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　　近年來，煤礦生產(chǎn)中采煤機(jī)械化水平越來越高，煤礦綜掘生產(chǎn)中，懸臂式掘進(jìn)機(jī)應(yīng)用十分廣泛。掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)在應(yīng)用中不斷改進(jìn)，液壓系統(tǒng)采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)元件，恒功率、壓力斷面、負(fù)載敏感等技術(shù)的應(yīng)用大大提高了系統(tǒng)性能。但是礦井內(nèi)部溫度高、潮濕，掘進(jìn)機(jī)井下作業(yè)會產(chǎn)生大量粉塵，并且作業(yè)期間，在巖石載荷的沖擊下，掘進(jìn)機(jī)會大幅度震動，不利于液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)作。在井下作業(yè)期間，大多數(shù)液壓故障是由液壓介質(zhì)污染所致。液壓介質(zhì)污染會對系統(tǒng)元件的壽命及穩(wěn)定性能產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。鑒于此，要延長系統(tǒng)元件使用期限，確保液壓系統(tǒng)順利開展井下作業(yè)，就需要全面分析液壓介質(zhì)污染原因，合理使用液壓介質(zhì)，并且必須在井下作業(yè)期間加強(qiáng)介質(zhì)污染的治理。

 

　　1掘進(jìn)機(jī)液壓介質(zhì)的污染分析

 

　　1.1掘進(jìn)機(jī)械液壓介質(zhì)污染的種類（見表1）

 

       1.2掘進(jìn)機(jī)液壓介質(zhì)污染的來源掘進(jìn)機(jī)液壓介質(zhì)污染源：井下環(huán)境的侵入污染、系統(tǒng)內(nèi)部生成污染、液壓元件殘留污染、已被污染的新油。

 

　?、倬颅h(huán)境的侵入物污染。掘進(jìn)機(jī)作業(yè)期間揚(yáng)起的礦末、煤塵，來自外界環(huán)境的空氣、水和灰塵等等，都是主要污染源。在系統(tǒng)檢修和作業(yè)過程中，污染物通過油缸活塞桿密封部位、油箱通氣器等路徑侵入液壓系統(tǒng)，對系統(tǒng)造成嚴(yán)重的污染。②液壓系統(tǒng)內(nèi)部生成污染。內(nèi)部生成污染除了包括高溫環(huán)境中油氧化生成的膠狀物以外，還包括液壓系統(tǒng)作業(yè)期間產(chǎn)生的金屬微粒、氣泡、涂料剝離片、密封材料磨損顆粒物等。③液壓元件的殘留污染。在制造、儲運(yùn)、清洗和裝配液壓元件的過程中，油液中有纖維、潮氣、灰塵、沖洗液、管子密封膠、焊星、毛刺、飛邊、油漆、切屑、金屬等雜物侵入，這就是殘留污染。安裝好液壓元件后進(jìn)行沖洗試車可以去除部分污染物，但是沖洗效果是否達(dá)到預(yù)期要求，還要看元件的構(gòu)造，過濾器的型號和使用性能，以及沖洗流的流速、溫度和粘度。④已被污染的新油。廠家一般嚴(yán)格按照GB11118.1-94標(biāo)準(zhǔn)煉制液壓油，并且作業(yè)環(huán)境通常比較潔凈。在這種情況下所產(chǎn)生的油液污染多半出現(xiàn)在新油儲運(yùn)期間。比如注油過程中的空氣污染、所帶入的纖維、煤粉、金屬；儲油罐內(nèi)水凝結(jié)產(chǎn)生的銹粒；油桶內(nèi)的氧化皮、金屬薄片；油管內(nèi)的金屬和橡膠顆粒等等。

 

