提高坑道钻机液压系统可靠性方法浅析

　　1　概　述

　　随着现代液压技术的应用和发展,液压系统的可靠性和元件寿命问题显得更为突出和重要。而直接造成系统可靠性降低和元件寿命缩短的原因就是油液污染,国内外资料表明,液压系统的故障大约有70%是由于油液污染造成的[1]。坑道钻机液压系统主要由油箱、油箱附件、液压阀、油路板、液压缸、液压泵及马达组成(见图1)。煤矿坑道钻机由于其所使用的环境较一般液压机械恶劣得多,井下灰尘、水气等污染物的入侵,使得坑道钻机液压系统的故障时而发生。据统计,煤炭科学西安研究院钻机由污染造成的液压元件和系统故障占整机总反馈的70% ~80%。如何降低污染对钻机液压系统的影响,提高钻机整体性能的可靠性,具有十分现实的意义。

　　2　污染分析

　　2·1　污染物的来源

　　在液压系统的工作油液中,凡是油液成分以外的任何物质都认为是污染物。液压系统中有多种污染物,最主要的是固体颗粒,其次还有水、空气、化学物质、微生物和污染能量。主要来源有以下几个方面:

　　1)系统内原来残留的污染物:系统在加工、装配、包装、储藏和运输过程中残留的污染物,比如加工残留毛刺、金属切屑、焊渣等。

　　2)系统运转过程中生成的污染物:如元件磨损产生的固体颗粒,腐蚀产生的颗粒物及油液氧化分解产生的有害化合物。

　　3)系统工作过程中从外界入侵的污染物:如通过油箱呼吸孔和液压缸活塞密封处从外界侵入的各种污染物,及注油和维修过程中带入的污染物。

　　2·2　污染物的危害

　　液压系统受到污染后,引起设备发生各种故障,危害如下:

　　1)元件的污染磨损:固体颗粒物进入运动副间隙内,对零件表面产生切削磨损或疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒物对零件表面的冲击引起的冲蚀磨损。

　　2)元件的堵塞和卡紧故障:固体颗粒物堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯的阻滞和卡紧,影响阀的工作性能,甚至导致动作失灵,造成系统故障。

　　3)加速油液的性能劣化:液压系统油液的污染还会导致油液本身物理化学性能的劣化。侵入油液中的空气会降低油液的体积弹性模量,使系统响应缓慢和失去刚度,引起气穴和汽蚀,引起压力冲击、振动和噪声,加速油液变质,降低油液润滑性。油液中的水会腐蚀金属零件,加速油液氧化变质,而油液中的金属微粒对油液氧化起着重要的催化作用。试验表明,当油液中同时存在金属颗粒和水时,油液的氧化速度急剧增快,铁和铜的催化作用使油液氧化速度分别增加10倍和30倍^[2] 。

　　3　染控制措施