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    鏟運機液壓系統故障分析與排除

    2022-06-15 16:45:49

    1  電動鏟運機液壓系統液壓油


    電動鏟運機是由行走系統、鏟裝工作機構、轉向機構、卷纜裝置、制動系統及電控系統六部分組成。除電器系統外,每一部分都是由液壓傳動和機械裝置組成的。因此,鏟運機液壓系統運行的好壞,是電動鏟運機正常運行的關鍵。液壓元件的消耗占鏟運機備件消耗的80%以上。而液壓元件的損壞大多數是因為液壓系統的故障造成的,而鏟運機液壓系統能否正常運轉,決定于對液壓油的正確使用。鏟運機廠家


    某型電動鏟運機行走系統由靜液壓傳動裝置驅動,采用N68抗磨液壓油,工作系統采用N46機械油。技術指數見表1。


    鏟運機


    從液壓油的技術指標來看,是適用于電動鏟運機液壓標準的。但在實際工作中,液壓油時常出現乳化變質、雜質增多等現象。使泵、馬達等液壓元件損壞頻繁,效率降低,造成備件、油料消耗增大,增加出礦成本,影響企業效益。下面就這一現象進行分析,并提出對策,防止液壓油污染、乳化變質,提高鏟運機效率。

    鏟運機大修

    2  液壓油污染及乳化的原因分析


    液壓油污染及乳化的原因很多,井下電動鏟運機的工作環境比較惡劣,液壓油受到污染及乳化的程度格外嚴重。


    1)自然乳化。由于油品儲存不當,存放時間過長,雖然還未使用,但有些經化驗粘度變稠,酸值變化較大;油本身自然老化,已經或接近變質報廢。不能使用,即使使用,也很快失效、乳化。


    2)機械雜質。主要在運輸、使用過程中混入沙粒、銹皮、金屬末屑、礦粉等,沉淀或懸浮于液壓油中,對液壓元件的磨損危害極大。如泵、馬達、油缸等液壓元件的摩擦面產生磨損,造成液壓元件損壞、漏油,機械效率降低。機械雜質和磨屑還會堵塞油路,影響液壓元件正常工作。雜質降低油品氧化安定性,加速油品乳化變質。


    機械雜質的產生有多方面的原因:(1)油液在裝卸和運輸過程中混入。由于井下鏟運機工作環境差,運油、裝油等工作路途遠,在加油過程中,油具不清潔造成礦粉、巖粉、銹片等進入液壓油;(2)在檢修過程中,維修人員在檢修更換液壓元件時,周圍環境清理不干凈,礦粉、巖粉、銹片或金屬碎屑等隨工件進入液壓油;(3)進入液壓系統的機械雜質,在液壓系統摩擦面間造成磨粒磨損和犁溝效應,引起表面材料的脫落,進一步加劇了機械雜質的增多;(4)系統中,各濾油器損壞或失效,造成懸浮在液壓油的機械雜質不能及時被過濾。


    3)水分。液壓油中如果有水分,油中的表面活性物質就會吸附在油、水界面上,形成保護膜,嚴重破壞油的張力,降低油品抗乳化能力,減弱油膜強度,降低潤滑效果,加速油品氧化。水同油中氧化產生的有機酸結合,會嚴重腐蝕液壓元件結合面。而對液壓油來說,由于其中的添加劑大部分為金屬鹽類,遇水就會產生水解反應,使添加劑失效,產生沉淀。含有水的油在高溫下會汽化,不但破壞油膜,還會造成液壓沖擊。含水的油經過液壓元件高壓(37MP)、高速的剪切、聚合、劇烈振動,容易產生乳化。若水分超過0.1%,油品大量乳化變質,使油品失去粘性,降低傳遞動力的作用,失去潤滑性能。粘度降低,會增大摩擦面的磨損。井下鏟運機液壓油中水分是由下列原因造成的:1巷道或回采工作面積水較多,頂板淋水大,鏟運機通過時,有淋水沖洗油箱蓋板,當油箱蓋板緊固螺絲松動、橡膠密封墊密封不嚴或老化時,蓋板上的積水漏進油箱內,形成游離水;2散熱器片太臟,油垢太厚,散熱效果不好,液壓系統的熱量散發不出來,導致油箱的油溫升高,箱內的空氣膨脹,從油箱排出。冷卻時外面潮濕空氣進入帶進水分,混入油中。如此反復水分逐漸增多。


