1  电动铲运机液压系统液压油

电动铲运机是由行走系统、铲装工作机构、转向机构、卷缆装置、制动系统及电控系统六部分组成。除电器系统外,每一部分都是由液压传动和机械装置组成的。因此,铲运机液压系统运行的好坏,是电动铲运机正常运行的关键。液压元件的消耗占铲运机备件消耗的80%以上。而液压元件的损坏绝大多数是因为液压系统的故障造成的,而铲运机液压系统能否正常运转,决定于对液压油的正确使用。

某型电动铲运机行走系统由静液压传动装置驱动，采用N68抗磨液压油，工作系统采用N46机械油。技术指数见表1。

从液压油的技术指标来看,是适用于电动铲运机液压标准的。但在实际工作中,液压油时常出现乳化变质、杂质增多等现象。使泵、马达等液压元件损坏频繁,效率降低,造成备件、油料消耗增大,增加出矿成本,影响企业效益。下面就这一现象进行分析,并提出对策,防止液压油污染、乳化变质,提高铲运机效率。

2  液压油污染及乳化的原因分析

液压油污染及乳化的原因很多,井下电动铲运机的工作环境比较恶劣,液压油受到污染及乳化的程度格外严重。

1)自然乳化。由于油品储存不当,存放时间过长,虽然还未使用,但有些经化验粘度变稠,酸值变化较大;油本身自然老化,已经或接近变质报废。不能使用,即使使用,也很快失效、乳化。

2)机械杂质。主要在运输、使用过程中混入沙粒、锈皮、金属末屑、矿粉等,沉淀或悬浮于液压油中,对液压元件的磨损危害极大。如泵、马达、油缸等液压元件的摩擦面产生磨损,造成液压元件损坏、漏油,机械效率降低。机械杂质和磨屑还会堵塞油路,影响液压元件正常工作。杂质降低油品氧化安定性,加速油品乳化变质。

机械杂质的产生有多方面的原因:（1）油液在装卸和运输过程中混入。由于井下铲运机工作环境差,运油、装油等工作路途远,在加油过程中,油具不清洁造成矿粉、岩粉、锈片等进入液压油;（2）在检修过程中,维修人员在检修更换液压元件时,周围环境清理不干净,矿粉、岩粉、锈片或金属碎屑等随工件进入液压油;（3）进入液压系统的机械杂质,在液压系统摩擦面间造成磨粒磨损和犁沟效应,引起表面材料的脱落,进一步加剧了机械杂质的增多;（4）系统中,各滤油器损坏或失效,造成悬浮在液压油的机械杂质不能及时被过滤。

3)水分。液压油中如果有水分,油中的表面活性物质就会吸附在油、水界面上,形成保护膜,严重破坏油的张力,降低油品抗乳化能力,减弱油膜强度,降低润滑效果,加速油品氧化。水同油中氧化产生的有机酸结合,会严重腐蚀液压元件结合面。而对液压油来说,由于其中的添加剂大部分为金属盐类,遇水就会产生水解反应,使添加剂失效,产生沉淀。含有水的油在高温下会汽化,不但破坏油膜,还会造成液压冲击。含水的油经过液压元件高压(37MP)、高速的剪切、聚合、剧烈振动,容易产生乳化。若水分超过0.1%,油品大量乳化变质,使油品失去粘性,降低传递动力的作用,失去润滑性能。粘度降低,会增大摩擦面的磨损。井下铲运机液压油中水分是由下列原因造成的:1巷道或回采工作面积水较多,顶板淋水大,铲运机通过时,有淋水冲洗油箱盖板,当油箱盖板紧固螺丝松动、橡胶密封垫密封不严或老化时,盖板上的积水漏进油箱内,形成游离水;2散热器片太脏,油垢太厚,散热效果不好,液压系统的热量散发不出来,导致油箱的油温升高,箱内的空气膨胀,从油箱排出。冷却时外面潮湿空气进入带进水分,混入油中。如此反复水分逐渐增多。

4)温度。温度对液压油性能的影响很敏感,温度升高油的粘度降低,其抗氧化安定性、抗乳化能力都会大幅度下降。造成液压油老化变质。温度升高的原因:①油的粘度太高,内摩擦阻力太大,液压油在工作中自身产生的热量太多;②油质变坏,阻力增大;③冷却器的散热效果不好,污垢太多,不能及时散热;④泵、马达等液压元件磨损造成内漏,产生热量增多,使温度上升;⑤由于油箱液面太低、吸油管漏气进入空气、入口滤油器堵塞产生空蚀现象等原因,使液压回路进入空气,在回路中产生液压冲击、振动,并使温度上升。

