露天煤礦機械常見液壓故障及處理策略探討

黃子傲

（內蒙古平莊煤業（集團）有限責任公司礦建工程分公司，內蒙古赤峰 024000）

1 露天煤礦機械液壓故障類型及原因

1.1 液壓系統中滲入空氣

露天煤礦的生產作業中，機械設備作為核心生產要素，承擔著艱巨的生產任務。機械設備中的液壓系統作為關鍵構成部分，在運行過程中受內外部因素影響較大，系統中滲入空氣是相對常見的故障，若有空氣進入系統，液體氣泡在液流影響下逐步流到高壓力區域，更大的壓力作用下氣泡迅速破裂，產生液壓沖擊、噪聲、振動等現象[1]。另外，氣泡導致液流連續性不足，油管通油能力顯著下降，流量與壓力異常變化，較大的沖擊載荷下，部分液壓元件可能有局部破損，使液壓系統出現異常。液壓系統運行中滲入空氣主要由液壓油問題引起，液壓油內滲入了部分空氣，一旦系統壓力低于空氣分離壓力，溶于液壓油中的空氣被分離，就會產生氣泡，干擾液壓系統的運行。

1.2 液壓油純度不合格

機械設備中的液壓系統運行中，液壓油屬于介質，完成能量傳遞，使液壓設備具有良好的抗磨、防腐、防銹能力。結合露天煤礦機械設備的運行情況，液壓油污染問題時有發生，若有關人員未及時解決這一問題，必將導致液壓系統過濾裝置的堵塞，液壓系統無法維持最佳運行狀態。另外，由于露天煤礦的作業環境具有復雜性，若在機械工作時未考慮環境對設備運行狀態的影響，同樣可能因環境因素降低液壓油純度。一般來說，液壓系統在工作期間將同步產生較多的細微性顆粒，而這些顆?？赡芪廴疽簤河?，導致液壓油純度不達標。同時，若液壓系統運行中煤塵、巖塵逐步進入油箱，液壓油性能將顯著降低。

1.3 系統運行中油溫過高

在正常工作狀態下，液壓系統的油溫處于正常區間。以采掘機為例，其液壓系統的運行溫度一般在32～52℃，溫度不得超過60℃。但露天煤礦生產中現場環境相對惡劣，液壓系統溫度超60℃的情況時有發生，油溫超出正常標準，使液壓油性能發生改變，黏度下降[2]。一般來說，若油溫過高，液壓系統的內部密封圈硬度將有所下降，影響液壓系統的密封性。露天煤礦機械運行中若發生系統泄漏、系統卸荷回路異常、散熱不佳等問題，都會導致液壓油溫度超出正常值。

1.4 液壓系統控制不穩定

為發揮各種機械設備的功能優勢，露天煤礦的生產作業全流程必須保持液壓系統的穩定運行，消除系統的各類風險。但是，部分露天煤礦機械設備的液壓故障頻發，主要表現為液壓系統的運行穩定性較差，供油不穩，主要由以下因素導致。其一，液壓系統輸油管內混入了一定的空氣，加劇了管路中的氣泡產生，機械工作時油壓忽高忽低。其二，部分雜物進入輸油管路，雜物的顆?；蛘唧w積較大，導致管路不通，出油受阻。其三，溢流閥在長時間使用過程中發生了局部損壞或者老化問題，液壓油流入或流出受影響，油壓呈無規律變化。其四，管路溫度超出正常標準[3]。

2 露天煤礦機械液壓故障診斷方法

2.1 一般故障診斷

露天煤礦的機械類型繁多，每一種機械設備都有其獨特的運行特點，由于機械設備的運行原理等各不相同，面臨的故障也呈現多樣化特征。機械設備面臨故障時，相關人員必須及時處理，不僅需快速組織專人分析故障，確定故障類型、位置及原因，還需采取更有針對性的處理措施。比如機械液壓故障，一般故障診斷法為最基礎性的診斷方式，這一方式的操作簡單且高效，但診斷結果的主觀傾向性明顯，若機械設備面臨復雜故障，將很難診斷出來。一般故障診斷法可細分為以下三種。

2.1.1 直覺經驗法

直覺經驗法完全依賴維修人員的工作經驗，根據自身經驗確定、處理故障，如通過看、聞、摸、聽等方式確定故障位置、原因，觀察有關元件是否有松動、聲音是否異常等問題；檢查測壓點壓力及液位高度，判定相關數值是否處于穩定狀態；檢查不同元件之間的連接是否正常；檢查馬達、泵等有無異響；檢查系統元件的沖擊、油溫與振動大小。通過直覺經驗法，可快速處理簡單故障。

2.1.2 參數測量法

直覺經驗法需專業人員根據機械設備運行情況，在恰當位置配備各種儀表、儀器，利用專業化儀表和儀器檢測機械設備的運行狀態，獲得有關參數，將測量參數與設計參數進行對比，若參數范圍超出正常波動標準，說明設備存在異常，需立即由專人根據儀表儀器的測量結果，綜合自身工作經驗，確定機械設備是否存在故障或者其他異常情況。當然，針對機械設備的一些復雜性故障，也可將參數測量與邏輯分析相結合。比如，在液壓故障判定方面，相關人員需分析設備、系統及元件的故障表現，再參考相互之間的邏輯關系，以元件結果、液壓原理圖為基準，確定故障類型，進行精確定位，制定切實可行的故障處理方案。

