综采工作面液压支架液压系统的故障诊断与分析

综采工作面液压支架液压系统的故障诊断与分析摘要：本文针对综采工作面液压支架的液压系统故障频率高的现状，分析液压支架故障特点、故障诊断。分析后判断导致乳化液泵故障的主要原因是乳化液的污染，为解决乳化液污染问题对液压支架液压系统污染控制作了动态分析。最后，在对乳化液全面主动性维护的基础上提出了支架液压系统故障的简易诊断方法。

关键词：液压系统乳化液泵诊断分析

1、引言

由于液压支架的工作过程中具备的升、降、推、移四个基本动作完全依靠液压传动与控制来实现，液压元件和部件的动作频繁，在液压支架的各组成部分中，液压系统的使用频率较高，是容易出现故障的部分；同时，液压系统中的元件数量较多，元件和油液都处于密封的壳体和管道内，不能从外部直接观察，出现故障不易判断。因此，通过在厂矿企业的实际调查并对常见的故障数据进行记录，对液压系统的故障进行科学的诊断与分析，找出故障原因对保障煤矿的安全生产是十分必要的。

2、液压支架的工作原理

液压支架是以高压乳化液作为动力源，通过多个液压缸的伸缩，使支架完成升起、降落、行走和推移输送机等各种动作，以便支架随工作面不断推进而反复支撑、前移和调整。

2.1 液压支架液压系统故障的分类

按液压故障发生的时间性分类。（1）早发性故障：这是由于支

架液压系统和液压元件的设计、制造、组装、调试等方面存在问题引起的。如新购的液压支架严重泄漏和噪声大等故障，一般通过重新检验测试和重新安装、调试是可以解决的。如果是设计上的不合理或液压元件制造上存在问题，就必须改进设计、调整制造工艺。（2）突发性故障：这是由于各种不利的偶然的外界影响因素共同作用的结果，这种故障发生的特点具有偶然性。如液压阀卡死不能换向；液压缸油管破裂，造成系统压力下降；液压泵压力失调等等。（3）渐发性故障：这是由于支架液压元件和工作介质等的劣化过程逐渐发展而形成的。劣化过程主要包括磨损、腐蚀、疲劳、老化、污染等因素。这种故障的特点是其发生概率与使用时间有关，它只是在元件的有效寿命的后期才明显地表现出来。如液压缸、液压泵、液压马达的磨损造成的内泄漏逐渐增大，当达到某一泄漏量时，故障就明显地表现出来；密封件的老化随时间而加剧，当达到有效寿命期时就失去了密封作用，导致系统严重泄漏；液压元件中的压力弹簧的疲劳随时间而加剧，当达到疲劳极限时，就失去了控制作用；工作介质的变质是随时间加剧等等。由于这种故障具有逐渐发展的性质，所以这种故障通常是可以预测。

2.2 乳化液泵故障分析

乳化液污染引起的污染磨损使乳化液泵容积效率下降，进而发生故障。为了降低污染磨损的危害，可从两方面着手。第一，提高泵的污染耐受度；第二，降低乳化液污染度。从资料中可知，对于污染磨损，材料硬度对提高零件的耐磨损性有很大的影响，耐磨性

随硬度的增大按指数规律增大。所以，提高零件表面处理硬度及硬化层深度是提高零件污染耐受度的重要途径。因此，对于乳化液泵主要零件采用合理的表面处理技术，可以提高乳化液泵的抗污染磨损能力。

3、乳化液污染的简易诊断法

简易诊断是靠维修工程技术人员利用简单诊断仪器和凭人的实际经验，对液压系统出现的故障进行诊断，判断产生故障的原因和部位，并提出相应的排除方法。

简易诊断类似中医常用的望、闻、问、切四诊。

3.1 望

望也就是看，通过工程技术人员的视觉，观察液压系统的各元件及整个系统的工作状况，通常有：（1）看速度。指执行机构运动速度有无变化和异常现象。对液压支架液压系统来说，也就是观察液压支架在几个动作中运动是否平稳，速度是否在允许范围内。（2）看压力。指液压系统中各测压点的压力值大小，压力值波动现象。对于液压支架液压系统来说，一般是观察系统的高压表、低压表、及背压表，看其读数值是否在规定范围内。（3）看介质。观察乳化液是否清洁，是否变质，液体表面是否有泡沫，液体量是否在规定的液线范围内。（4）看泄漏。指的是管路各接头、阀板接合处、液压缸端盖、泵轴端等是否有渗漏、滴漏现象。对于液压支架液压系统主要是看管路接头、阀板接合处等有无滴漏、渗漏。

3.2 闻

闻包括听和嗅两方面内容。嗅是用嗅觉器官判别乳化液是否发臭变质，橡胶件是否因过热发出特别气味等；听是用听觉判断液压系统是否正常，一般有：

（1）听噪声。听泵和液压系统工作时噪声是否过大；各种阀是否有尖叫声。

（2）听气蚀。对液压支架液压系统主要检查泵是否进空气。

3.3 问

问是通过访问设备操作者，了解设备平时运行状况。通常有：（1）问液压系统是否正常，泵有无异常现象。（2）问乳化液更换时间，滤网是否清洁。（3）问故障前系统是否调速，对于液压支架液压系统主要是操纵系统是否正常工作，有哪些不正常现象。（4）问发生故障前后对密封件或液压件是否更换过。（5）问发生故障前后液压系统出现过哪些不正常现象。（6）问过去经常出现哪些故障，是怎样排除的，哪位维修人员对故障原因与排除方法比较了解。

3.4 切

对于液压支架液压系统，切主要是通过手的感觉即触摸运动部件的工作状态：（1）摸温升。用摸泵、油箱和阀类元件外壳表面上的温度，若接触两秒感觉到烫手，就应该检查温升的原因。（2）摸振动。用手摸运动件和管路的振动情况，若有高频振动应检查产生的原因。（3）摸松紧程度。用手拧管接头、紧固螺丝等的松紧程度。

以上是简易诊断的各种方法。综合利用以上方法，充分发挥我们的“普通感官功能”，对减少液压系统故障是十分重要的。

4、结语

对乳化液全面主动性维护的基础上提出了支架液压系统故障的简易诊断方法。针对乳化液污染是整个液压系统故障的主要原因，提出全面主动预防性和简易诊断维护方式，合理利用工作人员的工作经验及现场实际条件降低乳化液污染度，以提高系统的可靠性，减少系统故障的发生。