焦潞平

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

引言

采煤機(jī)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(dá)、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(dǎo)致液壓牽引系統(tǒng)失效。據(jù)美國(guó)麻省理工學(xué)院R博士的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采煤機(jī)的液壓牽引系統(tǒng)故障率高達(dá)七成來自于油液污染；而據(jù)日本Nippon公司實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，如果對(duì)液壓系統(tǒng)的油液污染進(jìn)行主動(dòng)防治，可減少液壓接觸元件磨損率達(dá)九成，主油泵使用壽命延長(zhǎng)八成，其他各部元件壽命均可延長(zhǎng)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(xué)污染物等，氣體類則主要是油液化學(xué)反應(yīng)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?yàn)楣に嚨仍虍a(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(shí)清理，導(dǎo)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(yīng)及時(shí)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?yàn)槟p、撞擊、銹蝕等原因產(chǎn)生或脫落出金屬顆粒、碎屑等，對(duì)元件運(yùn)行造成損害，因此，要在液壓系統(tǒng)中安裝過濾器，并對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，并通過檢測(cè)手段對(duì)油液的清潔度進(jìn)行定期檢查，并進(jìn)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(chǎng)作業(yè)過程中混入油液系統(tǒng)的雜質(zhì)，包括井下加油時(shí)注入的油液混有雜質(zhì)、注油口煤塵顆?；烊氲龋瑧?yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)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(jī)液壓系統(tǒng)中均存在一個(gè)儲(chǔ)存油液的裝置即油箱，除了最基本的儲(chǔ)存功能，其還能夠使油液得到過濾和散熱。理論分析認(rèn)為，油箱體積V對(duì)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(duì)于油箱的體積V，設(shè)計(jì)時(shí)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(dá)到儲(chǔ)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(shí)，油箱內(nèi)油液量隨時(shí)變化，正負(fù)氣壓效應(yīng)會(huì)使外界煤塵顆粒等有進(jìn)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(huì)對(duì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)的雜質(zhì)顆粒進(jìn)行處理，M為進(jìn)入油液系統(tǒng)的雜質(zhì)顆粒，t為處理時(shí)間，對(duì)于相同數(shù)量的M0雜質(zhì)顆粒，若要處理到標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定值M0，當(dāng)油箱體積為V時(shí)，耗時(shí)為t3，體積為V/2時(shí)，耗時(shí)為t2，體積為V/4時(shí)，耗時(shí)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(yīng)加強(qiáng)對(duì)小油箱理論[5]的研究及應(yīng)用，改變傳統(tǒng)的油箱設(shè)計(jì)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(duì)油液雜質(zhì)控制的影響

1）加強(qiáng)液壓油脂管理。應(yīng)加強(qiáng)成品油脂的采購(gòu)合格管理，加強(qiáng)源頭控制；加強(qiáng)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(qiáng)使用管理，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在提油、運(yùn)油、注油等各個(gè)環(huán)節(jié)必須加強(qiáng)清潔管理，杜絕污染顆粒隨油脂進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

2）加強(qiáng)液壓元件管理。應(yīng)加強(qiáng)液壓元配件的采購(gòu)合格管理，杜絕殘次品元件，加強(qiáng)源頭控制；加強(qiáng)液壓元件的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、保養(yǎng)管理，防止元件人為碰撞、損傷、銹蝕、污染等；加強(qiáng)液壓元配件的使用管理，各類元配件進(jìn)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(qiáng)裝配期間的污染管理及清潔環(huán)節(jié)管理，搭設(shè)合格防塵棚，作業(yè)人員應(yīng)高度負(fù)責(zé)，杜絕使用沾染污染物的元件。

3）加強(qiáng)采煤機(jī)的日常維護(hù)。生產(chǎn)班作業(yè)人員使用采煤機(jī)時(shí)應(yīng)注重保持采煤機(jī)衛(wèi)生，尤其是作業(yè)完畢后加強(qiáng)對(duì)采煤機(jī)機(jī)身的衛(wèi)生清理，防止煤塵顆粒堆積；檢修班作業(yè)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的日常監(jiān)測(cè)及清理，定期進(jìn)行污染程度監(jiān)測(cè)分析、油質(zhì)分析、元配件損傷分析、油脂泄漏分析，并進(jìn)行針對(duì)性處理，防止采煤機(jī)帶病作業(yè)。

4）加強(qiáng)采煤機(jī)自身系統(tǒng)的污染控制。首先從采煤機(jī)設(shè)計(jì)角度，應(yīng)重視小油箱理論對(duì)污染雜質(zhì)的處理效率的提高作用，并不斷應(yīng)用于研究及實(shí)踐應(yīng)用；同時(shí)，對(duì)于采煤機(jī)自身清潔過濾器等元件的選擇應(yīng)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(fèi)，并需加強(qiáng)過濾性能的監(jiān)測(cè)及維護(hù)。

4 結(jié)語

采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的可靠運(yùn)行對(duì)整個(gè)采煤機(jī)系統(tǒng)至關(guān)重要，而加強(qiáng)液壓系統(tǒng)油液污染的防治更是重中之重，科技工作者應(yīng)不斷加強(qiáng)科研技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)自清潔能力更強(qiáng)的液壓系統(tǒng)元件及采煤機(jī)，煤礦企業(yè)管理人員應(yīng)注重科學(xué)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(hù)人員更應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心，加強(qiáng)采煤機(jī)檢修維護(hù)，重視液壓系統(tǒng)的污染控制，以提高采煤機(jī)的整體運(yùn)行可靠性。

[1] 謝俊芬，龐新宇.采煤機(jī)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(jī)液壓油的污染控制及改進(jìn)方法[J].煤礦機(jī)械，2011，32（12）：202-204.

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

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

[5] 張文龍.煤機(jī)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(xué)，2017.