2.1.3 故障樹分析

故障樹分析法比較常用，在液壓故障處理方面有一定作用，具體的實施中相關人員需根據液壓系統建立故障樹邏輯結構圖，經過層層分析確定故障類型以及引發故障的直接、間接原因，在相對復雜且大型的液壓故障中得到的診斷結果相對可靠。

2.2 儀器診斷

露天煤礦機械的液壓故障往往伴隨著異常震動、噪聲、溫度異常、流量異常、壓力異常等，在實際的工作中由計算機或者儀器設備收集、分析異常數據，即可得到完整且準確的故障信息。利用專有儀器診斷故障時，主要可采用熱力學、聲學、震動等診斷手段。比如，以鐵譜記錄為例，通過分析鐵粉圖譜，可獲取液壓系統腐蝕和磨損等故障的位置、類型、程度信息，以此為依據，確定故障處理措施。

2.3 智能診斷

智能診斷是通過采用各種智能化手段展開分析、傳遞，以識別、預測液壓故障。當前的煤礦機械液壓故障診斷中，智能診斷主要以神經網絡、專家系統、灰色系統、模糊診斷為代表。

3 露天煤礦機械液壓故障處理策略

3.1 做好系統運行中的空氣防漏工作

煤礦機械設備運行過程中，空氣滲入液壓系統的情況較為常見。因為空氣的滲入，液壓系統無法正常工作。如果要杜絕空氣滲入液壓系統問題所引發的液壓故障，相關人員在具體的工作中應采取空氣防泄漏措施，以增強液壓系統的整體密封性。首先，有關人員在機械設備工作期間，應密切注意油箱內的油面高度，動態監測油面高度，發現高度異常情況，應及時與相關人員協商處理，封堵空氣滲入的通道，必要時更換元件，以保障液壓系統良好的運行狀態。其次，在正常的工作中，企業需安排專人做好液壓系統密封裝置的常態化檢查，為液壓系統配備專業化監測裝置，實時、準確監測液壓系統的密封情況[4]。液壓系統內部是否有空氣滲入問題由壓力強度指標決定，監測裝置應密切關注壓力強度的變化趨勢。最后，加強油箱防護，為避免空氣滲入，可在液壓系統油缸上設置固定排氣閥，利用固定排氣閥及時排出空氣。

3.2 進行必要的液壓系統污染防護處理

煤礦機械液壓故障一般由液壓油純度不高導致，因此相關人員在實際的工作中需重視防污工作，分析液壓系統污染問題的原因，將防污作為常態化任務。首先，日常工作中，企業需安排專人負責檢查液壓系統的運行情況，檢查時應保障檢查的全面性，特別是關注細節問題。如排查液壓系統是否存在污染問題，檢查系統的液壓油存儲開關、系統附件拆裝開關、液壓油加減開關等是否能在整個系統內正常工作，檢查各開關啟閉是否正常，如存在異常情況需及時維修。其次，實時檢測液壓油純度。一旦油品中的污染物含量超出標準，應立即采取相應的措施，可以更換液壓油，或為系統配備全新的污染物過濾裝置，發揮該裝置強大的過濾能力。若過濾裝置出現堵塞問題，應及時維修或更換。

3.3 科學控制油液溫度

煤礦機械運行過程中，油液溫度對液壓系統運行穩定、安全存在較大干擾，若油液長時間維持在高溫狀態，將增大液壓系統的故障風險。因此，為降低液壓故障的出現概率，相關人員在實際的工作中需做好相應的管理、監測與防護。首先，在日常的工作中，安排專人負責監測油液溫度，系統工作期間相關人員需動態監測并記錄油液溫度，將溫度結果與正常情況進行對比，若發現異常，需及時處理。液壓系統進入循環冷卻狀態時，應采取清潔措施，保障相關元件的潔凈性[5]。其次，油液溫度過高可能由元件損壞導致，相關人員在實際工作中應密切關注各種元件的工作情況，若個別元件有磨損或者出現其他問題，需立即處理，必要時更換新元件。最后，根據煤礦機械運行中液壓系統對油品的需求，選擇高性能油品，油品的純度必須達到標準，以保障油品與液壓系統的匹配性[6]。

3.4 定期更換密封圈

露天煤礦機械設備運行期間，液壓系統的故障類型多、故障原因多樣，相關人員為降低故障概率，需從專業角度采取更有針對性的預防措施。首先，針對液壓系統運行不穩的故障，有關人員需加強對密封圈重要性的認識，合理使用密封圈。實際上，密封圈是一種橡膠圈，隨著使用時間的延長，密封圈常常會發生老化或者腐蝕現象。為避免密封圈損壞引發的故障，相關人員需定期更換密封圈，以增強液壓系統的密封性[7]。其次，更換密封圈時，尤其應加強防塵工作，避免灰塵經密封圈進入輸油管路。最后，因為市場上密封圈的質量參差不齊，有關人員在選購密封圈時，需加強質量、價格等對比，優選高性能的密封圈，并遵循相應的更換步驟與要求。

4 結語

露天煤礦的機械化作業中，機械液壓故障相對常見，增大了機械設備的運行安全風險，影響了正常的生產作業。為提高露天煤礦的生產安全、質量及效率，相關人員需注意機械液壓故障分析及處理，引進現代化故障診斷方法，構建全新的液壓故障識別、診斷和預防體系。