郭開顏
(中煤第一建設(shè)有限公司機(jī)電管理部,河北邯鄲 056002)
隨著煤礦設(shè)備向自動(dòng)化、智能化方向的發(fā)展已成趨勢(shì),近幾年,功能完備、高效協(xié)作的煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟,極大提高了煤礦巷道掘進(jìn)的效率和施工生產(chǎn)的安全性。但是,在推進(jìn)煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線的同時(shí),設(shè)備的檢修、維護(hù)壓力越來越大。本文以掘進(jìn)機(jī)為實(shí)例,對(duì)液壓系統(tǒng)故障判斷進(jìn)行了研究。
掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的故障,可根據(jù)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行故障分類,主要分為負(fù)載敏感變量軸向柱塞泵、閥組、馬達(dá)、液壓油的故障,分類后故障判定和維修的難度會(huì)有很大的降低?,F(xiàn)就以上分類進(jìn)行研究論述。
(1)負(fù)載敏感變量柱塞泵(以下簡(jiǎn)稱柱塞泵)是掘進(jìn)機(jī)的動(dòng)力輸出元件,由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。柱塞泵安裝有負(fù)載敏感壓力閥(LRDS),控制柱塞泵的功率輸出、壓力切斷和負(fù)載敏感壓差,并設(shè)有負(fù)載反饋油路接口(LS口),其中,功率輸出調(diào)整螺釘控制泵的最大功率,壓力切斷調(diào)整螺釘控制泵的最大輸出壓力,負(fù)載敏感壓差調(diào)整螺釘控制泵的待命壓力,負(fù)載反饋油路接口接收多路閥的壓力反饋,并對(duì)泵進(jìn)行輸出控制。(2)柱塞泵內(nèi)泄,故障現(xiàn)象是單個(gè)柱塞泵供油的液壓執(zhí)行元件動(dòng)作緩慢,壓力不足18MPa,甚至更低。此故障的判定方法:一是打開柱塞泵泄油口處的膠管,啟動(dòng)油泵查看泄油口處的噴油高度,經(jīng)驗(yàn)判斷噴油高度超過10cm;二是計(jì)算泄油率(固定轉(zhuǎn)速下的每分鐘泄油量/額定排量);三是檢查濾芯上是否有銅屑。造成此故障的原因是泵內(nèi)間隙過大,密封不良,如配油盤磨損、劃傷,端面漏油;變量機(jī)構(gòu)中的單向閥密封面配合不好,泵體和配油盤的支承面有砂眼或研痕;柱塞磨損等。(3)柱塞泵輸出壓力過低,故障現(xiàn)象是柱塞泵供油的液壓執(zhí)行元件壓力不能滿足使用要求,此故障的判定方法一是調(diào)整敏感壓力閥上壓力切斷調(diào)整螺釘控制泵的最大輸出壓力,配合調(diào)整多路閥的總溢流和最高工作壓力;二是反饋油路出現(xiàn)問題,可把前后泵LS口膠管互調(diào)后,兩泵同時(shí)工作,觀察輸出壓力是否正常,記錄分析兩個(gè)泵的壓力數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系;三是柱塞泵內(nèi)泄嚴(yán)重;四是檢查液壓系統(tǒng)回油是否通暢;五是液壓系統(tǒng)中單向閥、換向閥、油缸等有較大的泄漏。(4)柱塞泵噪聲大,故障現(xiàn)象是柱塞泵噪聲大,并伴隨著振動(dòng)。此故障的判定方法,一是針對(duì)機(jī)械振動(dòng)和噪聲,檢查泵軸與電機(jī)軸不同心或頂死,旋轉(zhuǎn)軸的軸承、聯(lián)軸節(jié)損壞,泵的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率和壓力閥的固有頻率是否在相同時(shí)產(chǎn)生了共振;二是吸油過濾器堵塞,吸油不暢;三是吸油管路漏氣或油位過低,泵有吸空現(xiàn)象;四是液壓油中有氣泡;五是敏感壓力閥損壞,壓力產(chǎn)生波動(dòng)[1]。