3  保证铲运机液压系统正常运行的措施

1)建立严格的设备用油管理制度。包括油品保管制度;司机加油、换油规定;换油周期和油质取样化验时间;油质考核办法等,做到有奖有罚、奖罚严明。

2)成立铲运机专业修理组,专门对铲运机泵、马达、油缸等重要液压元件进行修理和管理。禁止其他人员修理,以保证液压元件的质量和清洁度。

3)对每台铲运机使用泵、马达、液压油的情况,跟踪调查,做好数据统计和异常分析,建立档案,为液压系统的动态管理提供依据。

4)新进液压油加油前必须化验,用滤油机过滤。倒装油桶时,盛油工具必须清洁,实行专人专管,分桶管理,桶外贴好标签,做到专桶专用避免混桶。

5)司机和保机人员,每班检查油箱上盖螺丝是否松动及密封情况,防止淋水渗入。工作前要先用风或其它方法清理散热器表面的灰尘,确保散热器效果良好。采掘工作面水分大时,每班开动前要从油箱下口放出游离水,以防止水份混入油中,减少油品老化、乳化。

6)定期清理加油滤网,吸、回油滤网。保持滤网清洁,规定液压油每月过滤一次,3个月取样化验一次,化验结果符合标准的可继续使用,反之限期过滤或更换。

7)规定更换新油时,要先清洗全部液压系统,注油后打开回油接头,待残留油液排静后再紧好油箱回油管接头。

8)由于铲运机液压系统使用N46机械油和N68抗磨液压油,N46机械油的抗乳化、抗氧化能力较差,在井下恶劣环境下极易乳化。为此,将其改为N68抗磨液压油,提高了工作系统液压油的性能,也防止出现两种油混用的危险。

9)由于液压油中经常有金属碎屑混入其中,磨损液压元件,为此,在油箱中的回油口与吸油口之间安装一块磁铁,以将金属碎屑吸附清出,减轻了吸油滤网的阻力。

10)为避免司机用铲斗铲运或破碎大块,造成超负荷运行,增设压力继电器。同时调整铲运机液压系统的工作压力,以保证其正常使用。

11)有计划的开展技术培训,做好司机和维修人员的思想教育和技术教育工作,使他们掌握铲运机液压系统使用和维护的技术、用油质量要求,加油、换油的注意事项和程序。

12)加强细化铲运机使用备件材料管理,承包到机台与个人经济利益挂钩。提高经济意识,转变观念,树立市场经济管理思想。

4  液压系统的故障分析

1）转向液压系统的故障

转向液压系统常见的故障有转向油缸不动作，系统压力过低，系统压力不稳定和外部泄漏等。

转向油缸不动作主要原因是油箱液压油太少，转向控制阀失效。油质被污染，阀体内有杂物，使油路堵塞，阀芯磨损腐蚀。弹簧疲劳折断，阀体安装时产生变形，造成转向阀阀芯不能移动。转向泵齿轮严重磨损，或者转向泵传动装置损坏，转向泵不能输出压力油。转向油缸活塞密封件损坏，失去密封作用。油缸臂磨损拉伤，有沟槽，内泄量很大。吸油管，压力油管及管接头损坏漏油。处理这一故障时，先检查油箱是否无油或油太少，根据实际情况给油箱加油。检查油泵及传动装置，查看油泵齿轮磨损情况，传动装置是否损坏。油泵磨损应进行修理，磨损严重时及时更换。疏通整个油路，清洗转向阀阀芯及相关液压元件，阀芯磨损进行打磨修整，弹簧疲劳折断应更换弹簧，转向缸活塞密封件损坏，油缸拉伤应更换新件。

转向液压系统压力过低主要原因是转向泵发生故障，油泵输出的液压油达不到额定压力。转向阀中的安全阀开启压力过低，或者安全阀芯损伤，出油口处于常开状态，管路元件损坏漏油，系统压力建立不起来。处理故障时检查油泵是否正常，如果油泵损坏，应进行修理或更换。转向安全阀压力设定值不正确，

重新调整安全阀压力，使压力达到15.0MPa，安全阀损坏应及时更换。管路元件破损漏油，更换O型密封圈和相应管路元件。

转向系统压力不稳定主要原因是液压油中含有空气，油路侵人杂质，造成油液污染，系统中液压元件本身工作不稳定。处理故障时，先检查液压油路，对油路进行排气，如果油质污染，清洗阀体等液压元件，排放和洗涤系统油路，更换原有液压油。液压油的粘度过高或过低，更换推荐粘度的液压油。

液压系统外部泄漏主要是密封圈损坏，失去密封作用。液压元件损坏，或者阀体出现气孔。处理故障时，拆卸清洗液压元件，核对密封圈是否符合标准，更换损坏密封圈和阀体。

2）大臂/铲斗液压系统故障

大臂l铲斗液压系统常见的故障有举升油缸不动作，举升油缸动作过慢，举升油缸产生波动或冲击，举升大臂不能落下，铲斗油缸无动作，铲斗油缸动作过慢，铲斗油缸动作时产生波动或冲击等。

