掘进机液压系统常见故障分析及解决措施研究

闫 超

（潞安化工集团高河能源有限公司， 山西 长治 046000）

引言

在掘进机中液压系统发挥着非常重要的作用，其可以为整机实现行走以及连续切割提供动力。通过调研现代煤矿工程基建选用的掘进机，发现其具有功率大、高精度的特点，同时相对应的液压系统需要提升，可是在优化的过程中也会引发其他相关系统出现故障。经过大量的工程实践发现，液压系统故障率不断增加。为了能够给生产作业提供有效的技术支撑，因此工作人员必须熟悉各种液压系统，同时选用科学的故障排除方式，进而能够有效地保证液压系统的稳定性，最终可以有效地提升掘进机的工作效率以及稳定性。

1 掘进机液压系统概述

通常掘进机内部液压系统包括如下几个单元：第一，速度切换电磁阀单元；第二，行走溢流阀单元；第三，马达。其中，速度切换阀主要用于调节速度，行走溢流阀和行走马达可以实现设备以双速的形式行走。马达制动器主要用于调整液压系统的启停情况。马达变速缸的变化情况能够有效地改变掘进机的工作速度。

2 掘进机液压系统的典型故障分析

1）液压冲击。当掘进机液压系统处于启停状态时，其内部动作单元以及相应的油液在惯性的作用下导致动作发生变化，这时液体系统的油压逐渐升高，最终可以表现出液压冲击的作用。通常该状态下液压值是常态下的三倍，同时出现比较明显的噪声污染，因此能够引发液体系统内部出现较大幅度的振动，长时间的工况调降将会导致管路出现破裂或者受损等。

2）油温过高。通常油液的辅助以及润滑作用能够有效地提高掘进机液压系统的稳定性，可是随着油温的升高，当该温度值升高到液压散热所能达到的极限值时，能导致液体油压系统崩溃，更有甚者将会导致爆炸，同时由于油温增加使得富集在机械内部的油因温度而蒸发，增加摩擦，降低系统的使用寿命。

3）噪声过大。对掘进机液压硬件系统进行分析发现，硬件相对滞后，其在工作的过程中表现出较大的噪声，这将导致液压元件的使用寿命受到严重的影响。通过研究发现，噪声主要来源于液压形成的冲击、气穴以及相应的气蚀等。

4）元件卡紧。主要在如下几个方面存在元件卡紧的现象：第一，活塞；第二，速度切换电磁阀阀芯；第三，润滑阀阀芯等。元件卡紧是由于元件与液压油的惯性以及相互作用力的冲击。

5）元件爬行。由于液体系统在运行的过程中，其运转速度表现出一定的差异性，因此制约着液体系统的安全运行。经过分析发现该故障与系统润滑效果不佳有关。当有气体进入液压泵中时，严重影响油压的持续供给，最终影响元件的爬行效应。

6）液压系统泄漏。通常泄漏包括如下两种：第一，当液压系统储油密封不良时，将会出现油液泄漏；第二，当液压系统元件出现松动时，最终导致元件固定不到位。

7）气穴和气蚀。当液压系统运行的过程中，假如不能对分离油水的压力进行有效的控制，那么当压力值超过设定值时，将会出现气穴、气蚀问题，因此将会导致油压系统出现不能持续供应油液的现象，与此同时还会出现噪声以及影响液压系统元件的使用情况。

3 故障排除措施

1）减缓液压冲击。当发生液压冲击时，普遍存在噪声污染问题，该现象将导致液压系统出现严重的振动，从而极易损坏零部件以及导致管路破损等。由此可以看出，需要设置一个系统减缓液压冲击的影响，比如可以在液压系统中设置蓄能器，这样能够有效地维持行走溢流阀运行的稳定性。

2）控制油温。可以使用信号式温度计对油温进行监测，从而能够实时了解油温的变化情况。假如油液系统的温度出现异常的情况，那么将可能导致出现爆炸现象。因此借助油温计监测油温的变化情况，从而保证油箱的稳定性。假如超出闭值则适当放油，偏低则添油。与此同时，还必须密切关心以及监测检查冷却系统的运行情况，进而可以提升系统的稳定性。

3）降低噪声污染。当出现噪声污染时，通常必须考虑冲击压以及气穴的影响，同时需要对液压设备进行有效的优化，通常可以安装消音器，这样能够有效降低噪声污染，不仅可以给工作人员营造良好的工作环境，而且可以提高液压系统的使用年限。