(1)在判定閥組故障前,應(yīng)了解閥組各接口的功能,以力士樂六聯(lián)閥組為例,其上標(biāo)有P、T、A、B、X、Y、M、LS等帶字母的接口,另附帶總溢流閥、LS溢流閥、流量調(diào)控閥、二次溢流閥等。P口為壓力油進(jìn)油口,T口為回油口,A、B口為執(zhí)行元器件的進(jìn)油或回油口,X口為先導(dǎo)閥組的供油口,Y口為泄油口,M口為壓力表接口,LS口為反饋供油接口,總溢流閥控制整組閥的最高卸荷壓力,LS溢流閥調(diào)控單聯(lián)閥的最高卸荷壓力,流量調(diào)控閥調(diào)控單聯(lián)閥的流量,二次溢流閥控制單聯(lián)閥的最大卸荷壓力,一般略大于LS溢流閥的壓力。(2)多路閥內(nèi)泄嚴(yán)重,故障現(xiàn)象是多路閥控制的液壓執(zhí)行元件動(dòng)作緩慢,壓力不足18MPa,甚至更低。此故障的判定方法:一是確定柱塞泵正常后,檢查多路閥泄油口(Y口)泄油量;二是通過調(diào)整多路閥壓力,觀察壓力數(shù)據(jù)變化范圍。(3)多路閥的壓力不足,故障現(xiàn)象分為兩種:一是多路閥上的單聯(lián)閥組壓力不足;二是調(diào)整組多路閥壓力均不足。上述第一種現(xiàn)象的判定方法:一是調(diào)整單聯(lián)閥組壓力,若無變化,則抽出閥芯清洗或更換新閥芯;二是該單聯(lián)閥組的先導(dǎo)控制回路故障;三是反饋油路出現(xiàn)故障,判定方法同柱塞泵反饋油路故障判斷;四是單聯(lián)閥組內(nèi)泄嚴(yán)重。上述第二種現(xiàn)象的判定方法:一是柱塞泵壓力壓力不足;二是多路閥上的總溢流閥故障,通過調(diào)整總溢流閥的壓力或者更換總溢流閥判定故障;三是該多路閥的先導(dǎo)控制回路故障;四是反饋油路出現(xiàn)故障,判定方法同柱塞泵反饋油路故障判斷;四是多路閥內(nèi)泄嚴(yán)重[2]。
(1)在判定馬達(dá)故障前,應(yīng)了解閥組個(gè)接口的功能,馬達(dá)主要有三個(gè)接口,分別是A口、B口和泄油口,A口、B口對(duì)應(yīng)連接多路閥上的A口、B口接出的油管,是馬達(dá)的進(jìn)油口和回油口;泄油口接馬達(dá)的泄油管路。(2)馬達(dá)內(nèi)泄嚴(yán)重,故障現(xiàn)象是馬達(dá)的壓力和轉(zhuǎn)速明顯下降。此故障的判定方法是打開馬達(dá)的泄油口觀察泄油量,正常情況下馬達(dá)基本沒有泄油量或有少許的泄油,若泄油量呈噴射狀或者溢滿泄油口成拋物線狀流出,則為內(nèi)泄嚴(yán)重。
液壓油相關(guān)的故障判定。與液壓油相關(guān)的故障主要有液壓油變質(zhì)、有雜質(zhì)、油位過低、有氣泡、溫度過高。液壓油變質(zhì),主要現(xiàn)象是液壓油顏色發(fā)生變化,有乳白色、褐色、黑色;液壓油有雜質(zhì),主要現(xiàn)象是懸浮物、沉淀物;油位過低,是指液壓油箱油位低于說明書規(guī)定值;有氣泡,是指液壓油懸浮有氣泡時(shí),被吸入液壓系統(tǒng);溫度過高,是指液壓油溫度高于70℃。