自动装车系统液压故障分析及处理措施

赵志龙 李文婷 潘月军

摘 要：煤矿装车系统中液压元件众多，容易发生故障，影响生产的正常进行。在了解常用装车系统及其液压系统的基础上，分析了煤矿装车系统常见液压故障，并指出液压故障的判断和处理措施，对生产实践具有一定的指导作用。

关键词：装车系统 ；液压故障 ；分析 ；措施

目前我国煤炭工业取得了长足发展，生产技术也得到很大提高，煤炭产量迅速增加，但煤矿装车方式却发展相对滞后，制约着煤炭工业的发展。据统计，约有80%的煤矿仍在采用旧式机械装车，存在速度、可靠性等方面的弊端，尤其在称重方面存在较大误差。近年来通过引进国外先进技术，国内煤矿装车生产厂家优化了控制、装车等性能，装车精度大大提高。液压系统是煤矿装车系统的重要组成部分，由众多元件组装而成，极易出现故障。既影响生产进度，又造成生产安全问题。因此需对液压系统故障进行分析，并提出针对性的解决措施，以维护液压系统的稳定运行。

1 煤炭自动装车系统的原理以及功能

煤炭自动装车工艺包含有储煤仓给料运输系统、称重装载系统、采样系统、车皮表面封尘剂固化系统、冬季防冻液喷洒系统等组成，每个系统都有自己的PLC远程控制站和供配电设施。在进行装车作业时，产品仓下的振动式给料机，将物料给到带式输送机上，带式输送机将物料送入称重转载系统的缓冲仓内，称重传感器的信号返回PLC程序后控制缓冲仓配料，并准确地将物料按照进车过程中车辆的扫描识别的不同车皮设定的重量送入称重仓，配料完成后，检测车皮位置的电眼配合车速检测返回信号，程序自动打开装车卸料闸门，将称重仓内的物料经过装载溜槽装入匀速（0.8-1.5km/h）行驶的火车车厢中，即完成了一次单节车皮的装车作业。称重仓内的物料放空后，PLC程序通过采集称重传感器的信号控制下一次的配料。如此连续循环便是自动装车系统的整个运作过程。

自动装车系统应当实现下列功能：要能够全面的监测输送设备、煤仓装置以及给煤设备各项参数，为系统的有效控制以及调度提供可靠依据。对设备进行监控以及调度时，都要能够在集控室之中完成，确保系统的管控一体化。通过检测火车的实时速度和火车车箱运行位置与装车溜槽相对位置自动调节装车放煤闸板的开启时间点，开启装车闸板后根据参数设置和车厢位置调整溜槽私服油缸模拟量来保障车皮装放煤的质量。加装视频监控装置，对整个装车过程进行直接的监控，确保装车的安全性。系统之中不同设备应拥有闭锁、连锁关系，也就是要保证系统在启动、停运以及发生故障情况下急停均要依据相应流程完成。所有现场设备均应当可以实现不同的控制方式，即可以实现自动化控制、手动控制以及就地控制。

2 煤矿装车系统与液压系统

2.1 煤矿装车系统

自动控制的方式快速并连续地将固体物料按设定的重量装载到以一定速度行进的列车中的一种高效装车系统。相对于简易装车系统以及使用装载机、绞车的集装站，快速装车系统的优点非常突出：

1）装车速度快。恒速单元列车穿过车站的速度较小，一般不会超过1.5km/h，23 min 就能通过25节车厢，装62吨一节车一般用时为60秒，最快能达到40秒，装66节整列车用时为50分钟至80分钟。

2）系统自动化水平较好。系统内所有设备都是通过PLC控制系统进行远程集中控制与操作的，系统具有完备的保护系统，可更好实现远程监控功能，提高了安全可靠性。控制室可生成模拟动画，以文字的形式显示各种故障，既易于掌握和维修，报表功能比较完善，详细记录着车厢的编号、每节车厢的额定载重、具体的装车时间、装车人员、装车人员签名等，系统功能强大，运行稳定。

3）装车计量精度高。标准砝码定期对其进行校正，称重仓静称重精度为±0.1%，每节车皮的装车精度<±0.3%，整列车装车精度<±0.3%。

4）防污染性能优。整个系统的装车过程为全封闭式，装过的车皮表面又经过封尘固化，撒煤少、煤尘少，对环境污染小。各品种煤均可根据一定程序实现单独放空，然后可继续用于其他品种煤矿的装车，避免了不同种类煤矿装车时的相互污染。

5）装车质量好。精准配煤不会造成超载，溜槽使车皮表面平整，无偏载，完全符合铁路运行要求。

2.2 液压系统

液压系统一般通过双泵双电机来实现，一是热油循环系统，二是冷却系统，极大地促进了液压系统的顺利运转。

1）主泵站。為保证液压系统正常运转，必须使蓄能器容量能够满足各工作正常循环的需要，一般可在主液用泵旁设置1台备用泵，同时还需设置1台备用电机，以满足液压系统对控制动作的精准要求，配置溢流阀、安全阀组，溢流阀对主泵进行低压卸荷控制系统压力，溢流阀出现问题安全阀进行卸压，保证系统安全可靠运转。

2）装车溜槽液控制。该系统主要控制装车溜槽液压缸的选装伸缩动作。

3）平板闸门液压控制系统。该系统缓冲仓设置8组规格一致的液压底座及阀组，但对动作顺序有较为严格的要求，且开闭不同，可通过电液换向阀组来解决这一弊端，定量仓设置2组液压底座及阀组实现换向。

