劉宇光

摘要：采煤機的液壓系統(tǒng)是采煤機整機的一個重要部件，其主要作用是將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽瑸椴擅簷C的調(diào)高系統(tǒng)提供液壓動力；同時為行走部件的制動提供控制油路。我公司電牽引采煤機的常見故障中，液壓系統(tǒng)故障占有相當大的比重。而這其中，電磁溢流閥的故障為最多，約占50%以上。因此，減少電磁溢流閥的故障就成為采煤機質(zhì)量提升的關(guān)鍵所在，本文就此對電磁溢流閥故障的優(yōu)化改進做出介紹。

關(guān)鍵詞：電磁溢流閥故障；過濾器；油液污染

1 電牽引采煤機液壓系統(tǒng)工作原理

電牽引采煤機液壓系統(tǒng)主要包括調(diào)高系統(tǒng)和制動系統(tǒng)兩個部分（如圖1）。采煤機的液壓系統(tǒng)由電機驅(qū)動液壓泵將機械能轉(zhuǎn)換成液壓力，用先導電磁溢流閥控制整個系統(tǒng)壓力，一路油液通過手液動換向閥驅(qū)動采煤機的左右調(diào)高油缸控制采煤機的滾筒升降；另外一路油液經(jīng)過減壓閥減壓后再通過剎車電磁閥控制采煤機的制動。最終油液通過精過濾器返回油箱。

2 故障分析

根據(jù)市場調(diào)研電牽引采煤機的故障中，調(diào)高液壓系統(tǒng)故障占有相當大的比重，主要有：電磁溢流閥故障、油缸故障、調(diào)高泵故障、液壓鎖故障等。電磁溢流閥的故障為最多，占調(diào)高液壓系統(tǒng)故障的50%以上。由于井下工作環(huán)境差，油液容易被污染，電磁溢流閥阻尼孔又太小，致使經(jīng)常發(fā)生電磁溢流閥阻塞現(xiàn)象，使得調(diào)高液壓系統(tǒng)不能正常工作。所以油液的清潔度成為導致調(diào)高系統(tǒng)故障的主要原因。根據(jù)我們的調(diào)查結(jié)果，我們對導致油液清潔度差的原因進行了深入的探討，經(jīng)過整理之后得到如下重點原因：

（1）人員對油品清潔度的重要性不夠重視。由于井下環(huán)境差，液壓油容易被污染，井下工作人員不能及時檢測油液清潔度。

（2）設備磨損雜質(zhì)進入系統(tǒng)。由于機械設備長時間的工作，液壓元件會有一定程度的磨損，磨損下來的雜質(zhì)會隨油液的流動進入油箱，造成油液的污染。

（3）液壓元件裝配前清理不徹底。液壓元件在裝配前應對元件進行徹底清理，然后再安裝。如清理不徹底，裝配時殘留下的雜質(zhì)就會進入系統(tǒng)，導致發(fā)生故障，這也成為系統(tǒng)初期使用時發(fā)生故障的主要原因。

（4）井下空氣污染嚴重。井下空氣中含有大量的灰塵，這些灰塵會通過泵站中的空氣過濾器和油箱中的一些縫隙進入油箱，從而污染油液。

（5）工作條件的限制。過濾器濾芯是保證油品質(zhì)量的重要因素，需要根據(jù)使用時間的長短、使用環(huán)境的好壞定期更換。但由于采煤機泵站安裝空間狹小、井下拆裝不便，定期更換濾芯存在一定的難度。

3 解決措施

分析以上導致油液清潔度差的原因，想要采取措施均存在一定難度。所以要想更好地解決溢流閥堵塞的問題，只能通過其他途徑來解決。我們QC小組，通過大家的集思廣益，找到了解決的方法：“在油液進入電磁溢流閥之前加一個高壓過濾器”，由于這種只針對進入電磁溢流閥的油液進行過濾的過濾器工作負荷低，從而延長了使用壽命，很好地避免了井下環(huán)境限制，更換濾芯不易的難題。但受到井下采煤機泵站的空間限制，市面上找不到滿足連接尺寸和外形尺寸的過濾器。針對這種情況，我們單獨設計了一個合適的過濾器。

4 過濾器的設計

過濾器設計的核心是設計滿足額定流量、外形尺寸要求的濾芯。過濾器的工作能力，取決于濾芯的有效工作面積、濾芯本身的性能、油液的粘度與溫度、過濾前后的壓力差以及油中固體顆粒的含量。過濾器出入口的壓差越大，阻力越小時，過濾器的出油能力越大，油液流經(jīng)濾芯的速度越低，表面壓力越小，則過濾精度越高。應盡可能選擇液壓阻力小的濾芯，以延長濾芯的清理周期。過濾器的設計主要根據(jù)工作壓力、額定流量、過濾精度要求選擇濾芯材料，按所要求的流量及選擇的濾芯材料來計算過濾面積。根據(jù)電牽引采煤機泵站的額定流量和有限的空間，最終選用單位濾油能力較大的線隙式濾芯。

濾芯的有效過濾面積A

A=QμaΔp×104（mm2）

式中Q=80L/min泵站的供油流量

μ=4.14×102Pa·s油的動力粘度（46#液壓油）

△p=100000Pa壓力差

a= 10L/cm2濾芯材料的單位濾油能力（采用線隙式濾芯）

最終求得A=5520 cm2

根據(jù)濾網(wǎng)的面積我們就設計出了一個專用的過濾器濾芯，從而也得到了一個滿足要求的過濾器。圖2是改進后的閥組設計效果圖。

5 結(jié)語

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，在電磁溢流閥前增加我們設計的專用過濾器后，有效地減少了采煤機的故障率，對增強我公司采煤機在煤礦行業(yè)中的競爭力起到了積極的作用。

參考文獻：

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[2]雷秀.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2005.8.