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煤矿机械液压技术应用研究

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摘要:首先对液压技术进行概括性介绍,随后对煤矿机械液压技术应用中的常见问题进行分析,在此基础上提出解决煤矿机械液压技术应用问题的有效措施。

关键词:煤矿;机械;液压技术;故障

1液压技术概述

液压技术是现代化传动与控制实现的关键技术之一,鉴于此,可将液压技术分成两个部分:一部分是液压传动技术;另一部分是液压控制技术。二者虽然在工作原理上有所差别,但却都是以液体流体作为介质,通过对流体的理化性质进行利用,来达到动力传递的目的。帕斯卡定律是液压技术的基本原理,具体是指在一个密闭的容器当中,流体的压力以相等的数值向各个方向传递,借助伺服或是逻辑通断控制元件,对密闭容器中流体介质的能量进行传动与控制[1]。近年来,随着液压技术的快速发展,其在诸多领域中得到越来越广泛的应用,如工程机械、化工机械、矿山机械、运输机械、农用机械等。液压动力元件归属于机械基础零部件的范畴,绝大部分的机械基础件为功能件、运动件,它们的性能优劣,直接影响主机或是系统的运行可靠性,所以需要按照主机的需要,对液压动力元件进行选取,以确保主机稳定、可靠运行。

2煤矿机械液压技术应用中的常见问题分析

现阶段,我国的煤矿基本实现了机械化生产,由此使得煤矿的整体产能大幅度提升。在机械化生产中,各类机械设备是不可或缺的重要组成部分,而机械液压则是其中的关键技术。然而,由于该技术的应用尚不成熟,致使实际应用时,常常会出现一些问题,影响了煤矿机械的运行稳定性,不利于煤矿正常生产的有序进行。下面本文重点对煤矿机械液压技术应用中较为常见的问题进行分析。

2.1液压油温度异常引起的故障

煤矿机械液压系统中的液压油温度应当保持在40~50℃,在这个温度下,可以确保液压系统稳定运行[2]。一旦液压油的温度超过60℃,油的黏度会随之下降,其本身的作用则会减弱,如果油温居高不下,那么容易加快液压系统中部分元件的老化速度,并且还会使密封性降低,随着润滑效果的不断下降,机械的磨损程度会显著加剧,设备的使用寿命则会随之缩短。可见,液压油温度升高对机械液压系统的危害非常大。导致煤矿机械液压系统油温升高的原因相对较多,其中较具代表性的有设计原因和操作原因两个方面。

2.1.1设计原因造成的油温过高煤矿机械在运行中,要求所有元件都应具有较高的精密度,若是两个相邻的元件之间无法达到紧密衔接,则会产生摩擦,随着摩擦的不断加剧,会产生出一定的热量,最终会导致设备内部的温度升高,受此影响,液压油的温度也会升高,这种情况通常都是设计缺陷引起的[3]。

2.1.2操作原因引起的油温过高由液压技术的基本原理可知,其可将煤矿机械设备的机械能转换为液压能,并且也可以将液压能转换为机械能,依据能量守恒定律,在不同类型能量转换的过程中,会产生一定的热量,为避免这部分热量对设备运行造成影响,需要通过散热装置进行调温。由于受到人为因素的影响,致使液压油箱的散热面积过小,从而无法在较短的时间内将能量转换中产生的热量消除掉,进而引起油温升高。

2.2油质下降引起的故障

液压油是煤矿机械液压系统保持稳定运行的关键因素,它可以为系统提供动力,所以除了要选择与系统要求相符的液压油之外,还要确保液压油的品质。油中不能混入杂质,必须始终保持洁净。在对液压系统进行设计和制造的过程中,所有元件的配合表面均应当良好,并且还要有足够的精度,这是最为基本的要求。同时,液压系统中的阀芯、阻尼孔等元件都比较容易堵塞,一旦液压油中混入杂质,随着液压系统的运行,这些杂质便会造成阀芯或是阻尼孔堵塞,严重时甚至会使结合表面被划伤,由此会使系统的性能大幅度下降,可能会引起元件卡住的问题。所以,当液压油的品质下降时,很容易引起煤矿机械液压系统故障。

2.3空气原因造成的液压故障

煤矿机械设备液压系统中的液压油在可压缩性方面相对较小,基于这一前提,当液压系统处于正常运转时,液压油基本不会对系统造成影响。但是,与液压油相比,空气的可压缩性较大[4]。所以,当液压系统中进入空气后,便会严重影响系统的运行。在某些情况下,空气会混入到液压油中,如果压力不高,那么很容易导致液压油出现气泡,这样一来,便可能引发穴蚀现象。当高压出现后,液压油中的气泡在高压的冲击下,除了会使系统发出噪声之外,还会产生出热量,从而造成液压系统某个部位的温度升高,容易导致液压元件老化速度加快。不仅如此,还可能引起液压系统中某些机构出现异常,系统的运行稳定性会随之下降,严重时甚至会造成振动。