    4)溫度。溫度對液壓油性能的影響很敏感,溫度升高油的粘度降低,其抗氧化安定性、抗乳化能力都會大幅度下降。造成液壓油老化變質。溫度升高的原因:①油的粘度太高,內摩擦阻力太大,液壓油在工作中自身產生的熱量太多;②油質變壞,阻力增大;③冷卻器的散熱效果不好,污垢太多,不能及時散熱;④泵、馬達等液壓元件磨損造成內漏,產生熱量增多,使溫度上升;⑤由于油箱液面太低、吸漏氣進入空氣、入口濾油器堵塞產生空蝕現象等原因,使液壓回路進入空氣,在回路中產生液壓沖擊、振動,并使溫度上升。


    3  鏟運機液壓系統正常運行的措施


    1)建立嚴格的設備用理制度。包括油品保管制度;司機加油、換油規定;換油周期和油質取樣化驗時間;油質考核辦法等,做到有獎有罰、獎罰嚴明。


    2)成立鏟運機專業修理組,專門對鏟運機泵、馬達、油缸等重要液壓元件進行修理和管理。禁止其他人員修理,以液壓元件的質量和清潔度。


    3)對每臺鏟運機使用泵、馬達、液壓油的情況,跟蹤調查,做好數據統計和異常分析,建立檔案,為液壓系統的動態管理提供依據。


    4)新進液壓油加油前必須化驗,用濾油機過濾。倒裝油桶時,盛油工具必須清潔,實行專人專管,分桶管理,桶外貼好標簽,做到專桶專用避免混桶。


    5)司機和保機人員,每班檢查油箱上蓋螺絲是否松動及密封情況,防止淋水滲入。工作前要先用風或其它方法清理散熱器表面的灰塵,確保散熱器效果良好。采掘工作面水分大時,每班開動前要從油箱下口放出游離水,以防止水份混入油中,減少油品老化、乳化。


    6)定期清理加油濾網,吸、回油濾網。保持濾網清潔,規定液壓油每月過濾一次,3個月取樣化驗一次,化驗結果符合標準的可繼續使用,反之限期過濾或更換。


    7)規定更換新油時,要先清洗全部液壓系統,注油后打開回油接頭,待殘留油液排靜后再緊好油箱回接頭。


    8)由于鏟運機液壓系統使用N46機械油和N68抗磨液壓油,N46機械油的抗乳化、抗氧化能力較差,在井下惡劣環境下極易乳化。為此,將其改為N68抗磨液壓油,提高了工作系統液壓油的性能,也防止出現兩種油混用的危險。


