煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的性能優(yōu)化與故障排除

煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的性能優(yōu)化與故障排除1掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)由兩個變量泵來提供液壓動力的，即第一泵具有恒功率、壓力切斷和負(fù)載敏感功能；第二泵則具有恒壓力、負(fù)載敏感的功能。其中第一泵給油缸、行走和噴霧回路提供高壓油，而第二泵則給一運(yùn)和左右星輪提供高壓油。掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)一般是由多路閥液壓系統(tǒng)、液壓泵控制系統(tǒng)和各動作元件液壓系統(tǒng)(油缸、行走、裝載運(yùn)輸和先導(dǎo)控制液壓系統(tǒng))等組成。其中多路換向閥液壓系統(tǒng)則是掘進(jìn)機(jī)的主油路，其決定了液壓泵向各液壓元件的供油的方式和掘進(jìn)機(jī)的工作特性。像EBZ260型掘進(jìn)機(jī)，其就采用了閉中位負(fù)載敏感比例多路換向閥，它的各油路的流量變化則隨閥芯位移成比例的變化（閉中位負(fù)載敏感比例多路換向閥的工作原理如圖1所示）。變節(jié)流口相當(dāng)于換向閥。主油路液壓系統(tǒng)，其各油路均采用負(fù)載敏感比例多路閥，也就是在油路換向閥前設(shè)壓力補(bǔ)償閥。壓力油經(jīng)壓力補(bǔ)償閥，通過方向閥來向各液壓元件正常供油。2掘進(jìn)機(jī)使用中常出現(xiàn)的問題1）掘進(jìn)機(jī)常存在的問題。掘進(jìn)機(jī)在使用過程中有些型號的的確存在以下問題:①裝載和運(yùn)輸能力不足，效率也低，裝載、運(yùn)輸系統(tǒng)與截割系統(tǒng)不協(xié)調(diào)。②調(diào)定壓力下，操縱截割機(jī)構(gòu)升降油缸和回轉(zhuǎn)油缸動作時緩慢。③在掘進(jìn)時常需要支撐油缸穩(wěn)住機(jī)身，履帶也不能隨意開動。因煤層物理性質(zhì)的突變，截割滾筒突然卸載都會造成作用于系統(tǒng)的外載荷突變。液壓系統(tǒng)為主要功率傳遞方式的機(jī)械設(shè)備，沖擊載荷會導(dǎo)致油缸載荷的突變，從而使液壓系統(tǒng)承受嚴(yán)重的沖擊與振動，并造成系統(tǒng)工作壓力和運(yùn)動速度不穩(wěn)定，直接導(dǎo)致后支撐油缸緩慢自降，嚴(yán)重會使油缸等執(zhí)行元件損壞。2）液壓系統(tǒng)故障分析要考慮的因素。①按掘進(jìn)機(jī)各回路規(guī)定的壓力調(diào)整。壓力高了則容易使液壓油發(fā)熱，油溫上升，如果超過70℃時掘進(jìn)機(jī)就不能正常工作(工作機(jī)構(gòu)無勁)；壓力低了不能充分發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的性能。②掘進(jìn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的快慢與壓力無關(guān)，運(yùn)轉(zhuǎn)的速度則與流量有關(guān)（流量越大，速度越快）。③掘進(jìn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時必須使用冷卻水，不然會使油溫上升，導(dǎo)致不能正常工作。④液壓回路的吸油和回油過濾器都要定期清洗，不然雜質(zhì)會進(jìn)入液壓系統(tǒng)，使液壓元件破損，導(dǎo)致泄漏。針對這些運(yùn)行中存在的問題與不足，經(jīng)分析原因，的確是掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)不合理所造成，應(yīng)在返廠大修時對液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。