矿用卡车液压系统污染的控制与维修探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 15 日 作者简介：李智（1994），男，汉族，内蒙古包头人，助理工程师，研究方向为矿山机械设备。-146-矿用卡车液压系统污染的控制与维修探讨 李 智 神华准格尔能源有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 010300 摘要：摘要：液压系统污染对矿用卡车的影响很大。液压系统常受到外部环境和内部工作介质的污染。污染物会磨损和腐蚀系统的各个部件，影响性能和寿命。本文针对矿用卡车液压系统污染问题展开探讨。研究了污染对液压系统性能的影响，包括污染物在液压系统中的存在状态、污染级别的划分和测定以及污染对液压系统性能和设备寿命的影响。着重讨论了矿用卡车液压系统的维修策略，包括故障延时性的分析、基于健康管理的维修模式和基于状态监测的维修策略。本文旨在为矿用卡车液压系统的污染控制与维修提供理论基础和实践经验，以改善系统性能和设备的使用寿命。关键词：关键词：矿用卡车；液压系统；污染；性能；维修 中图分类号：中图分类号：TD57 1 液压系统污染问题的提出 1.1 矿用卡车液压系统实际工作状况介绍 矿用卡车液压系统广泛应用于煤矿、金矿等行业的重型机械设备中，用于实现各种液压动作。矿用卡车在恶劣的工作环境下工作，其液压系统长时间处于高温、高压、高振动、高尘等恶劣的工况下运行。此外，地下矿山作业环境对车辆液压系统性能和可靠性也提出了更高的要求。1.2 液压系统污染的来源和影响 液压系统污染主要包括外来杂质和系统内部产生的污染物。外来杂质主要来源于环境中的固体颗粒、液体污染物及空气中的微尘等。系统内部产生的污染物主要包括磨损产生的金属颗粒、润滑油氧化产生的沉淀物和泡沫等。这些污染物会影响液压系统的工作性能和可靠性，严重时甚至会导致系统故障和设备损坏。1.3 提出液压系统污染问题的研究意义 矿用卡车液压系统的污染问题严重影响了设备的稳定工作和寿命。针对液压系统污染问题的研究具有重要意义。研究液压系统污染的来源和影响，有助于了解问题的根源和影响机制。探讨液压系统污染的控制方法，可以帮助开发更有效的污染控制技术，提高液压系统的工作可靠性。研究液压系统的维修策略，有助于提前发现设备故障并及时维修，提高设备寿命和可用性。2 污染对液压系统性能的影响 2.1 污染物类别和其在液压系统中的存在状态 液压系统污染物主要包括固体颗粒、水分、气体和化学污染物。固体颗粒是液压系统中最常见的污染物，通常来自摩擦磨损、油泵、阀门和密封件的磨损，以及悬浮在工作环境中的灰尘和污染物。固体颗粒的粒径和形状会影响其在液压系统中的运动和沉积。水分可能通过气体溶解、涂层渗入和外部环境进入液压系统，对液压油和液压元件产生负面影响。气体污染主要来自于系统中的气蚀、气泡和渗漏，会降低液压油的润滑性能和机械稳定性。化学污染物可以是由油品降解产生的氧化产物、添加剂的分解产物以及外部环境中的化学物质。2.2 污染对液压系统性能及设备寿命的影响 固体颗粒的存在会导致液压油的黏度增加，影响液压元件的流动性能，增加系统的能耗，并且会造成阀门卡涩、密封件泄漏和工作液温升。水分的存在会导致液压油的氧化和腐蚀，加速液压系统的老化。水在高温和高压下会分解成氢气和氧气，产生气泡引起气蚀，同时也会使液压油的润滑性能下降。此外，气体的存在会导致气压和油压的不稳定性，影响液压系统的控制精度和响应速度，甚至引起系统的振动和噪声。化学污染物的存在会降低液压油的抗氧化性能和抗磨损性能，加速液压系统元件的磨损和故障。中国科技期刊数据库 工业 A-147-液压系统的污染会严重影响其工作性能和设备寿命。因此，为了保证液压系统的正常运行和延长设备的使用寿命，必须采取有效的污染控制措施。2.3 矿用卡车液压系统污染具体危害（1）堵塞液压元件。