举升油缸不动作主要原因是油箱油位过低，油泵供给油量不足，油泵不工作，不能输出压力油，系统安全阀压力调节不当或已经损坏，使举升系统压力达不到要求。举升油缸活塞密封件损坏，造成油缸内泄很大，外部油管破损，油缸无来油或来油不足，铲斗中装载量超过油缸举升能力。处理故障时，检查油箱油童，如果油位太低，应把液压油加到规定油位。油泵损坏，进行修理，修理后达不到要求应更换。系统安全阀压力调整不当，重新调安全阀，使系统压力达到21.0MPa。如果油缸活塞密封件损坏，管路破损漏油，应更换密封件和油管。

举升油缸动作过慢主要原因是油缸供油不足，油缸密封件损坏，液压油泄漏，系统油路受阻，液压油流动不畅。系统安全阀或油缸过载安全阀调节不当，大臂构件发生变形，无活动间隙，缺少润滑，举升臂铰销损坏，运动件之间产生挤压摩擦。处理故障时，先检查油箱油位，油位过低应添加液压油。油泵损坏进行修理更换。清洗液压油路和油箱，更换损坏的密封件。系统安全阀或油缸过载安全阀压力不合要求，重新调整系统安全阀，使系统压力为21.0MPa，油缸过载安全阀压力为24.0MPa。举升臂铰销损坏应更换，缺乏润滑的地方加注润滑油，大臂构件发生变形，拆卸下来进行校正。

举升油缸产生冲击波动是由于液压系统进人了空气，活塞杆弯曲，缸筒变形或活塞拉伤。处理这种故障，检查油箱油位，油量不够应加满。接头、管路及油缸密封处进气，根据需要进行修理，更换密封件。对损坏的油缸和活塞杆进行修理。

举升大臂无负载时不能落下，主要原因是油缸发生故障，大臂构件产生变形，无活动间隙，缺少润滑，举升臂铰销损坏。

处理故障时，拆卸变形大臂进行校正，更换损坏的铰销，缺少润滑的部位加注润滑油。

铲斗油缸的故障原因和处理措施与举升油缸故障相似。

3）制动系统故障

制动系统常见故障有制动不动作，制动系统压力不足，蓄能器和充压阀故障等。

制动不动作是由于液压油箱油位过低，油泵丧失作用，不能输出足量的压力油，吸油管、压力油管及管接头损坏漏油。处理故障时，检查液压油箱的油量，油量不够加油。修理损坏的油泵，更换破损密封件和其它元件。

制动系统压力不足是由于油泵发生故障，系统安全阀开启;压力调整不当，系统油管泄漏等造成的。处理故障时，声查油泵损坏情况，修理损坏零件，如果无修复价值应更换新件。系统安全阀开启压力如果过低，重新调整安全阀压力设定值为16.0MPa，油管、接头破损漏油应更换新件。

蓄能器故障常常会出现蓄能器不能充油，充油时间过长，充油压力不高频繁充油等现象。其主要原因是油箱油位太低，液压泵故障，蓄能器气囊充气压力不当，蓄能器管路及接头处漏油或堵塞。处理故障时，检查液压油箱的油位，油位过低应加油。蓄能器预充气压力过高或过低，把预充压力调整到6.2MPa，修理损坏的油泵，更换破损密封件和油管。

充压阀故障是由于阀芯磨损或卡住，O形圈老化破损，充压阀弹簧疲劳折断，过滤器杂质过多，堵塞油路等造成的。处理故障时，检查阀芯磨损情况，如果阀芯磨损超出极限应更换，过滤器粉尘过多，清洗过滤器滤芯，检查充压阀弹簧弹力，弹力不合标准应更换。

卷缆液压系统主要故障是卷缆卷不动，其原因是液压油箱无油或油位过低，卷缆油泵损坏，不能正常供油，卷缆阀、油管及接头漏油或堵塞。

卷缆马达发生故障，马达轴承严重磨损或损坏，不能正常运转。处理故障时，根据油箱油位进行加油，清洗卷缆液压系统的滤芯和油路，保证油液正常流动。检查系统压力，电缆卷人时压力为8.6MPa，电缆放出时压力为6.4MPa，如果压力不符合标准值要及时调整。卷缆阀、卷缆马达出现故障，进行修理，损坏严重要更换。

4）其它故障

液压油中气泡过多，主要是由于油的等级或粘度不适当，大量的油绕过溢流阀。处理故障时，将液压油全部放掉，再加入适当的液压油。如果溢流阀压力调整值过低，按规定调整溢流阀，无法修复时应更换。

液压系统油温过高，这主要是由于连续高压力作业，油从溢流阀绕过油的等级或粘度不对，液压泵损坏。处理故障时，将液压系统中的油全部放掉，换用适当粘度的油，修复损坏的油泵，改正作业方法，限制在高压力下长时间作业。