    9)由于液壓油中經常有金屬碎屑混入其中,磨損液壓元件,為此,在油箱中的回油口與吸油口之間安裝一塊磁鐵,以將金屬碎屑吸附清出,減輕了吸油濾網的阻力。


    10)為避免司機用鏟斗鏟運或破碎大塊,造成超負荷運行,增設壓力繼電器。同時調整鏟運機液壓系統的工作壓力,以其正常使用。


    11)有計劃的開展技術培訓,做好司機和維修人員的思想教育和技術教育工作,使他們掌握鏟運機液壓系統使用和維護的技術、用油質量要求,加油、換油的注意事項和程序。


    12)加強細化鏟運機使用備件材料管理,承包到機臺與個人經濟利益掛鉤。提高經濟意識,轉變觀念,樹立市場經濟管理思想。


    4  液壓系統的故障分析


    1)轉向液壓系統的故障


    轉向液壓系統常見的故障有轉向油缸不動作,系統壓力過低,系統壓力不穩定和外部泄漏等。


    轉向油缸不動作主要原因是油箱液壓油太少,轉向控制閥失效。油質被污染,閥體內有雜物,使油路堵塞,閥芯磨損腐蝕。彈簧疲勞折斷,閥體安裝時產生變形,造成轉向閥閥芯不能移動。轉向泵齒輪嚴重磨損,或者轉向泵傳動裝置損壞,轉向泵不能輸出壓力油。轉向油缸活塞密封件損壞,失去密封作用。油缸臂磨損拉傷,有溝槽,內泄量很大。吸,壓力及管接頭損壞漏油。處理這一故障時,先檢查油箱是否無油或油太少,根據實際情況給油箱加油。檢查油泵及傳動裝置,查看油泵齒輪磨損情況,傳動裝置是否損壞。油泵磨損應進行修理,磨損嚴重時及時更換。疏通整個油路,清洗轉向閥閥芯及相關液壓元件,閥芯磨損進行打磨修整,彈簧疲勞折斷應更換彈簧,轉向缸活塞密封件損壞,油缸拉傷應更換新件。


    轉向液壓系統壓力過低主要原因是轉向泵發生故障,油泵輸出的液壓油達不到額定壓力。轉向閥中的閥開啟壓力過低,或者閥芯損傷,出油口處于常開狀態,管路元件損壞漏油,系統壓力建立不起來。處理故障時檢查油泵是否正常,如果油泵損壞,應進行修理或更換。轉向閥壓力設定值不正確,


    重新調整閥壓力,使壓力達到15.0MPa,閥損壞應及時更換。管路元件破損漏油,更換O型密封圈和相應管路元件。


    轉向系統壓力不穩定主要原因是液壓油中含有空氣,油路侵人雜質,造成油液污染,系統中液壓元件本身工作不穩定。處理故障時,先檢查液壓油路,對油路進行排氣,如果油質污染,清洗閥體等液壓元件,排放和洗滌系統油路,更換原有液壓油。液壓油的粘度過高或過低,更換推薦粘度的液壓油。


    液壓系統外部泄漏主要是密封圈損壞,失去密封作用。液壓元件損壞,或者閥體出現氣孔。處理故障時,拆卸清洗液壓元件,核對密封圈是否符合標準,更換損壞密封圈和閥體。


    2)大臂/鏟斗液壓系統故障


    大臂l鏟斗液壓系統常見的故障有舉升油缸不動作,舉升油缸動作過慢,舉升油缸產生波動或沖擊,舉升大臂不能落下,鏟斗油缸無動作,鏟斗油缸動作過慢,鏟斗油缸動作時產生波動或沖擊等。


    舉升油缸不動作主要原因是油箱油位過低,油泵供給油量不足,油泵不工作,不能輸出壓力油,系統閥壓力調節不當或已經損壞,使舉升系統壓力達不到要求。舉升油缸活塞密封件損壞,造成油缸內泄很大,外部破損,油缸無來油或來油不足,鏟斗中裝載量超過油缸舉升能力。處理故障時,檢查油箱油童,如果油位太低,應把液壓油加到規定油位。油泵損壞,進行修理,修理后達不到要求應更換。系統閥壓力調整不當,重新調閥,使系統壓力達到21.0MPa。如果油缸活塞密封件損壞,管路破損漏油,應更換密封件和。


    舉升油缸動作過慢主要原因是油缸供油不足,油缸密封件損壞,液壓油泄漏,系統油路受阻,液壓油流動不暢。系統閥或油缸過載閥調節不當,大臂構件發生變形,無活動間隙,缺少潤滑,舉升臂鉸銷損壞,運動件之間產生擠壓摩擦。處理故障時,先檢查油箱油位,油位過低應添加液壓油。油泵損壞進行修理更換。清洗液壓油路和油箱,更換損壞的密封件。系統閥或油缸過載閥壓力不合要求,重新調整系統閥,使系統壓力為21.0MPa,油缸過載閥壓力為24.0MPa。舉升臂鉸銷損壞應更換,缺乏潤滑的地方加注潤滑油,大臂構件發生變形,拆卸下來進行校正。