3解决煤矿机械液压技术应用问题的有效措施

3.1机械液压系统调速控制

为使机械液压技术在煤矿生产作业中得到有效运用,并减少或是杜绝各种故障的发生,应当对机械液压系统进行调速控制,通过这种方法,可以使系统的运行稳定性获得大幅度提升,并且还能使液压系统对现场环境的污染降至最低。煤矿企业可以结合自身的生产条件,并按照机械设备的运行环境,对液压系统进行调速设计,如在抬高采煤机械摇臂时,液压系统只需要对油马达进行定量,不需要调速,但必须对牵引部分的液压系统进行调速设计,可以采取改变节流阀面积的方法,来进行调节,将节流阀安装在过压关闭阀控制的油路上,以此来实现对液压系统的调控。同时,可以采用自动和手动相结合的方式对机械液压系统进行控制。这种方法主要是对液压油泵的流量进行调控,从而完成对油马达的调速,可在过渡的位置处,用两条通路与变量油缸的两侧相连,并将其中一条通路与液压油箱相连,另一条则与主油路相连,这样便可对进入变量油箱内的液压油量进行控制。实践表明,即使调控时出现偏差,液压系统仍然可以保持稳定运行,系统振荡可被控制在最小的范围之内[5]。

3.2防止液压油中混入杂质

当液压油中混入空气或是其他杂质时,会对机械液压系统的运行稳定性造成影响。为避免此类问题的发生,可在机械液压系统中,加装排气装置,这样即便有空气进入液压油内,也能通过排气装置及时将这部分空气排除,不会对系统运行造成影响。除了空气之外,还应防止水分混入液压油当中,一旦液压油与水发生混合,便会产生乳化现象,油品乳化后润滑性能会大幅度下降,容易导致液压元件的磨耗增大,使用寿命会随之缩短。对此,可以通过加强对液压油检测的方法予以解决,当发现油品进水乳化,必须及时更换,以免导致故障扩大。可在机械液压系统中加装防护罩,通过防护罩对粉尘进行阻隔,并增设空气瓶,提升油箱的密封性,避免污染物进入系统对油液造成污染。

3.3做好日常维护工作

由于煤矿机械液压系统的运行环境比较特殊,为避免各种故障的发生,应当做好维护工作,以便及时发现并对问题进行有效处理。机械液压系统在长时间运转的过程中,极有可能出现故障。因此,应当定期对液压系统进行维护检修。通过故障隐患排查和巡视检查相结合的方法,能够发现一些潜在的问题,从而为检修提供依据。同时,应由专人负责定期对液压系统进行清洁,去除掉系统表面的灰尘等杂物,并对接头部位进行重点检查,看是否存在液压油渗漏的情况,如果有则必须及时处理;应对液压油箱的油位状态进行检查,若是油位过低,则应及时补加,并找出导致油位过低的原因,加以解决处理;应对液压油的品质进行严格控制,以此来确保其纯净度。此外,煤矿企业可以引入专家诊断系统,借助该系统对液压系统的问题进行排查,以此来达到预防故障发生的目的。因机械液压系统的故障具有不确定性的特点,所以很难进行准确预测,而利用专家诊断系统,则能实时进行故障监测,一旦发现故障会通知操作人员进行处理,这样能够防止故障影响范围进一步扩大[6]。此外,煤矿企业应当对液压油品的更换方式及具体的更换过程进行规范,在更换液压油之前,必须对整个油箱进行全面清洗,将油箱内的杂质全部清理干净,如劣化产物、沉淀物、铁锈等。换油时,应当将油箱底部的螺塞打开,将油箱内的油液放出,并拆除顶盖对内壁进行清洁,可使用汽油进行清洗,不得用水清洗。清洗完毕后,可用聚氨酯海绵进行全面擦拭,不可使用棉布擦拭。

4结论

综上所述,煤矿机械所处的运行环境相对比较特殊,加之受到生产连续性的影响,从而使得机械设备需要长时间处于运行状态,这在一定程度上增大了机械液压系统的故障发生概率。因此,煤矿机械应用液压技术时,必须对可能出现的故障进行全面具体的分析,并采取合理可行的方法和措施加以预防和处理。只有这样,才能使液压技术的作用得以充分发挥,也才能使煤矿机械的运行稳定性获得显著提升,从而提高煤矿企业的生产能效,为企业带来一定的经济效益。

参考文献

[1]彭朋,靳颖泽,刘毅.煤矿提升机液压站冗余回路和闸瓦间隙保护的改造应用[J].煤矿机电,2017(12):121-122.

[2]苏青春.纯水液压传动技术在煤矿采掘机械中的应用探析[J].机械研究与应用,2017(10):109-110.

[3]房江勇.煤矿机械设备液压系统常见故障及预防措施分析[J].山东工业技术,2017(9):87-88.

[4]闫建军.煤矿采掘机械中纯水液压传动技术应用研究[J].当代化工研究,2017(6):68-69.

[5]杜洪生,张咸民,白观鹏,等.最新研发的液压调移装置在田陈煤矿的应用分析[J].煤矿开采,2018(8):89-90.

[6]樊颖辉.回填充液压支架在煤矿井下的应用及结构优化[J].机械管理开发,2018(7):76-77.

作者:邓青松 单位:开滦集团蔚州矿业有限责任公司单侯矿

煤矿机械液压技术应用研究责任编辑:张雨    阅读:人次