浅析煤矿液压设备故障及对策

学术论文李明山 2018-09-04 11:19:00
    近年来,煤矿生产中设备的液压系统时常发生泄漏事故,这种事故不但阻碍了设备正常操作,还会不断增加油液消耗量,影响系统安全方面的稳定性,从而降低煤矿生产效率,增加企业的生产成本。在煤矿设备中,液压系统属于最关键装置,系统运行状况直接影响着采矿设备的运行情况。因此为确保安全生产,探究液压设备的故障具有实用价值。
    1 液压设备故障特征
    在液压传动中,液压油温常常控制到30℃~50℃,最高不能超过60℃。如果温度过高必然会给液压系统造成不良影响。温度升高就会降低油品的黏度,减小油液内聚力,泄漏增多,导致设备运转速度不稳定,极易发生爬行;影响系统稳定性,降低工作精度及设备正常工作。液压设备系统主要是由驱动、控制及辅助各部分共同组成,其中驱动部分被称为油泵,能把机械能转为液体的压力,提供给执行部分;油缸属于执行结构,将接收到的液压转化为机械能,让电炉炉盖正常提升、油缸顺利倾倒,推动各个部件运转,各部件运转方向与速度均通过液压的控制部分所决定。
    液压设备故障具有多样性、复杂性及隐蔽性、偶然性等各种特征,液压设备常常出现振动噪声与压力不稳等故障。因液压是在封闭管道里进行传动,所以大多数故障都是发生在内部、拆装不便,无法直观观测实际的工作状态,所以诊断设备故障非常困难。当设备运动时,必定会遭受外界各种因素影响,比如因电磁铁的吸合而发生异常,阻尼孔被堵死等各种污染物入侵。
    2 煤矿液压设备的常见故障分析
    本文以漏油及冲击力为例,分析引发故障的原因,提出解决漏油现象的对策。
    2.1 设备漏油原因分析
    造成煤矿液压设备漏油的原因比较多,主要体现在如下几个方面:
    (1)管路质量不符合要求;在更换或维修液压管路时,假如安装了劣势管路,因这种管路承受力低,使用寿命不长,使用不久就可能漏油。硬质油管质量差具体体现在管壁厚薄不均匀,承载力不高;软管劣质主要是钢丝拉力不足、橡胶质量差及编织不均,导致承载力不足。
    (2)安装管路不符合要求;安装液压设备的硬管时,应该按照规定弯曲半径让管路弯曲,如果没按照规定实行,就会在管路中产生出不同的内应力,在油压作用逐渐发生漏油。
    (3)安装固定与要求不符;安装油管过程中,没有考虑到管路的角度、长度及螺纹是不是合适,而强行装配,从而导致管路变形而发生安装应力。管路接头的紧固力过大,导致接头喇叭口断裂而出现螺纹脱扣、拉伤,必定会造成严重的漏油事故。
    (4)液压油被污染。因液压系统极易被污染,液压油中混入固体污染物,必定会增加油液及管道内部的摩擦度。而这种固体污染物的硬度常常超过导管内部的材料,必定加快内部的磨损程度,乃至划伤内壁。尤其是液体的流速不稳定且快时,必定会增大压力脉动,导致内部的材料遭受冲击而出现剥落
    2.2 液压冲击故障
    (1)液压冲击的危害。冲击力可达到正常要的3~4倍,从而破坏液压系统的管道、元件及仪表等;导致设备继电器发出假信号,干扰设备正常工作,影响设备运行的可靠性与稳定性。
    (2)产生液压冲击的原因。因快速关闭阀门,管路中必定会出现液压冲击;高速运行部件突然被制动,就会出现液压冲击,例如主换向阀快速换向,就会出现压力冲击。
    3 预防液压设备故障的对策
    3.1 解决漏油故障对策
    (1)确保管路质量。维修时,如果需要更换管路,必须要认真检查管路的生产厂家、批号等,以及规定使用寿命,是否有缺陷,质量不过关的管路严禁使用。使用时,必须要常常检查管路有没有出现腐蚀、磨损等现象等,必须要立即更换。
    (2)严禁违规装配;安装软管时必须要拧紧螺纹,但是不能扭曲软管。对橡胶软管而言,不能放置在高温、腐蚀气体的环境中;如果使用软管比较多,就应该安装管夹进行固定或用橡胶板隔开。
    3.2 预防液压冲击的对策
    因突然关闭阀门,从而造成压力冲击,就要减慢换向阀的关闭速度,适当延长换向的时间,例如使用直流电磁阀,就会降低冲击力。也可以采用带阻尼的换向阀,调节阻尼及控制先导阀中的压力与流量,就能降低主換朝阀芯换向的速度。而且采用软管依然可得到良好效果;完全关闭滑阀前减缓液体流速,比如改进换向阀的控制结构,换成“V”型槽,就能有效降低液压冲击。
    如果冲击力是因部件突然制动而产生,可以设置减速阀缓慢关闭油路就能缓解液压冲击。还可以采用橡胶软吸收冲击能量,在管路中设置蓄能器吸收冲击力,采用带阻尼液压换向阀等等,这些方式都能降低液压冲击力,减轻或者彻底消除液压冲击现象。
    4 煤矿液压设备故障实例分析
    某煤矿的200型采煤机效果比较明显,特别适合在坡度大、瓦斯大及顶板破碎的环境条件下使用。但是在使用中发现了一些薄弱环节,还影响正常生产。如主油泵在工作中无法得到较好的润滑,极易损坏,影响正常生产,从而增大维修费用。
    4.1 原因分析
    200型采煤机的牵引力能达到45t,液压系统高达16MPa。在系统中主油泵具有动力源作用,安装在泵箱腔体内一端的上方。如果工作面的倾角达到30°时,泵箱液压油移动到左下方,必定会淹没粗过滤器,满足辅助泵吸油。但是主油泵位于箱中右上方,此时这里没有油液润滑,全为空气;主油泵没有外壳,润滑是依靠浸到油池内实现。如果将泵箱全部充满液压油,虽然能润滑主油泵,但是泵箱油温快速升高,影响液压元件工作。如果油泵不接触油液,处于2159r/min高速的轴承无法润滑,必定会出现轴承干磨而产生铁屑,还会造成油马达、辅助泵容易损坏;经过多次故障观察,确定问题出在主油泵的润滑上。
    4.2 解决措施
    从之前的分析来看,要解决主油泵润滑问题,还要考虑系统整体的密封性能。这就需要从系统内部寻找一个替代油源对油泵进行润滑,将低压常开溢流阀卸载的油液用来润滑主油泵的轴承。因这股油液不集中,不能顺利引入到主油泵来润滑轴承。经过多次论证,就制定出合理解决措施:取一段高压软管(长为700mm,直径为10mm),在管子一端焊接直接10mm两通接头,将该接头连接到回油管上,发挥聚集油液作用。将高压软管另一端固定到主油泵周边的钢管上,让管接头喷向轴承处,这样就实现了润滑作用。低压侧的热油通过换向阀-溢流阀-冷却器-单向阀回油,经过油管喷到主油泵润滑轴承,然后直接回流到油箱中,有效实现了补油热交换。
    总而言之,煤矿液压设备出现的安全问题比较多,如果不及时预防势必降低设备工作效率。因此各个煤矿企业就要依据实况,分析造成设备故障的原因,并有针对性制定预防措施,确保液压设备正常运转,促进煤矿企业可持续发展。
上一篇液压系统故障诊断技术现状和发展.. 下一篇浅谈数控机床的故障诊断与维修方法