　　按照液壓系統(tǒng)比例閥的用油標(biāo)準(zhǔn)，油液必須達(dá)到13/11-16/13的清潔度。但是作業(yè)期間所使用的美孚424新油液只能達(dá)到17/13的清潔度。這說明新油的清潔度遠(yuǎn)未及液壓比例閥的用油標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　1.3由掘進(jìn)機(jī)液壓介質(zhì)污染引發(fā)的故障分析①由掘進(jìn)機(jī)液壓介質(zhì)污染引發(fā)的突然失效。如果液壓系統(tǒng)運(yùn)行期間突然失效，多半原因在于液壓介質(zhì)內(nèi)混入了固體污染。固體污染物對系統(tǒng)的危害具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是堵塞和閥類元件的孔隙過濾器，導(dǎo)致閥門動作失靈，并且造成液壓油泵吸油和運(yùn)轉(zhuǎn)困難，嚴(yán)重的伴有噪音；二是使吸、回油濾油器損壞，降低過濾網(wǎng)附著污染物的能力；三是固體污染物卡在馬達(dá)、泵等間隙部位，影響其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。②由掘進(jìn)機(jī)液壓介質(zhì)污染引發(fā)的退化失效。液壓系統(tǒng)元件退化失效，主要是液壓油中有污染物混入。磨損故障主要涉及腐蝕磨損、氣蝕磨損、混氣磨損、疲勞磨損、粘附磨損、磨粒磨損和沖刷磨損七類情形。下面詳細(xì)介紹各類磨損的表象及成因：a腐蝕磨損：是指油液存在水污染或化學(xué)污染，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后表面迅速劣化。主要表現(xiàn)是液壓介質(zhì)酸化、乳化，潤滑性能降低，并且腐蝕系統(tǒng)元件，使之快速老化，直至動作失靈。b氣蝕磨損：是指泵吸油不暢產(chǎn)生氣泡，氣泡爆聚對高壓腔金屬面層產(chǎn)生沖擊，使之剝離。氣泡爆聚會使泵內(nèi)部運(yùn)動表面被點(diǎn)蝕，最終對泵的工作性能造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。c混氣磨損：是指油液中氣泡爆聚，使表層材料剝離。對于液壓系統(tǒng)來說在其內(nèi)部的高壓氣泡會嚴(yán)重?fù)p傷精密式運(yùn)動元件。這些元件不能承受攜帶強(qiáng)大能量的爆聚的高壓氣泡，最終高壓氣泡會在元件表層留下點(diǎn)蝕痕跡，使元件無法正常運(yùn)作。d疲勞磨損：是污染物顆粒嵌進(jìn)關(guān)鍵的間隙，使表面小幅度開裂或產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，由于危險(xiǎn)區(qū)的重復(fù)盈利作用擴(kuò)展成剝離。液壓系統(tǒng)內(nèi)部存在剝離顆粒，在液壓元件運(yùn)動期間破壞其表面的應(yīng)力分布，久而久之，會嚴(yán)重磨損元件表層，并且馬達(dá)、泵等元件會產(chǎn)生振動、噪音。另外，由于元件運(yùn)動表面掉落的剝離顆粒長期參與系統(tǒng)運(yùn)行，極易造成二次污染。e粘附磨損：是指運(yùn)動元件表面失去油膜與金屬接觸。系統(tǒng)在運(yùn)行期間，若采用了牌號不合適的液壓介質(zhì)，或者油質(zhì)變質(zhì)，就可能出現(xiàn)粘附磨損的情況。粘附磨損主要出現(xiàn)在馬達(dá)和泵兩個(gè)部位，會降低元件之間的潤滑度，使相對運(yùn)動的表面相互磨損，結(jié)果不僅縮短元件的使用期限，還會造成元件的運(yùn)動狀態(tài)失穩(wěn)。f磨粒磨損：是指液壓介質(zhì)中有硬質(zhì)大顆?；烊?，相對運(yùn)動的表面因硬顆粒侵入表面被劃傷。硬顆粒在兩個(gè)相對運(yùn)動的破壞其結(jié)合面。馬達(dá)、主泵是直接受損壞的部位。液壓系統(tǒng)作業(yè)期間活塞拉傷，使得系統(tǒng)大幅度振動，伴有噪音，甚至造成運(yùn)動元件卡死。g沖刷磨損：是指液壓系統(tǒng)內(nèi)部有精細(xì)顆粒污染物侵入，使得混有精細(xì)顆粒的高速流液蠶食掉節(jié)流棱邊或關(guān)鍵表面。精細(xì)顆?；烊敫咚倭饕?，被其帶動著高速沖擊閥的節(jié)流口，造成液壓元件內(nèi)泄。

 

 