4）改良元件装置。对于元件卡紧问题，可以借助元件装置改进来优化此类型的故障。通常可以设置均压槽，进而可以有效地维持受力均衡问题。与此同时，必须对元件质量进行检查，对于不合格的元件可以添加一定的润滑油。

5）防止系统泄漏。对液压系统元件进行全面的检查，从而能够有效地掌握元件中的质量情况，是否存在松动与管路破裂问题。当发现存在异常问题时，必须采取相应的措施。诸如固定元件是否松动、管路是否存在未焊透、凹坑等。假如液压系统出现漏油的现象时，必须对漏油的原因进行分析，接着有针对性地解决问题。假如焊接管存在漏油的现象，通常可以选用高分子复合材料进行焊封堵。假如在密封件位置出现漏油，那么可以选用耐油橡胶棒实施密封。假如漏油发生在螺栓与管子螺纹位置处，那么必须将螺栓进行密封。通常可以选用高分子复合材料，比如在螺母位置均匀喷洒福世蓝脱模剂，紧接着采用固定措施。

6）避免发生气穴和气蚀现象。当发生气穴以及气蚀时，可以通过调整油管泵吸油管的管径。同时可以采取一定的方式防止油与空气接触，从而能够有效地降低气蚀的概率。

4 液压系统故障的主要影响

液压系统故障率相对复杂，主要表现在如下几个方面：第一，液压油质量欠佳；第二，外界环境影响；第三，人员操作不当等。具体的解决方案如下所示：

1）燃油质量，由于液压油在液压系统中扮演着非常重要的角色，可以实现能量传递、润滑以及防腐蚀等效果，因此在对掘进机液压系统进行维护的过程中必须认真检查油的质量，也可以从源头方面避免液压系统出现故障问题。

2）液压温度对液压系统的影响，由于油液质量欠佳极易引起液压系统温度升高，从而导致油的黏着性大大降低，导致润滑油厚度不能满足元件工作的需要，降低油泵的工作效率。从液压元件的角度进行分析，当液压油处于高温状态时往往表现出热胀冷缩的现象，从而导致配件间隙减小，导致元件失灵。与此同时当密封元件出现变形时，将导致出现漏油的现象，进而降低了整机的效率。

3）水分对液压系统的影响，水分占比能够有效地提升液压系统的运行状态。假如该数值超过0.05%，那么将导致液压油越来越浑浊，更有甚者对金属产生腐蚀。此外，当含水量相对较高时，将会导致油品出现乳化的现象，从而使得润滑油的作用大打折扣。

4）空气对液压系统的影响，当密封系统出现问题时，常常出现空气混入的现象，若压力经减压阀降低，将导致空气从油中释放出来，从而导致出现气穴与气蚀等现象。与此同时还出现一定的振动，导致出现较大的噪声污染。

5）颗粒物对液压系统的影响，通常表现为两个方面：第一，内部存在污染，假如液压油出现氧化的情况，将导致出现油泥的现象，进而降低油的质量，从而导致液压系统出现故障。第二，外部污染，比如元件在加工时可能会出现部分金属屑等。液压油受到污染之后大大削弱了液压系统的性能，当元件在工作的过程中，金属杂质在摩擦副的作用下产生较大的磨损，由此可以看出在油液中的金属屑会引发液压系统出现故障，导致出现氧化，同时由于油泥与杂质混合，久而久之混合物将会变成较大的固体，从而导致油管出现堵塞。经过探究发现该故障的形成机理比较复杂，因此在排查故障的过程中需要工作人员认真检查，同时导致排除故障时间比较长。

6）油液中混入杂质对液压系统的影响，由于油液质量对液压质量会产生非常重要的作用，不能使用其他油品替代。当液压系统中加入了其他油品，将导致其他液压油的性能发生改变，同时导致系统故障频发。假如油液内清净分散剂用量相对丰富，那么将会削弱液压油的乳化性，进而使得水不能从油中分离出来，从而降低了润滑油的性能，最终导致零部件出现腐蚀的现象[1-2]。

5 结语

在井下施工的过程中，掘进机是不可或缺的设备，而掘进机中液压系统扮演着非常重要的角色，该系统是否能够正常工作将对掘进机的整体性能起着决定性的作用。因此，必须选用有效的方式才可以优化液压系统，从而能够提高零部件的质量，进而可以有效地提高掘进机的工作质量。因此，相关工作人员必须认真学习掘进机液压系统的相关知识，从而能够对绝掘进机的系统进行维护，为硬件系统提供高质量的服务。