液压系统出现了污染的问题，可能会直接造成液压元件堵塞的问题发生，如系统中的阀以及泵相应元件间的运动存在配合间隙，节流小孔以及阻尼孔的堵塞对元件的正常工作产生影响，严重的会造成管路的阀门出现卡死的问题，使得整体液压系统发生瘫痪。（2）滑油膜失效。液压系统出现污染的问题会对滑油膜的正常使用产生不利影响，造成滑油膜的失效，这对元件的磨损程度进一步加重，使得系统油温大大升高。阀口相关的部位磨损和油温升高下，会对系统以及元件的特性产生影响，对其精度性能产生直接影响，不利于实现最大化效益。（3）划伤配合面。液压系统污染会对部件运动间配合面的表面产生不利影响，很容易发生划伤配合面的问题，使得精度无法保障，这对加速密封元件磨损，使得元件出现的泄露几率大大提高，造成阀芯卡住以及元件出现失灵的问题发生。（4）吸油口滤网堵塞。液压系统污染对油泵吸油口的滤网会容易发生堵塞的问题，使得油泵不能正常进行运行工作，会容易发生噪音震动等，造成液压泵压力以及工作负荷大大增加。（5）系统出现高温问题。液压系统污染所造成的系统高温的问题带来的危害比较大，一旦出现了高温问题对液压油粘稠度就会产生影响，使得举升泵相关元件和系统内液压油发生泄漏量大大增加的问题，会大大降低举升泵和转向制动泵容积的效率。发生高温的问题下会直接降低液压油粘稠度，增加液压油通过阀门以及节流小孔流量，也会对液压泵设定的工作状态产生很大程度影响，影响其系统运行的稳定以及精度。3 液压系统污染的控制方法 3.1 使用和维护阶段的污染控制 使用阶段的污染控制主要包括正确使用液压油和严格执行维护保养计划两方面。正确使用液压油是确保液压系统正常工作和减少污染的关键。操作人员应该定期检查液压油的质量，并确保其符合系统要求的规范。当发现液压油出现异常时，应及时更换和清洗油箱。此外，操作人员还应遵守正确的操作规程，避免因操作不当引起的液压系统污染，例如禁止在工作过程中往液压系统中添加外部杂质或者使用不合适的工具。严格执行维护保养计划是保证液压系统长时间运行稳定的关键。针对矿用卡车液压系统，定期进行液压油的过滤和更换是必要的。定期更换液压油滤芯和保持滤芯的清洁能够有效去除污染物，防止其进入到系统中导致损坏。此外，定期检查和维修液压系统中的密封件和管路，确保其状态良好，防止泄漏和污染。维护人员的培训是确保维护操作正确进行的前提。维护人员应该了解矿用卡车液压系统的工作原理和结构，了解不同部件的使用寿命和维护周期。他们应该被培训并熟悉正确的操作流程和维护方法，以避免人为错误导致的系统污染。采用有效的维修策略能够最大程度地控制液压系统的污染。基于健康管理的维修模式可以通过检测和分析液压系统的工作状态，提前预测和预防潜在故障点。这种策略可以帮助维护人员及时采取修复措施，减少因故障引起的污染。此外，基于状态监测的维修策略可以通过使用传感器和监测设备对液压系统进行实时监测，及时发现和纠正可能导致污染的问题。4 矿用卡车液压系统的维修策略 4.1 液压系统故障具有延时性的分析 液压系统故障的延时性与其工作环境有关。矿用卡车在矿山环境下使用，常面临高温、高湿、多尘的恶劣条件，这些环境因素会导致液压系统中液压油的变质和污染，进而影响系统的正常工作。然而，这种变质和污染的过程是相对缓慢的，需要经过一段时间的积累才能对系统产生明显的影响。因此，液压系统故障通常具有明显的延时性。液压系统故障的延时性与系统自身的特点相关。液压系统由多个组件组成，包括泵、阀、缸等，且这些组件之间存在复杂的相互作用关系。当液压系统中出现故障时，由于组件之间的耦合作用，故障的扩展和发展往往需要一定的时间。例如，当液压泵出现故障时，由于泵与其他组件的相互作用，故障的影响可能会逐渐扩散到整个系统，导致系统性能下降或完全失效。这种扩散过程需要一定的时间，从而使故障表现出一定的延时性。液压系统故障的延时性还与维护和保养的策略有关。