液压支架液压系统常见故障分析

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液压支架液压系统常见故障分析

王志华

（唐山开滦铁拓重型机械责任有限公司，河北 唐山 063100）

摘 要：

液压系统是液压支架的主要动力来源，但由于受到各种外界因素的影响，一旦液压支架液压系统发生故障，会增加生产成本和维护成本，使生产效率大幅度降低，为了有效地防范液压系统发生故障，使液压支架液压系统更好地工作运行，就需要做好液压系统常见故障的分析，制定对应的预防措施，避免液压系统在运行中发生故障。

关键词：

液压支架；液压系统；故障分析中图分类号：TD355.4 文献标识码：A 文章编号：

11-5004（2021）04-0253-2 收稿日期：

2021-02作者简介：王志华，男，生于1984年，汉族，唐山人，本科，中级工程师，研究方向：液压支架。

液压系统主要是通过改变压强增大作用力，所以一个完整

的液压系统通常由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件以及液压油这五个部分组成，在液压支架液压系统的使用中，需要对液压支架经过多方面受力测试以及性能测试，并经过严格的检验，才能确保液压支架液压系统的可靠性，而确保完好的液压支架是保证综采工作面设备正常工作的必要条件。

1 液压系统的主要组成部分及功能1.1 动力部分

动力部分主要是将原动机具备的机械能转化为压力能，实现对设备提供压力的作用，常见的液压泵就是将电动机具有的机械能进一步转变为液压系统压力能的动力装置部分。1.2 执行部分

执行部分主要是将液体的压力，以及压力能转变为相应的机械能，通过机械设备将能量传递给各动作元件，从而使设备实现良好的运转[1]。1.3 控制部分

控制部分的主要作用是为了控制液压支架系统中的那些阀门，只有对这些常见的阀门进行控制，才能避免液体流向阀门，通过借助液压系统阀门，能够实现对流动方向和压力等情况的控制，最终有利于设备元件符合生产要求。1.4 辅助部分

在液压系统中，油箱、油管、滤油器、蓄能器以及压力表等元件都属于辅助元件，这些辅助元件是液压系统中必不可少的东西，如果缺少这些辅助元件，那么液压系统就无法正常运行。1.5 液压油

作为液压系统中能量传递的主要物品，常见的液压油大致可以分为三类，分别是乳化液、矿物油以及合成油，这三种类型的液压油由于所起的作用各不相同，因此，在使用的时候需要有所区分。

表1 安全阀故障现象以及排除方法

故障现象

可能原因排出方法

达不到额定压力

即开启

没有按照要求的额定压力调定安全阀开启压力重新按要求测试上井

弹簧疲劳，而失去要求的特性更换上井的弹簧调压螺帽松动上井按要求调试到关闭压力而不

能及时关闭

调座与阀体等有卡现象对上井进行检修更换

弹簧特性失效对上井的弹簧进行更换

密封面粘住通过检查上井检修、清

洗后进行更换

阀座和弹簧座发生错位重新调试上井

由于液压油元件有着单向阀、操纵阀、安全阀、过滤器等，当阀座以及阀垫等金属碎屑不能密封时，脏物进入液压系统后，由于没有清除，会导致液压元件出现反常的情况，如果弹簧不合格或者是被损坏，就会影响到安全阀的功能，而安全阀故障现象以及排除方法的分析如上表所示。

2 液压支架液压系统常见的故障2.1 液压元件质量较差

由于构成液压支架液压系统中的元件和辅助元件较多，其

中任何一个液压元件出现损伤或者失效，就会造成不同程度的液压系统故障。当液压支架液压系统中，动力执行元件作为液压系统的核心动力，如果在设计和制造中忽视了装入钢球、密封破损以及不配套等情况，就会导致液压元件质量差和抗污染能力低等情况，使液压系统的压力上不去，无法正常工作运行[2]。而液压系统的控制元件主要负责对压力的调节，因此控制元件中的安全阀、减压阀等设备材料质量差或者加工精度低，那么就会造成阀件配合间隙大，而造成堵塞以及磨损等故障。从而在辅助元件中，当油箱、油管、压力表等元件由于工作时间较长，受长时间高压、高速和大流量乳化液的冲击等情况，就会使密封溶胀过大等情况发生，严重影响设备元器件的正常工作。2.2 设备中油温过高

