掘进机机载喷雾泵(煤矿掘进机液压系统的性能优化与故障排除)

Posted 2023-05-27

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掘进机机载喷雾泵(煤矿掘进机液压系统的性能优化与故障排除)

煤矿掘进机由于长期在复杂的环境和工作条件下工作，这就很容易发生故障，特别是液压部分发生故障率的机会更多。液压系统由于比较复杂，出现的问题还比较难以查找。因此，正常使用掘进机，就要对常出现的一些故障进行分析和有可靠的解决方案。运用正确的分析方法，并结合掘进机的实际情况，以便提高常见故障的分析与处理能力。通过不断地提高查找掘进机故障的技术水平，以促进掘进机能够安全高效地正常运转。

1 掘进机液压系统工作原理

掘进机液压系统由两个变量泵来提供液压动力的，即第一泵具有恒功率、压力切断和负载敏感功能；第二泵则具有恒压力、负载敏感的功能。其中第一泵给油缸、行走和喷雾回路提供高压油，而第二泵则给一运和左右星轮提供高压油。

掘进机液压系统一般是由多路阀液压系统、液压泵控制系统和各动作元件液压系统(油缸、行走、装载运输和先导控制液压系统)等组成。其中多路换向阀液压系统则是掘进机的主油路，其决定了液压泵向各液压元件的供油的方式和掘进机的工作特性。像EBZ260型掘进机，其就采用了闭中位负载敏感比例多路换向阀，它的各油路的流量变化则随阀芯位移成比例的变化（闭中位负载敏感比例多路换向阀的工作原理如图1所示）。变节流口相当于换向阀。主油路液压系统，其各油路均采用负载敏感比例多路阀，也就是在油路换向阀前设压力补偿阀。压力油经压力补偿阀，通过方向阀来向各液压元件正常供油。

2 掘进机使用中常出现的问题

1）掘进机常存在的问题。掘进机在使用过程中有些型号的的确存在以下问题:

①装载和运输能力不足，效率也低，装载、运输系统与截割系统不协调。

②调定压力下，操纵截割机构升降油缸和回转油缸动作时缓慢。

③在掘进时常需要支撑油缸稳住机身，履带也不能随意开动。因煤层物理性质的突变，截割滚筒突然卸载都会造成作用于系统的外载荷突变。液压系统为主要功率传递方式的机械设备，冲击载荷会导致油缸载荷的突变，从而使液压系统承受严重的冲击与振动，并造成系统工作压力和运动速度不稳定，直接导致后支撑油缸缓慢自降，严重会使油缸等执行元件损坏。

2）液压系统故障分析要考虑的因素。

①按掘进机各回路规定的压力调整。压力高了则容易使液压油发热，油温上升，如果超过70℃时掘进机就不能正常工作(工作机构无劲)；压力低了不能充分发挥掘进机的性能。

②掘进机运转的快慢与压力无关，运转的速度则与流量有关（流量越大，速度越快）。③掘进机运转时必须使用冷却水，不然会使油温上升，导致不能正常工作。

④液压回路的吸油和回油过滤器都要定期清洗，不然杂质会进入液压系统，使液压元件破损，导致泄漏。

针对这些运行中存在的问题与不足，经分析原因，的确是掘进机液压系统的设计参数不合理所造成，应在返厂大修时对液压系统进行优化设计。有些不属于设计问题，应针对问题的性质分别加强维护和定期修理予以排除。

3 掘进机供水系统的功能

1）系统功能。一般掘进机配备内外喷雾水系统，只有在启动供水系统后才能启动切割臂的电机。它配备有液压驱动的高压水泵，能在坚硬岩石和岩尘较大时对岩尘的压制及系统的冷却。而切割臂上也可加装锚杆机和拱梁托梁装置。掘进机的行走通过两条自动涨紧的液压履带来完成。而每一条履带又由一个低转速高扭矩的液压马达来驱动。其中每个液压马达都配备有自动安全制动系统，只有在液压或电气系统出现功率损耗，或履带控制杆处于空挡位置时才进行安全制动。对于液压、电气系统中，还配备有安全锁，使掘进机的安全操作性能更高。

液压系统则由低压先导回路控制高压回路完成，其操作安全、可靠、省力。在电气、液压、供水系统中均设有压力、温度、位置和流量传感器，信号经PLC处理后通过机载的电脑显示器可直观、快捷的判断故障点，这给掘进机的维修带来了便利。在液压系统中的关键部位还装有测试口，通过专用的压力表和检测仪表就能很快地判断出系统中的故障；系统结构简单坚固、快速、稳定、掘进能力强、易维护、通用性强。

2）供水系统的作用。它主要是对液压油、截割机构电动机进行冷却，并对掘进工作面进行内、外喷雾除尘。通过内喷雾，以冷却截齿，延长其寿命，并防止截割时截齿与坚硬岩石摩擦产生火花。同时，还有冲淡瓦斯等作用；外喷雾的作用主要是降低工作面粉尘。若水冷却系统效果不好，则液压系统的油温温升就过快，过高的温度将导致液压系统密封元件损坏率高、油泵压力降低、元部件漏损严重和液压马达损坏等，所以要合理控制液压系统的温升。

供水系统外来水分为三路，一是直接供给外喷雾；二是在水冷却器后，经过由马达带动的内喷雾泵供给内喷雾；三是在水冷却器后，进入截割电机(为水冷电机)，对电机冷却后，由撒水嘴流出。夏天，井下温度高达28～35℃，若液压系统温升超过45℃时，油液温度过高(＞80℃)，这会严重影响液压系统的正常工作，导致停产。

4 液压油温的升高的原因及其处理措施

掘进机液压油温过高，主要原因是：

一是液压系统设计不合理，其油箱的散热面积不足，散发出去的热量能力差；

二是液压泵、马达、油缸和阀等液压元件内泄漏大，也容易造成发热，使系统温升快；

三是冷却系统堵塞或根本没有开启水冷、风冷（有些型号的掘进机根本没有风冷）。一般最佳工作温度40—60℃。过低时应断续开启电机，使得主机升温，超过60℃应停机降温；四是风冷的不合理。这可进行改装，比如把散热器加大，或在散热器的外面再多安装一个风扇。这都能改进设计缺陷。假如掘进机是否正常油温高，这要先检查液压系统回油压力是否正常；液压油散热器有无堵塞，也可拆下进行冲洗；回油过滤器也不能脏；回油油管路里有时也会有阀门、断弹簧或阀门卡住等，这都会出现供油系统油温升高的情况。

结束语：

综掘机上应用液压传动系统，因具有结构紧凑、工作平稳、操作简便和省力的功能，给人们的操作带来了很多便利。但是，如果操作、检修、维护不当，那么故障率就会大大提高，以及严重影响综掘机的使用可靠性和寿命，使得综掘工作面生产效率也会大降。因此，规范操作综掘机液压系统和提高检修、维护质量，这对于提高综掘机的开机率和综掘工作面生产效率都有很大帮助。

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