煤矿装车系统液压故障分析与处理

关昕宇

(同煤国电同忻煤矿有限公司)

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[1]。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 煤矿装车系统与液压系统

1.1 煤矿装车系统

我国常用的装车系统主要有定量漏斗计量装车和摆动式溜槽装车两种[2]，主要技术特点如下:

(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1.5 km/h，23 min就能通过25节车厢。

(2)计量精度高。仪器误差较小，一般低于0.3‰，并通过标准砝码定期对其进行校正。单车装车可实现较高精度，约为0.1%，同时整车装车精度也能实现较高水平，约±0.05%。

(3)放空不污染。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。

(4)系统适用范围较为广泛，对不同规格的车厢均有较好的适应性；安装了自动润滑系统，能延长轴承寿命，可靠性较高。

(5)系统自动化水平较好，系统能通过PLC控制实现自动连续装车功能。列车匀速前进时，若车箱均为同一规格，可实现自动装车，也会生成相应的装车报告。车箱规格不同时也能实现半自动化装车，适应能力极强。

(6)能实现边装车边平煤，并可通过自身携带的取样系统来实现煤样的采集工作。系统还配置有除尘降尘装置，大大改善了作业环境，提高生产效率。

(7)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，又易于维修。

(8)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。

1.2 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[3]。

(1)主泵站。为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，保证系统安全可靠运转。

(2)装车溜槽液、控制系统。该系统主要控制装车溜槽液压缸的升降动作，同时还具有校正砝码的功能。

(3)缓冲仓平板闸门液压控制系统。该系统设置8个规格一致的液压台，但对动作顺序有较为严格的要求，且开闭速度不同，可通过电液换向阀组来解决这一弊端。

(4)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100 L。

(5)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。

(6)油加热器。油箱中安装电加热器，功率12 kW，并能实现自动调节。

(7)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。

2 自动装车系统液压故障

液压设备故障发生率往往与其自动化程度成正比。不同于电气等系统故障，其故障呈扩散性特点。系统一旦某一元件发生故障，就会引发其他故障的发生。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，以及时发现故障、及时解决。

2.1 设备调试阶段的液压故障

该阶段设备故障率较高，且造成故障的原因多种多样。常见的故障主要有：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，主要原因是液压油中存在脏物，卡死了液压缸的阀芯；③阻尼孔堵塞，引起系统压力不稳定，影响了系统的正常工作；④某些阀类元件存在漏装或管道接错问题，液压系统动作混乱；⑤因设计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。

2.2 设备运行初、中期的液压故障

自动装车系统运行初、中期的液压故障有：①管接头振松甚至振脱；②液压油缸等元件使用质量较差的密封圈时，容易产生损坏漏油问题；③如果液压油中携带了铁屑等杂物，油液流动会堵塞阻尼孔和滤油器，冲刷、损坏系统的管壁和元件，造成系统压力不稳定和工作速度不均匀，甚至液压元件失灵。一般而言，设备运行至使用寿命的一半时，故障率较低，此时只要液压油保证一定的清洁度，液压统就处于较好的工作状态。

2.3 设备运行中后期的液压故障

设备运行时间较长时，各液压元件磨损程度不一。易损坏的元件故障率不断增大，影响装车效率。应进行系统性检查，若发现元件损坏，及时更换。

3 液压故障处理措施

3.1 油缸故障判断

判断油缸是否工作正常的方法主要有：①看，观察油箱温度是否突然增加；②听，听油缸动作声音是否异常；③摸，用手触摸油缸外表面是否发热。

首先检查油泵是否损坏，蓄能器阀门是否打开。如无问题，接着检查溢流阀设定压力是否偏低，油缸是否窜液。如此逐一排查，基本可以找到或排除液压油缸故障。

液压系统一旦产生故障，不仅影响装车系统的正常工作，严重时甚至威胁工作人员的生命安全。因此液压系统正常工作时，要做好故障的预防和维修工作。

3.2 故障处理措施

(1)采取定期检查油箱中油量的措施，防止液压系统中进入空气，保证油箱油量充足。

(2)确保液压系统密闭性良好，防止大气压力远高于系统压力。

(3)定期检查油箱中液压油高度，确保液压油冷却条件良好。做好液压设备的卫生清洁工作，避免污物进入液压设备中，保证系统良好的散热性能。

(4)为使液压系统平稳运行，可通过降低油泵和背压阀的压力来适当降低系统压力。

(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)取安装冷却装置等措施保证液压油温度适宜，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范围内。

(7)液压油污染主要是3方面因素造成的：一是液压油的存储技术及设备不合理；二是添加液压油时就存在污染问题；三是拆装液压系统不符合规范，因此要从这3个方面进行预防。

(8)系统中液压油污染一般通过过滤器等设备来进行清理。

4 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。

[1] 袁进南，高 顶，王 仿，等.PLC在煤矿自动装车系统中的应用研究[J].电气技术与自动化，2009(1)：137-139.

[2] 申小玲，牟明福.基于PLC的煤矿配煤装车系统研究[J].煤矿机械，2013(9)：248-249.

[3] 刘慧敏.煤矿自动装车系统中PLC的应用研究[J].机械管理开发，2017(5)：130-132.