通常情况下，在液压支架液压系统中所用的液压油温应该保持在30℃-50℃之间，液压油的温度不能高于60℃，否则会造成以下问题。首先是油温过高会降低油的载度，会使之前已经调整好的工作机构与实际的运行速度降低。其次是当油温较高时，由于不会形成润滑油膜，使得润滑油膜的厚度变得比较薄，从而也会使两个相互接触存在的设备部件之间的机械磨损变大，最终导致设备在使用引发各类故障。最后是当油温过高的时候，液压油箱内的密封装置会快速老化，从而严重影响到液压油箱的实际密封性能，使用液压油箱等装置的使用寿命降低。2.3 液压油被污染

通常情况下，在液压系统中，由于进行能量传递的过程中需要借助油，同时选择合适的润滑油后，还需要确保液压油具有足够的干净性，能够防止各类杂质混入液压油内。但是在液压系统装置中，各类泵元件和阀门元件都需要有更好的配合精度，所以为了使两者之间的间隙变得更小，就需要避免表面的精度和光洁度被破坏 [3]。在液压系统中的液压元件通常会存在很多阻尼孔，这些阻尼孔会将液压油中的杂质堵塞主，从而造成液压系统难以正常运行，严重的情况下，会使吸油口的过滤器阻力增大，从而引发油泵出现噪音和振动的情况。由于在液压系统中，很多密封元件都属于橡胶材质，使得液压油会严重腐蚀这些橡胶元件而形成微小颗粒，最终造成堵塞阀芯而影响到液压系统的正常工作。

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2.4 杂质进入液压系统

通常所说的杂质主要是空气、水等物质，当这些物质进入液压系统后，会使液压系统受到影响，以空气为例，由于空气的密度较小，所以在液压系统中的压缩比例非常大。但由于液压油的可压缩比例非常小，因此液压油可以起到很好的传动作用，当液压油中混入空气，就会给液压系统的传动性能产生干扰，在压力较低的时候，空气会形成气泡游离在液压油中，最终形成穴蚀现象，而在高压环境下，空气又会被急剧压缩，这种剧烈的运动会导致空气释放出高热能，最终使液压系统内部的温度过高，使液压部件受损。与此同时，当空气进入液压系统后，会使液压油的传动性受到很大的影响，使液压系统在标准化的要求下无法实现原定目标，给生产带来不稳定的因素，当混入的空气体积较大时，很容易给相关设备的安全运行带来严重的隐患。而如果混入液压系统的是水，那么就会导致液压油发生乳化的情况，一旦液压油发生乳化，就会严重影响到液压油的润滑性，最终会腐蚀液压系统的各个元件而缩短这些元件的寿命，使液压系统无法正常运行。

3 液压支架液压系统故障的预防及维修措施

3.1 提高液压元件质量

在对众多液压元件质量差的情况下，需要在进购液压元件的过程中，严格把控元件的质量，通过选配良好的材质，以及功能合格的高抗污染能力的液压元件，有利于液压支架液压系统保持良好的运行[4]。

3.2 防止液压油温过高的措施

由于液压油温需要低于60℃，所以在实际的生产作业中，可以通过以下四种方式处理液系统压油温过高情况。首先是对油箱中的油液进行定期检查，保证液压系统中油箱中的油液充足，从而有利于更好地实现冷却润滑作用，同时对液压系统设备中潜在的污染物进行及时清理时，可以保证液压系统中相关液压设备干净、清洁，对于辅助系统达到实现散热的功能。其次是适当的降低油泵的选择作业时间，并对液压油的浓度检查注意，通过以液压油系统的实际运行为需求，可以科学、合理地选择使用对应的液压油，最终确保液压油的浓度和粘稠度达到规定的标准要求。然后是在降温中对油泵装置和背压阀元件的压力进行降压，在降压的时候，要确保液压系统可以实现长期稳定地工作。最后是对哪些需要采掘的设备装置必要的液压系统冷却装置，这是应为采掘设备在使用液压系统时，由于工作时间比较长，且工作环境比较恶劣，因此需要装置必要的冷却装置，才能使液压油温不至于过高，良好的冷却装置，有利于降低液压油的温度，使液压系统能够正常的运行。