    舉升油缸產生沖擊波動是由于液壓系統進人了空氣,活塞桿彎曲,缸筒變形或活塞拉傷。處理這種故障,檢查油箱油位,油量不夠應加滿。接頭、管路及油缸密封處進氣,根據需要進行修理,更換密封件。對損壞的油缸和活塞桿進行修理。


    舉升大臂無負載時不能落下,主要原因是油缸發生故障,大臂構件產生變形,無活動間隙,缺少潤滑,舉升臂鉸銷損壞。


    處理故障時,拆卸變形大臂進行校正,更換損壞的鉸銷,缺少潤滑的部位加注潤滑油。


    鏟斗油缸的故障原因和處理措施與舉升油缸故障相似。


    3)制動系統故障


    制動系統常見故障有制動不動作,制動系統壓力不足,蓄能器和充壓閥故障等。


    制動不動作是由于液壓油箱油位過低,油泵喪失作用,不能輸出足量的壓力油,吸、壓力及管接頭損壞漏油。處理故障時,檢查液壓油箱的油量,油量不夠加油。修理損壞的油泵,更換破損密封件和其它元件。


    制動系統壓力不足是由于油泵發生故障,系統閥開啟;壓力調整不當,系統泄漏等造成的。處理故障時,聲查油泵損壞情況,修理損壞零件,如果復價值應更換新件。系統閥開啟壓力如果過低,重新調整閥壓力設定值為16.0MPa,、接頭破損漏油應更換新件。


    蓄能器故障常常會出現蓄能器不能充油,充油時間過長,充力不高頻繁充油等現象。其主要原因是油箱油位太低,液壓泵故障,蓄能器氣囊充氣壓力不當,蓄能器管路及接頭處漏油或堵塞。處理故障時,檢查液壓油箱的油位,油位過低應加油。蓄能器預充氣壓力過高或過低,把預充壓力調整到6.2MPa,修理損壞的油泵,更換破損密封件和。


    充壓閥故障是由于閥芯磨損或卡住,O形圈老化破損,充壓閥彈簧疲勞折斷,過濾器雜質過多,堵塞油路等造成的。處理故障時,檢查閥芯磨損情況,如果閥芯磨損超出極限應更換,過濾器粉塵過多,清洗過濾器濾芯,檢查充壓閥彈簧彈力,彈力不合標準應更換。


    卷纜液壓系統主要故障是卷纜卷不動,其原因是液壓油箱無油或油位過低,卷纜油泵損壞,不能正常供油,卷纜閥、及接頭漏油或堵塞。


    卷纜馬達發生故障,馬達軸承嚴重磨損或損壞,不能正常運轉。處理故障時,根據油箱油位進行加油,清洗卷纜液壓系統的濾芯和油路,油液正常流動。檢查系統壓力,電纜卷人時壓力為8.6MPa,電纜放出時壓力為6.4MPa,如果壓力不符合標準值要及時調整。卷纜閥、卷纜馬達出現故障,進行修理,損壞嚴重要更換。


    4)其它故障


    液壓油中氣泡過多,主要是由于油的等級或粘度不適當,大量的油繞過溢流閥。處理故障時,將液壓油全部放掉,再加入適當的液壓油。如果溢流閥壓力調整值過低,按規定調整溢流閥,無法修復時應更換。


    液壓系統油溫過高,這主要是由于連續高壓力作業,油從溢流閥繞過油的等級或粘度不對,液壓泵損壞。處理故障時,將液壓系統中的油全部放掉,換用適當粘度的油,修復損壞的油泵,改正作業方法,限制在高壓力下長時間作業。


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