有些不屬于設(shè)計(jì)問題，應(yīng)針對問題的性質(zhì)分別加強(qiáng)維護(hù)和定期修理予以排除。3掘進(jìn)機(jī)供水系統(tǒng)的功能1）系統(tǒng)功能。一般掘進(jìn)機(jī)配備內(nèi)外噴霧水系統(tǒng)，只有在啟動供水系統(tǒng)后才能啟動切割臂的電機(jī)。它配備有液壓驅(qū)動的高壓水泵，能在堅(jiān)硬巖石和巖塵較大時對巖塵的壓制及系統(tǒng)的冷卻。而切割臂上也可加裝錨桿機(jī)和拱梁托梁裝置。掘進(jìn)機(jī)的行走通過兩條自動漲緊的液壓履帶來完成。而每一條履帶又由一個低轉(zhuǎn)速高扭矩的液壓馬達(dá)來驅(qū)動。其中每個液壓馬達(dá)都配備有自動安全制動系統(tǒng)，只有在液壓或電氣系統(tǒng)出現(xiàn)功率損耗，或履帶控制桿處于空擋位置時才進(jìn)行安全制動。對于液壓、電氣系統(tǒng)中，還配備有安全鎖，使掘進(jìn)機(jī)的安全操作性能更高。液壓系統(tǒng)則由低壓先導(dǎo)回路控制高壓回路完成，其操作安全、可靠、省力。在電氣、液壓、供水系統(tǒng)中均設(shè)有壓力、溫度、位置和流量傳感器，信號經(jīng)PLC處理后通過機(jī)載的電腦顯示器可直觀、快捷的判斷故障點(diǎn)，這給掘進(jìn)機(jī)的維修帶來了便利。在液壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵部位還裝有測試口，通過專用的壓力表和檢測儀表就能很快地判斷出系統(tǒng)中的故障；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固、快速、穩(wěn)定、掘進(jìn)能力強(qiáng)、易維護(hù)、通用性強(qiáng)。2）供水系統(tǒng)的作用。它主要是對液壓油、截割機(jī)構(gòu)電動機(jī)進(jìn)行冷卻，并對掘進(jìn)工作面進(jìn)行內(nèi)、外噴霧除塵。通過內(nèi)噴霧，以冷卻截齒，延長其壽命，并防止截割時截齒與堅(jiān)硬巖石摩擦產(chǎn)生火花。同時，還有沖淡瓦斯等作用；外噴霧的作用主要是降低工作面粉塵。若水冷卻系統(tǒng)效果不好，則液壓系統(tǒng)的油溫溫升就過快，過高的溫度將導(dǎo)致液壓系統(tǒng)密封元件損壞率高、油泵壓力降低、元部件漏損嚴(yán)重和液壓馬達(dá)損壞等，所以要合理控制液壓系統(tǒng)的溫升。供水系統(tǒng)外來水分為三路，一是直接供給外噴霧；二是在水冷卻器后，經(jīng)過由馬達(dá)帶動的內(nèi)噴霧泵供給內(nèi)噴霧；三是在水冷卻器后，進(jìn)入截割電機(jī)(為水冷電機(jī))，對電機(jī)冷卻后，由撒水嘴流出。夏天，井下溫度高達(dá)28～35℃，若液壓系統(tǒng)溫升超過45℃時，油液溫度過高(＞80℃)，這會嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致停產(chǎn)。4液壓油溫的升高的原因及其處理措施掘進(jìn)機(jī)液壓油溫過高，主要原因是：一是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，其油箱的散熱面積不足，散發(fā)出去的熱量能力差；二是液壓泵、馬達(dá)、油缸和閥等液壓元件內(nèi)泄漏大，也容易造成發(fā)熱，使系統(tǒng)溫升快；三是冷卻系統(tǒng)堵塞或根本沒有開啟水冷、風(fēng)冷（有些型號的掘進(jìn)機(jī)根本沒有風(fēng)冷）。一般最佳工作溫度40—60℃。過低時應(yīng)斷續(xù)開啟電機(jī)，使得主機(jī)升溫，超過60℃應(yīng)停機(jī)降溫；四是風(fēng)冷的不合理。這可進(jìn)行改裝，比如把散熱器加大，或在散熱器的外面再多安裝一個風(fēng)扇。這都能改進(jìn)設(shè)計(jì)