在液壓油變質(zhì)、有雜質(zhì)的情況下,液壓系統(tǒng)內(nèi)各元件會(huì)出現(xiàn)磨損、卡滯現(xiàn)象,導(dǎo)致液壓油乳化的主要原因是液壓油混進(jìn)水,應(yīng)排查冷卻器、過濾器、油箱上各元件等可能的進(jìn)水地點(diǎn);油位過低時(shí),會(huì)造成液壓油溫度過高或泵吸空,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)油;有氣泡時(shí),會(huì)造成泵、馬達(dá)的柱塞磨損,閥組、油缸的動(dòng)作不靈敏,液壓系統(tǒng)壓力波動(dòng),導(dǎo)致液壓油產(chǎn)生氣泡的主要原因是油位低或者吸油管件及密封處漏氣;溫度過高時(shí),會(huì)加大泵、閥組、馬達(dá)的內(nèi)泄量,加快液壓油變質(zhì)和密封件的老化,導(dǎo)致液壓油溫度過高的原因主要是液壓元件內(nèi)泄、油位低、冷卻系統(tǒng)工作不正常、溢流閥動(dòng)作不正常[3]。
(1)液壓系統(tǒng)在故障判斷時(shí),要系統(tǒng)分析,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),按一定的邏輯順序精查故障。首先要了解故障現(xiàn)象,掌握各執(zhí)行元件的壓力、速度、泄油量等相關(guān)數(shù)據(jù),采取由執(zhí)行部件到控制部件再到動(dòng)力輸出部件的故障判定方法,或者采取順序相反的故障判定方法,在遇到已經(jīng)發(fā)生過的故障時(shí),可采取經(jīng)驗(yàn)判斷法,直接定位到具體部件,進(jìn)行故障判定;二是整組多路閥故障、單聯(lián)多路閥故障、泵頭閥、先導(dǎo)閥、平衡閥、梭閥、張緊閥等部件及其組成元件的故障;三是馬達(dá)、油缸、管路、液壓油等其他部件的故障。各部件故障類型主要現(xiàn)象有內(nèi)泄、卡滯、機(jī)械元件損壞、密封老化、壓力和流量調(diào)整不匹配、系統(tǒng)存在空氣、管路接錯(cuò)、油位過低等。
(2)液壓系統(tǒng)在維修時(shí),還需要注意以下事項(xiàng),以免造成液壓系統(tǒng)的次生故障。液壓系統(tǒng)在維修時(shí)的注意事項(xiàng)一是嚴(yán)禁在沒有進(jìn)行故障數(shù)據(jù)分析的情況下,直接調(diào)整負(fù)載敏感壓力閥;二是防止雜物混入液壓油內(nèi);三是拆開的液壓元件(泵、閥、馬達(dá)、高壓膠管)必須用螺塞將油口堵住或用潔凈的塑料袋包好,以防進(jìn)入雜質(zhì);四是按規(guī)定更換過濾器;五是油冷卻器內(nèi)確保有足夠的冷卻水通過,以防止油溫的異常上升。
掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障判斷的關(guān)鍵是掌握液壓系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)和各元器件的功能,熟悉各元器件的分布與連接,結(jié)合液壓系統(tǒng)的原理圖,邏輯分析可能存在的故障點(diǎn),采取排除法、關(guān)鍵元器件故障判定、元器件置換法等故障判斷邏輯思維。面對(duì)維修技術(shù)的崗位人員短缺的狀況,應(yīng)注重崗位技術(shù)培訓(xùn),聘請(qǐng)專業(yè)講師、維修骨干技術(shù)人員,精講液壓系統(tǒng)理論和實(shí)踐知識(shí),并創(chuàng)建理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)共享交流平臺(tái),促進(jìn)維修技術(shù)崗位人員的成才。