操车液压系统故障的分析和处理

李洪禄 匡曾河 邢安

摘 要：操车装置是立井提升中重要的配套设备，使用液压传动。文章在介绍操车设备液压原理的基础上，根据矿山立井特殊的工况，总结并分析了操车液压系统常见的故障及处理方法。其中重点介绍了液压油的选择及管理的注意事项，可为设备的管理者提供经验及借鉴。

关键词：操车装置；液压系统；液压油

引言

液压传动以运动传递平稳，单位功率质量轻，易于实现自动化等优点，被广泛应用于矿山机械中，其中最典型的应用就是操车液压系统[1、2]。该系统使用液压传动与电气控制配合，实现物料装卸操作的自动控制和操车设备的安全闭锁，既提高了矿井物料提升的工作效率又增加了提升工作的安全性。但是，由于矿山工作环境的特殊性，使得操车系统的故障率较高，甚至会导致严重的安全事故[3]。文章根据操车设备的具体工作特点，分析系统故障产生的原因，并介绍系统维护和使用的常用措施。

1 操车液压系统工作原理及常见故障分析

操车系统包括安全门，摇台，安全门，阻车器，推车机，液压站及电控操作台等，主要功能主要是提高立井上下人员及物料时的效率及保证提升的安全性，其闭锁及操作关系在《煤炭安全规程》上有明确的规定[4]，其液压系统典型原理见操车系统液压原理图，如图1。

图1 操车系统液压原理图

立井提升是矿山生产的要害部门，对提升时间有严格的要求，这使得井口设备检修的时间大大减少；同时井下环境恶劣，空气中湿度较大，淋水情况时有发生，而且淋水的酸碱性变化很大。这些不利条件，会导致设备寿命减少，设备故障率提高。对于井口操车液压系统，常见的故障包括：（1）液压站噪音异常，包括电机、泵、压力阀及旋转工作元件；（2）液压站异常发热，主要指泵和压力阀；（3）滴、漏、渗等现象，主要出现在接头处；（4）执行元件动作异常，如执行元件动作不到位达不到设计的速度、位置，在关闭阀的情况下，执行元件缓慢动作；（5）胶管爆裂等。

导致上述问题出现的原因很复杂，一般情况下，使用者可以从设计制造和维护管理两方面分析。从设计制造方面来讲，操车液压系统动作简单，控制原理清楚，设计时，按液压系统设计的一般原则，选择系统参数，如流量、通径、油箱体积和油流方向，设备制造厂家不会存在太大问题。而使用者需要注意的是，在产品验收和入库时，需重点检查油箱是否清洁、接头保护是否良好，安装表面平整度等外观质量问题。最好是能够到厂家进行入场验收，在出厂前进行液压试验，注意各处的密封剂噪音状况。注意到以上几点，可以很大程度上避免出厂时的产品缺陷。

从维护管理方面来讲，设备安装时，要注意管路布置，设备来接时重点检查各处密封件。操车设备特别是井底设备安装空间受限制，要注意管路按规范支护，否则在使用过程中会出现胶管磨损，严重时会出现爆管。初次使用时，重点检查执行元件动作，要达到设计的功能和速度，另外需详细检查各处是否有滴、漏、渗等现象。而平时养护时，要合理安排点检和大修，做到有问题及时处理，不留隐患，最大程度上保持设备运行状态良好。养护的工作重点是保持液压油清洁，并按要求更换，下面重点介绍液压油的原则和管理方案。

2 系统维护中液压油的选择及管理

2.1 液压油的要求

在液压传动中，液压油既是传递动力的介质，又是润滑剂，同时又起到冷却作用，合理地使用液压油，是减少液压系统故障率的关键。液压油必须符合以下几点要求： （1）具有合适的粘度和良好的粘温特性；（2）具有良好的抗磨性；（3）具有良好的抗氧化性；（4）良好的抗剪切安全性；（5）防锈性能要好，不产生腐蚀；（6）抗乳化性和水解安全性好，即使有水混入，也能有较大的分离性能，起泡少，消泡容易；（7）具有良好的抗泡沫性和空气释放性；（8）有良好的相容性，对密封材料的影响小，油液与各种材料不起或少起化学作用，以免变质失效；（9）清洁度好和可流性优良，液压油质量应纯净，不允许有沉淀，应尽量减少机械杂质、水份和灰尘等含量；（10）燃点、闪点应满足环境温度，挥发性要小，润滑油符合这方面要求，即可保证其工作安全可靠。

