引言
采煤机为综采工作面的核心综采设备,其截割能力和可靠性直接决定综采工作面的生产能力。在实际生产中,由于工作面顶板和底部煤层载荷的突变导致截割滚筒所承受的载荷为动态变化的。因此,使其液压系统内的压力及流量受到冲击进而导致泄漏故障。
1.液压系统概述
本文以MG400/920-WD采煤机为研究对象,其液压系统主要由主油路系统、操作系统以及保护系统组成。如图1所示。其中,主油路包括有主回路、补油回路以及热交换回路。基于主油路通过改变液压泵的排量和流量方向实现采煤机调速和换向功能;补油回路为采煤机液压系统补充液压油;热交换回路为冷却油流经的回路,实现采煤机机械构件的冷却功能。
基于操作系统完成对采煤机辅助液压系统、截割部等各分系统的启动、停止、调速和换向功能。基于保护系统可实现对液压系统主回路的超压、低压、欠压以及主泵自动回零进行保护。
组成MG400/920-WD采煤机辅助液压系统液压系统的主要液压元器件包括主液压泵、液压马达、辅助液压泵和液压伺服变量系统。各液压元器件的参数如表1所示。
2.采煤机液压系统泄漏分析
综采工作面生产环境恶劣,湿度大、环境内粉尘浓度大且其在截割过程中振动较大,导致采煤机辅助液压系统出现牵引速度慢、单向牵引速度慢、双向不牵引的故障。主要表现为:
(1)当采煤机遇到较大阻力时将会出现停止牵引的现象;(2)采煤机只有一个方向能够牵引;(3)液压系统内部振动严重等。
经分析可知,导致采煤机辅助液压系统上述故障主要由其液压系统泄漏所导致。
液压系统的泄漏包括有内泄漏和外泄漏。不论液压系统的内泄漏还是外泄漏均会影响采煤机的工作效率和稳定性,且外泄漏还会加重液压油的损耗。因此,需解决液压系统的泄漏问题。
一般来说,导致液压系统泄漏的原因主要是由于其设计、制造不合理以及设备维护、保养不及时所导致的。经研究可知,MG400/920-WD采煤机液压系统泄漏主要是由液压元件及其油液被污染所导致。
(1)液压泵的泄漏
液压泵是采煤机液压系统泄漏的主要原因,具体为液压泵中柱塞与液压缸孔形缝隙所导致的泄漏;由于油液污染所导致液压泵的泄漏。据近两年统计结果,由于液压泵损坏所导致液压系统泄漏的故障统计如表2所示。
经分析,采煤机液压泵损坏的主要原因为油液污染所导致。因此,可通过控制液压泵油液的污染改善液压泵的泄漏故障。
(2)柱塞泵的泄漏
导致采煤机柱塞泵泄漏的原因包括有:
①柱塞泵发热严重导致其泄漏,且柱塞泵发热严重由其液压油温过高、柱塞泵各零部件的磨损严重所导致。其中,油温过高是由于其液压系统冷却器失效或液压油粘度系数过高所导致;柱塞泵各零部件磨损是由于其加工、安装精度不够所导致。
②柱塞泵密封件失效导致泄漏,由于柱塞泵内工作时的噪声导致密封件之间出现松动。
③柱塞泵斜盘调整倾角过小导致泄漏,由于柱塞泵斜盘倾角过小从而加剧柱塞泵内的波动。而且,由于配油盘油槽加工精度低导致柱塞泵内的压力和噪声增大。
④柱塞泵装配不合理加剧磨损导致泄漏,主要表现为柱塞与柱塞控制之间的间隙过大、配油盘定位孔与油泵定位销之间存在误差导致弹簧失效进而导致柱塞泵回程不满足要求。柱塞泵如图2所示。
综上所述,导致采煤机液压系统泄漏的主要原因为油液被污染或液压元器件设计、安装精度不高、各零部件的装配存在误差所导致。
3.液压系统泄漏的控制
针对采煤机液压系统泄漏的问题,为其液压系统增设油温控制装置、自动冷却系统。
(1)液压油油温过高是导致液压系统泄漏的主要原因,因此需对油液油温进行实时监测。
根据采煤机液压油的合理温度范围,将其温度监测范围设定为50～70℃。具体控制原理如下:当监测到液压油油温超过限值时,温度控制开关闭合且指示灯发亮并发出报警,进而触发电磁阀动作,控制采煤机停止运行。当液压油温度恢复正常后,油温控制开关打开,进而触发电磁阀动作,控制采煤机正常运行。
(2)自动冷却系统是配合油温控制装置使用的系统。
当油温超过限值时,冷却系统在泵的作用下将高温液压油经散热器回油箱,进行强制降温。当油温降低至合理值时,冷却泵停止运行,被降温后的液压油回到管路中。
4.结论
采煤机作为综采工作面的关键综采设备,其各分系统运行的可靠性和稳定性将直接决定设备的生产能力。液压系统泄漏是威胁采煤机高效、高产生产的主要因素,具体如下:
(1)导致采煤机液压系统泄漏的主要原因为液压油被污染以及液压系统元器件设计、安装精度不高,且各零部件安装存在误差所导致的。
(2)根据观测液压油的颜色变化判断液压油是否被污染,并针对性对液压油进行处理;此外,在系统维护中还需主要维护环境和工具的清洁性。
(3)针对性地为采煤机增设油温监测装置和冷却系统。
摘要：采煤机是煤炭生产的关键设备,其完好性与煤炭产能息息相关。然而由于采煤机液压系统泄漏造成煤炭产能下降,影响企业经济效益。为解决这一状况,本文对采煤机液压系统进行分析研究,分析液压系统泄漏原因,并做出针对性措施。
关键词：采煤机,液压系统,泄漏,液压油污染,冷却系统
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