采煤機液壓系統(tǒng)油液污染防治技術(shù)研究

焦潞平

（山西長治郊區(qū)三元南耀吉安煤業(yè)有限公司， 山西 長治 046031）

引言

采煤機液壓系統(tǒng)油液是能量承受和傳輸?shù)慕橘|(zhì)，如果油液被污染，如混入煤塵、巖塵等固體雜質(zhì)，液壓馬達、主油泵、齒輪、管路、各類閥組等元件等均可能受污染而受損，導致液壓牽引系統(tǒng)失效。據(jù)美國麻省理工學院R博士的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采煤機的液壓牽引系統(tǒng)故障率高達七成來自于油液污染；而據(jù)日本Nippon公司實驗驗證，如果對液壓系統(tǒng)的油液污染進行主動防治，可減少液壓接觸元件磨損率達九成，主油泵使用壽命延長八成，其他各部元件壽命均可延長五倍以上[1-3]。

1 油液污染的來源

按照污染形態(tài)來分油液污染主要包括固體類、液體類和氣體類等類型，固體類如煤塵巖塵顆粒、元件磨損碎屑等，液體類如水、油路中各類化學污染物等，氣體類則主要是油液化學反應生成的各類有害氣體等。

按照油液污染的來源分析，則主要包括原生污染物、生成污染物和外界污染物三種。第一，原生污染物。主要是液壓元件等在生產(chǎn)及使用過程中因為工藝等原因產(chǎn)生的焊渣、碎屑、灰塵等雜質(zhì)，因使用前或使用過程中未及時清理，導致這些雜質(zhì)在油液系統(tǒng)中持續(xù)作用，損毀液壓元件等，因此液壓元件在生產(chǎn)及使用過程中應及時注意清理，防止使用前被污染等。第二，生成污染物。主要是由于齒輪等液壓元件在使用過程中因為磨損、撞擊、銹蝕等原因產(chǎn)生或脫落出金屬顆粒、碎屑等，對元件運行造成損害，因此，要在液壓系統(tǒng)中安裝過濾器，并對其進行定期維護，并通過檢測手段對油液的清潔度進行定期檢查，并進行定期過濾及清理處理，除去油液中的雜質(zhì)。第三，外界污染物。主要是在現(xiàn)場作業(yè)過程中混入油液系統(tǒng)的雜質(zhì)，包括井下加油時注入的油液混有雜質(zhì)、注油口煤塵顆?；烊氲龋瑧訌姮F(xiàn)場管理，避免雜質(zhì)混入。

2 油液污染控制的小油箱理論

采煤機液壓系統(tǒng)中均存在一個儲存油液的裝置即油箱，除了最基本的儲存功能，其還能夠使油液得到過濾和散熱。理論分析認為，油箱體積V對液壓系統(tǒng)的凈化效率有一定影響，從而成為油液污染控制的重要因素。對于油箱的體積V，設計時尺寸一般為高壓主油泵流量的6倍左右，或低壓主油泵的3倍左右，此為傳統(tǒng)的油箱尺寸取值方法[4]。

但是傳統(tǒng)方法為了達到儲存量及流量保證，取得的油箱尺寸往往較大，留有較大富余系數(shù)，造成液壓系統(tǒng)的自重過大，效率較低。液壓系統(tǒng)工作時，油箱內(nèi)油液量隨時變化，正負氣壓效應會使外界煤塵顆粒等有進入系統(tǒng)的可能，從而形成油液污染。根據(jù)圖1所示，油箱自帶的過濾及清洗功能會對進入液壓系統(tǒng)的雜質(zhì)顆粒進行處理，M為進入油液系統(tǒng)的雜質(zhì)顆粒，t為處理時間，對于相同數(shù)量的M0雜質(zhì)顆粒，若要處理到標準穩(wěn)定值M0，當油箱體積為V時，耗時為t3，體積為V/2時，耗時為t2，體積為V/4時，耗時為 t1，顯然 t1＜t2＜t3，故可得出油箱體積越小，越有利于油液污染控制的結(jié)果。因此，應加強對小油箱理論[5]的研究及應用，改變傳統(tǒng)的油箱設計理念，提高液壓系統(tǒng)自身清潔能力。

3 油液污染防治措施

圖1 油箱體積對油液雜質(zhì)控制的影響

1）加強液壓油脂管理。應加強成品油脂的采購合格管理，加強源頭控制；加強油脂沾染工具的清潔管理，如吸油泵、油桶、油斗等，使用前清洗，使用后妥善保存，不可混用亂用；加強使用管理，現(xiàn)場作業(yè)人員在提油、運油、注油等各個環(huán)節(jié)必須加強清潔管理，杜絕污染顆粒隨油脂進入液壓系統(tǒng)。

2）加強液壓元件管理。應加強液壓元配件的采購合格管理，杜絕殘次品元件，加強源頭控制；加強液壓元件的運輸、儲存、保養(yǎng)管理，防止元件人為碰撞、損傷、銹蝕、污染等；加強液壓元配件的使用管理，各類元配件進入液壓系統(tǒng)使用前，必須使用專用清潔劑及清潔工具徹底清洗，除去鐵屑、毛刺、油污等雜質(zhì)，并加強裝配期間的污染管理及清潔環(huán)節(jié)管理，搭設合格防塵棚，作業(yè)人員應高度負責，杜絕使用沾染污染物的元件。

3）加強采煤機的日常維護。生產(chǎn)班作業(yè)人員使用采煤機時應注重保持采煤機衛(wèi)生，尤其是作業(yè)完畢后加強對采煤機機身的衛(wèi)生清理，防止煤塵顆粒堆積；檢修班作業(yè)人員應加強對采煤機液壓系統(tǒng)的日常監(jiān)測及清理，定期進行污染程度監(jiān)測分析、油質(zhì)分析、元配件損傷分析、油脂泄漏分析，并進行針對性處理，防止采煤機帶病作業(yè)。

4）加強采煤機自身系統(tǒng)的污染控制。首先從采煤機設計角度，應重視小油箱理論對污染雜質(zhì)的處理效率的提高作用，并不斷應用于研究及實踐應用；同時，對于采煤機自身清潔過濾器等元件的選擇應結(jié)合液壓系統(tǒng)的具體工作參數(shù)確定，既能保證合格的過濾性能，又要防止浪費，并需加強過濾性能的監(jiān)測及維護。

4 結(jié)語

采煤機液壓系統(tǒng)的可靠運行對整個采煤機系統(tǒng)至關(guān)重要，而加強液壓系統(tǒng)油液污染的防治更是重中之重，科技工作者應不斷加強科研技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)自清潔能力更強的液壓系統(tǒng)元件及采煤機，煤礦企業(yè)管理人員應注重科學管理，制定完善可行的污染防控及治理措施，基層使用及維護人員更應加強責任心，加強采煤機檢修維護，重視液壓系統(tǒng)的污染控制，以提高采煤機的整體運行可靠性。

[1] 謝俊芬，龐新宇.采煤機液壓系統(tǒng)常見故障分析與處理[J].煤炭技術(shù)，2015，34（6）：214-216.

[2] 孟鋒，張鋒，劉文東，等.采煤機液壓油的污染控制及改進方法[J].煤礦機械，2011，32（12）：202-204.

[3] 周海強，周志強.行走機械液壓全系統(tǒng)過濾方法[J].流體傳動與控制，2013（5）：46-50；52.

[4] 雷天覺.液壓工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990：1 791-1 794.

[5] 張文龍.煤機裝備液壓系統(tǒng)可靠性及其油液污染控制技術(shù)研究[D].太原：太原理工大學，2017.