　　2.1防止注入已被污染的新油要嚴(yán)格按照掘進(jìn)機(jī)用油要求選擇合適的液壓油。溫度變化大的不予使用。首先看黏度是否合適，看其是否有良好的抗氧化性和潤滑度；選擇剪切安定性良好、防銹、耐腐蝕金屬；與密封材料相容；并且具有良好的抗乳化性以及消泡和抗泡性。一般來說，L-HM68抗磨液壓油是常用的類型。采購時(shí)必須保證其符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并且建議選擇知名廠家生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)油。必須使用同一廠家生產(chǎn)的同一牌號的液壓油，避免混用。廠家向煤礦提供掘進(jìn)機(jī)前，必須放凈液壓油，防止運(yùn)輸途中污染物侵入系統(tǒng)內(nèi)部，造成污染。礦方應(yīng)該使用配有過濾精度為20μm的高效濾油器的濾油車給設(shè)備注油，避免注油過程中混入污染物。2.2消除殘留污染嚴(yán)格控制外購液壓元件的清潔度指標(biāo)。焊接油箱前，為了減少氣泡，提高系統(tǒng)散熱性能，先噴丸處理鋼板，這樣的便于清洗和裝配空氣過濾裝置，并且能防止外部污油返回油箱；焊接完畢，徹底清理焊瘤和毛刺，進(jìn)行經(jīng)磷化處理，以防油箱內(nèi)殘留沉淀物。安裝液壓系統(tǒng)時(shí)，先清理油管、油箱，加護(hù)蓋保護(hù)無法及時(shí)安裝的管件，且要保證管件安裝環(huán)境必須是清潔的。系統(tǒng)大修后，或新系統(tǒng)啟動前，必須沖洗一遍。精密元件也要嚴(yán)格拆洗；用清潔的執(zhí)行器連接系統(tǒng)。掘進(jìn)機(jī)井下作業(yè)期間，液壓油一個(gè)月?lián)Q新一次。

 

　　2.3控制井下環(huán)境的侵入物污染與大氣相同的油箱應(yīng)該安裝過濾器，在正確的位置安裝通氣器，保證其與設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和系統(tǒng)溫度相適應(yīng)，注意防止空氣通過密封部位或液壓泵的吸油管進(jìn)入油箱。為了避免水侵入液壓系統(tǒng)，負(fù)壓區(qū)和泵油管的接頭必須有良好的氣密性。在無塵區(qū)拆洗或更換液壓元件。

 

　　2.4控制系統(tǒng)內(nèi)部生成污染①控制系統(tǒng)油溫。掘進(jìn)機(jī)系統(tǒng)最高溫度一般不超過70℃。掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)發(fā)熱量大，通常采用雙冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。當(dāng)系統(tǒng)溫度超過70℃時(shí)，應(yīng)立即停止掘進(jìn)機(jī)工作，并對液壓系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，待油溫降低以后再開機(jī)工作。②安裝高效過濾器。在吸、回油口分別設(shè)置一個(gè)精度為100μm和兩個(gè)精度為10μm的過濾器，濾芯要定期檢修或換新。沈陽北方交通重工集團(tuán)在采用掘進(jìn)機(jī)傳統(tǒng)過濾器的基礎(chǔ)上，又在掘進(jìn)機(jī)上增設(shè)了KLEENOIL在線旁路過濾系統(tǒng)，可延長了油液在使用周期8-10倍。該過濾系統(tǒng)采用專利技術(shù)運(yùn)用吸附滲透原理及分子擴(kuò)散原理來完成對油液中水、固體顆粒的污染過濾處理。處理后的固體顆粒油液清潔度優(yōu)于或等于ISO4406的14/9級標(biāo)準(zhǔn)（NAS1638的6級以上標(biāo)準(zhǔn)），而油液水分含量小于或等于0.025%?？蓪?shí)現(xiàn)不用停機(jī)即可更換濾芯，減少設(shè)備的日常維護(hù)工作量和停機(jī)時(shí)間及次數(shù)，延長了設(shè)備的使用壽命。

 

 

　　本文論述了掘進(jìn)機(jī)液壓介質(zhì)污染的主要來源以及介質(zhì)污染所帶來的危害，提出了控制介質(zhì)污染的有效措施，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性及設(shè)備利用率、延長元件和油液的使用壽命，節(jié)約了大量維修費(fèi)用。