煤矿掘进机液压系统的性能优化与故障排除

煤矿掘进机液压系统的性能优化与故障排除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