正确合理地选择液压油是保证整个液压系统高效率、正常运转的前提。使用者要根据井口的工作环境和使用条件，如井口温度范围、淋水的酸碱性、经济性等选择适当的液压油。设备制造厂家根据液压泵、马达、阀生的特性，并结合系统特点，给用户推荐了液压油的品种和牌号，在使用中我们应根据井口的气温等实际情况，再根据粘度要求确定液压油牌号。

2.2 液压油污染的原因及危害

如果液压油受到污染，液压油会出现变质，使液压系统不能正常工作。液压油的污染主要有两个原因：一是液压油本身的变质产生的粘度变化和酸值变化；二是外界污物混入液压油内。液压油污染后会使得液压元件发生故障，甚至失效，使液压元件的实际使用寿命比设计的寿命短得多。

液压油污染后会出现的危害主要体现在：（1）污染物使节流阀和压力阻尼孔堵塞，引起系统工作的压力和速度不时变化，影响液压系统工作性能；（2）使液压泵及马达、阀组等元件的运动副磨损加剧，引起内泄漏的增加，造成液压系统效率降低，元件寿命缩短；（3）混入液压油中的水分腐蚀金属，并加速液压油老化变质；（4）杂质将吸油过滤器阻塞，导致液压泵吸油不足，产生气穴现象，进而使运动密封件的磨损加快、提前损坏，引起噪声、振动、爬行、气蚀和冲击现象，降低液压系统的工作性能，更严重时会导致滤芯破裂，使已附在滤芯上的污染物进入液压系统中；（5）污物进入滑阀间隙，可能使滑阀卡住，导致执行机构动作失控或其他故障。

2.3 液压油的管理

使用者在实际工作中必须加强以下三方面的管理：

第一，在液压元件加工与维修、装配过程中，防止液压油被污染，防止水和空气的混入。

第二，在液压油、液压元件储运管理方面应做到以下几点： （1）液压油入库前应取样化验，化验合格后才准入库；（2）库存液压油应定期取样化验，如不符合性能指标，则不准使用；（3）要有符合要求的贮存场所和贮存器具，仓库应具备良好的通风、清洁、干燥、消防安全等条件，并避免强光直接照射；（4）液压油应分类存放，杜绝混装、混放，以防止混用；（5）定期开展储油器及液压油的质量检查，符合规定要求的液压油方可出库；（6）液压油出库、使用前要坚持过滤，保证液压油杂质含量符合规定要求。

第三，在使用管理方面应做到以下几点：（1）建立登记卡和设备档案，详细记录需用液压油品名及牌号并注明每次加油或换油日期及数量，并由专人负责检查，有利于了解系统的密封性能，也可避免在工作中误用异种油品；（2）应根据使用说明书规定，结合实际使用情况定期清洗或更换液压油滤芯，并每日检查液压油油位，不足时应及时补充；（3）根据使用条件定期对液压油进行油样分析，发现油液污染严重时应立即查明原因，及時消除，（4）控制液压油的工作温度，系统最高温度不超过80℃，液压油箱内温度不超过60℃；（5）在液压系统故障排除时应遵守规范，保持清洁，禁止乱拆乱放，防止污染物进入液压系统；（6）定期检测液压系统各检测点压力、流量、温度、防止液压系统长期在不正常压力、温度下工作，可减少液压系统磨损，防止内泄漏，并保证液压系统正常工作。

3 结束语

经过实践证明，操车设备的管理者，从以上几个方面注意设备的维护和保养，能够降低设备故障率，保证设备正常运行实践和使用寿命，为井口提升争取实践，为矿山生产创造更大的经济效益。

参考文献

[1]刘波，袁成国.鲍店煤矿副井操车系统一体化改造[J].煤矿现代化，2014，7：140-142.

[2]刘冬，李浩，王宁.三河尖矿副井操车系统的改造与应用[J].内蒙古煤炭经济，2013，3：125.

[3]洪晓华.矿井运输提升[M].第二版.中国矿业大学出版社，2000.

[4]国家安全生产监督管理局.煤矿安全规程[M].煤炭工业出版社，2004.

作者简介：李洪禄（1978-），四川省南部县，毕业于本溪冶金高等专科学校机电一体化专业，机械工程师，从事设备技术管理工作，现就职于安徽开发矿业有限公司。