4）称重仓测试砝码提升控制。实现砝码油缸升降。

5）辅助系统。液压系统在正常运转过程中存在一些特殊的瞬时动作，往往需要液压油缸提供较大的流量才能实现。为此设置了辅助系统，即4囊式蓄能器，容量高达100L。

6）油冷却系统。该系统主要是由两部分组成：一是冷却风扇，二是蛇形冷却管路。

7）油加热器。油箱中安装电加热器，功率12kW，并能实现自动调节。

8） 液压系统中总共有15条液压油缸，主要用于控制各设备的相关操作。

3 自动装车系统液压故障分析

液压设备故障发生率与其自动化程度成正比，不同于电气等系统的故障发生情况，具体表现出扩散性特点。因此，为保证液压系统的正常运转，应定期对液压系统进行检查，发现故障并及时解决。

3.1 设备调试阶段的液压故障

本阶段显著的特点就是，设备呈现出较高的故障率，且造成故障的原因多种多样。其中，常见的故障主要包括以下几种：

1）液压油泄漏严重，主要存在于接头处；

2）液压缸不能正常运转，主要原因就是液压油中存在脏物，卡死了液压缸的阀芯；

3）阻尼孔产生堵塞现象，从而引起系统压力不稳定问题，影响了系统的正常工作；

4）由于某些閥类元件存在漏装问题，或存在管道接错问题，液压系统产生动作混乱问题；

5）由于设计问题，或没有正确选择液压元件，液压系统不能很好实现所需动作。

3.2 设备运行初、中期的液压故障

1）管接头振松甚至振脱；

2）由于液压油缸等元件使用了质量较差的密封圈，难免会产生损坏漏油现象；

3）由于油液在系统中不停流动，冲刷着系统管壁和元件，因此液压油中携带了切屑等杂物，油液流动堵塞阻尼孔和滤油器，造成系统压力不稳定和工作速度不均匀，甚至是液压元件失灵；当设备运行至其一半寿命时，则表现出较低的故障率，此时只要液压油保证一定的清洁度，则液压统处于最好的工作状态。

3.3 设备运行中、后期的液压故障

设备运行时间较长时，各液压元件由于易损程度不一，导致故障发生率不断增大，因而装车效率不高。因此，为提高装车效率，应对其进行系统性检查，若发现损坏元件应及时更换。

4 自动装车系统液压故障判断方法及处理措施

4.1 故障判断方法

判断油缸是否工作正常，主要方法有：看，即观察油箱温度是否突然增加；听，即听油缸动作声音是否异常；摸，即用手触摸油缸外表面是否发热。同时，整个系统的压力也是决定能否正常装车的关键，若系统达不到规定压力，同样也无法正常装车，则首先检查的是油泵是否损坏，蓄能器阀门是否打开，如若上述没有问题，则接着检查溢流阀设定压力是否偏低，油缸是否窜液。经过这样逐一排查，液压油缸故障基本可以找到并排除。

4.2 故障处理措施

1）为使得油箱具备充足的油，应采取定期检查油箱中油量的措施，同时还应防止液压系统中进入空气。

2）采取措施，确保液压系统具有良好的密闭性，从而防止大气压力远远高于系统压力。

3）为确保液压油冷却条件良好，对油箱中液压油的高度采取定期检查措施。此外，做好液压设备的卫生清洁工作，保证液压设备中不能存在污物，系统具有良好的散热性能。

4）为使得液压系统平稳运行，可适当降低压力，通过降低油泵和背压阀的压力来实现。

5）液压油的黏度对液压系统的正常运转具有重要作用，因此，要选择液压系统所需黏度的液压油。

6）保证适宜的液压油温度，可采取安装冷却装置措施，一旦油温升高并超过规定值时，通过冷却装置将油温降到规定温度范围内。

7）液压油被污染主要是以下三方面因素造成的：第一，液压油的存储技术及设备；第二，添加液压油时是否存在污染问题；三是拆装液压系统是否符合规范。

8）系统中的液压油污染问题基本都存在，主要是通过过滤液压油来实现的，即使用过滤器等设备来实现液压油的清理工作。

5 结论

液压系统是煤矿装车系统的重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响煤矿装车系统。通过分析液压系统的组成和在煤矿装车系统不同阶段液压元件容易发生的各种故障，提出相应的处理方法，对实际生产中故障的判断和解决具有一定的实践指导意义，有利于稳定煤矿装车系统工作，延长使用寿命，提高设备运行效率，避免停车，降低维护运行成本，效益明显。

参考文献：

[1]自动装车系统的设计与应用[J]. 邓洪龙.氯碱工业. 2010（04）

[2]快速装车系统在神东矿区的应用[J]. 王伟，白云峰.煤炭科学技术. 2002（S1）

[3]煤矿装车系统液压故障分析与处理[J]. 关昕宇.现代矿业. 2018（02）

[4]快速装车系统在石圪台选煤厂的应用[J]. 白龙.煤炭加工与综合利用. 2017（S1）

[5]火车精确装车系统的应用[J]. 苏国要.水力采煤与管道运输. 2012（04）

[6]快速装车系统在神东矿区的应用[J]. 王伟，白云峰.煤炭科学技术. 2002（S1）

[7]高产高效快速装车系统[J]. 张海生.煤矿机械. 2004（08）

作者简介：

赵志龙，（1986-07-26），男，内蒙古鄂尔多斯市东胜区，助理工程师，本科学历，现在神东煤炭集团洗选中心补连塔选煤厂从事装车管理工作。