3.3 防止液压油被污染的措施

为了避免液压油被污染，就需要做好必要的防治工作，确保液压油质量达标，清洁度符合NAS标准，因此在日常的作业中，可以通过以下两种方式来防止液压油的污染。首先针对被污染的液压油经常处理时，由于被污染的液压油种类和原因比较多，所以需要从液压油的储存过程进行预防，添加液压油作业以及日常的拆装过程中，通过做好相关方面的工作，可以有效地防治液压油污染问题。其次为了避免液压油被污染，在液压系统的日常运行中，可以通过对液压油的过滤工作，借助相关的过滤器过滤清洗设备等装置，实现对液压油污染的防治，从而有利于避免液压油被污染，实现液压系统的正常工作。3.4 防止杂质进入液压系统的措施

为了防止空气和水等杂质进入液压系统，在对空气、水等进入液压系统的原因进行分析后，可以从以下三个方面来防止杂质进入液压系统。首先是定期检查液压系统中的油量情况，确保油箱中拥有足够的油量，可以避免空气和水等杂质顺着油箱进入到液压系统中[5]。其次是做好液压系统的密封性，使液压系统的压力高于大气压，利用这种内压高的方式，可以很好地避免杂质进入液压系统内。最后是给液压系统油箱内装入合适的排水阀和排气阀，当油箱内有空气或者水分的时候，应该及时抽取水分和空气，可以很好的避免杂质进入液压系统内部。

4 液压系统的日常维护方法

（1）对液压系统的外表环境进行清理，通过重点检查元件、接头等位置，可以有效的避免接头结合处发生泄漏等现象，良好的清洁工作，是保证液压系统正常运行的关键。

（2）做好日常油温的抽查工作，为了避免液压油温过高，在液压系统工作时，可以随时抽查液压油箱内的温度，最简单的方式就是用手触摸油箱的侧面，确保油箱内的温度不超过60℃即可，一旦发现油箱内的温度超过60℃，那么就需要及时给予降温处理。

（3）做好液压油污染的检查，对可用的玻璃管从底部取油后，然后将这些油滴在滤纸上，如果液压油呈深黑色点状，那么就表示油污染受到了重度污染，而如果出现黄色环状，则说明油污染属于轻度污染。针对重度污染的液压油，则需要立即更换液压系统的液压油，坚决不能使用液压油，而对于轻度污染的液压油，可以根据液压系统的使用情况决定是否要更换。

（4）做好定期检查油位状态的工作，定期对液压系统的油位进行检查，确保油位保持在油尺的刻度位置，如果一旦油位降低，应该及时补充加油[6]。而选择液压油时，需要根据液压系统本身参数和工作环境的情况进行综合判断，通常情况下，在温度较低的环境工作时，液压油要使用低牌号以及防冻措施，对于不同牌号的液压油，由于液压油的性质各不相同，所以针对的工作系统、工作环境也有所区别，不能将这些液压油混为一谈。

5 结束语

在液压支架液压系统中，由于造成液压系统污染的原因比较多，而很多原因又是无法避免的，所以从液压系统的运行现状出发，通过充分做好液压系统的日常管理工作和维护工作，将液压系统中需要检查的位置做到全方位的检查，从而清理掉不必要的污染物，使液压系统能够更好的运转，避免了故障的发生，才能确保相关机械的安全、稳定的运行。

参考文献

[1] 郑青云,徐文炜.液压系统常见故障诊断分析[J].内江科

技,2019,v.40;No.295(06):28+122.

[2] 路晓玲.浅谈液压支架泄漏诊断及解决措施[J].中国石油和化工标准与质

量,2019,039(014):130,132.

[3] 赵俊杰.基于数据融合技术的液压支架故障诊断专家系统设计[J].自动化应

用,2019(11):68-69.

[4] 李伟.压力机液压系统常见故障分析与研究[J].现代制造技术与装

备,2019,No.277(12):153+155.

[5] 高晋,田慕琴,许春雨,等.液压支架电液控制系统总线通信故障检测研究[J].

煤矿机械,2019(8):173-176.

[6] 符林芳,代美泉,郭婷.斗轮式堆料机液压系统常见故障分析及液压系统改造

[J].液压与气动,2019,No.331(03):116-122.

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