外应液压系统中的很多密封元件都为橡胶材质，遭到污染的液压油，也会严重腐蚀这些橡胶元件，会使这些元件变脆，易破碎，形成微小颗粒，最终也易堵塞阀芯，影响液压系统正常工作[5]。

3 液压系统故障的预防及维修措施

矿井采掘机械液压系统发生故障后，一方面会影响机械正常运行，另一方面还易威胁施工人员人身安全。一般在实际生产作业中，在液压系统故障刚刚发生的初期，时常不会对液压系统形成较大影响，而当液压系统运行一段时间后，故障的影响就会较明显了，且液压系统故障经常会出现几个一同发生的情况。对此，在液压系统日常运行作业中，人们必须针对液压系统常见故障原因，想方设法地做好液压系统故障的预防及维修工作。具体可应用下列方式来预防及维修液压系统故障。

3.1 防止空气、水进入液压系统

通过上述分析可知，若液压系统中进入了空气、水，液压系统便易出现较大噪声，系统严重发热以及出现穴蚀现象等。基于对空气进入液压系统原因的深入分析，可从下述3个方面着手来防止采掘机械液压系统中进入空气、水。

（1）应定期详细检查液压系统邮箱中的油量情况，应确保邮箱中具有足够的油量，谨防空气、水等物质借助邮箱流入采掘机械液压系统。

（2）确保液压系统具有较好的密封性，且使系统压力应尽量一直高于大气压力。

（3）可给液压系统油箱装设一合适的排水阀与排气阀，可通过装设的排水阀与排气阀来有效排出部分进入液压系统的水与空气[6]。

3.2 防止液压油出现油温过高现象

采掘机械液压系统中装设的液压油不易温度过高，通常其油温应低于60℃，否则会严重影响液压系统的正常运行，在实际生产作业中，人们可借助下列4种方法来处理液压系统液压油油温过高问题。

（1）对油箱中液压油的油液高度进行定期检查，以确保油液充足，可起到较好的冷却润滑作用，同时应对液压设备中潜存的各种污染物进行及时清理，确保液压系统中相关液压设备的干净、清洁，以更好地辅助系统散热。

（2）适当降低油泵装置及背压阀元件的压力，在降压的过程中及降压后都应确保液压系统可长期稳定工作。

（3）在进行液压油选择作业时，应格外注意液压油的浓度问题，应以液压油系统的实际运行需求，科学、合理地选用液压油，以确保所选的液压油在浓度方面及粘稠度方面都充分达标。

（4）可给采掘设备液压系统装设必要的液压系统冷却装置。在遇到液压油温度过高的情况时，应及时启动该冷却装置，以有效降低液压系统液压油油温[7]。

3.3 做好液压系统污染的防治工作

采掘机械液压系统的安全高效运行，离不开液压系统的有效润滑作用。对此，必须做好液压系统污染的防治工作，特别应重视防治好液压油的污染问题，确保所用的液压油质量达标，清洁度达标。具体在日常生产作业中，可借助下列两种措施来防治液压油的污染。

（1）造成液压油污染的原因有很多，在这些原因中，应重点做好液压油存储过程中、液压油添加作业中以及日常拆装液压系统时的防污染工作，通过做好这方面的工作，可有效防治液压油的污染问题。

（2）基于完全避免液压油的污染问题较难，在液压系统日常运行中，可通过做好对液压油的过滤工作，如可借助过滤器及过滤清洗设备等装置来更好地防治液压系统中的液压油污染问题[8]。

4 结束语

总之，在矿井采掘机械日常生产作业中，造成液压系统污染的原因多种多样，而在这些原因中，很多原因都是无法避免的。对此必须从矿井液压系统运行现状出发，充分做好矿井液压系统的日常管理运行维护工作，把该检查的都检查到位，把该清理的都清理干净。只有这样才能更好地防治液压系统故障问题，才能更好地保障矿井采掘机械的安全、高效运行。