液压系统需要定期维护和保养，包括更换液压油、中国科技期刊数据库 工业 A-148-清洗过滤器、检查密封件等。然而，由于维护和保养的周期性和易忽视性，有时可能会导致故障的延迟发现和处理。例如，一些潜在的故障问题可能会在维护和保养之后的一段时间内逐渐显现，但由于未及时发现和处理，可能会导致故障的进一步扩大和加重。4.2 基于健康管理的液压设备维修模式 在“无人驾驶”替代“有人驾驶”后，健康管理系统作为无人驾驶系统故障和安全事件的感知前端，实现车辆及子系统的启动自检、车辆“采、运、排”过程的故障诊断和事件预警、无人驾驶系统的实时故障报警、维修点检数据的录入和管理、现场车辆状态的查询、历史数据管理和查询、统计分析等功能。健康管理数据中台应用系统提供车辆、车队以及无人驾驶系统的实时健康监控、健康评估、趋势分析、历史数据查询以及模型训练和优化等功能。基于云平台架构的微服务通过无线通信协议获取车载端、手持终端、第三方车辆的多维数据源的实时数据，基于大数据平台技术进行实时监控、健康评估和趋势分析，对监测发现的故障和事件进行及时预警和消息通知；以3-6个月积累的历史数据作为模型算法训练的输入，对数据模型进行迭代优化，并将训练优化后的数据模型分发给健康管理系统应用，经过不断优化的数据模型能够提升故障诊断和趋势分析的精度，达到指导车辆调度、点检和维修等生产的目的。液压监测系统作为其中的重要组成部分起到了至关重要的作用，下面就基于健康管理系统液压监测部分的应用和重要事项进行阐述。基于健康管理的液压设备维修模式需要对液压系统进行状态监测。通过目前健康管理系统已安装传感器、数据采集设备等设备，对液压系统的工作状态进行实时监测和数据采集。包括液压油的压力、温度、流量等参数的监测，以及液压泵、举升系统、转向系统等关键部件的压力大小等信号的监测和前后悬挂、举升缸、转向助力缸的高度或者行程的检测。通过对这些监测数据的分析和处理，可以获取液压系统的工作状态和性能信息。基于健康管理的液压设备维修模式需要进行故障分析诊断和预测。需要通过对监测数据进行实时分析和处理，利用故障诊断与预测的算法和模型，实时判断液压设备是否存在故障，并且预测故障的发生时间和位置。例如，当液压系统的转向泵压力异常升高或者降低超过正常范围时，可以判断液压泵存在异常磨损或者阀门存在故障，并通过预测模型预测故障的具体发生时间和位置。基于健康管理的液压设备维修模式需要制定维修策略和计划。通过对液压设备的状态监测和故障预测，需要提前制定维修策略和计划，确保维修工作的及时性和有效性。根据故障的严重程度和紧急程度，可以对维修工作进行优先级排序，同时考虑维修所需的时间、人力和资源等因素，制定合理的维修计划。5 建议 在液压油的污染控制方面，可以进一步研究和应用更高效的油液过滤和清洁技术，以减少污染物的残留。在设备故障诊断和维修方面，可以引入更先进的传感器和监测系统，实现对液压系统的实时监测和远程诊断，提高故障排除的效率。此外，在维修操作人员的培训和技能提升方面，可以加强对液压系统污染控制和维修的教育，提高操作人员对液压系统的认识和应对故障的能力。矿山在液压系统污染控制和维修方面取得了一定的成效，但仍需要进一步优化和改进。通过引入先进的技术手段和加强操作人员培训，可以提高液压系统的可靠性和维修效率，从而为矿山卡车液压系统的正常运行和工作效率提供有力支持。6 结束语 矿用卡车液压系统污染控制与维修是重要课题。本文描述了液压系统污染来源和影响，并提出了控制策略。介绍了不同污染物存在状态和测定方法，以及污染对系统的影响。提出了液压系统污染控制方法，包括设计、制造和使用维护三个阶段。探讨了基于健康管理和状态监测的维修策略。通过实践案例验证了污染控制和维修的有效性。总结指出研究对提高液压系统可靠性和寿命具有重要意义。参考文献 1崔国梁,梁伟伟.EH3500AC矿用卡车液压系统优化设计J.露天采矿技术,2023,38(01):116-118.中国科技期刊数据库 工业 A-149-2申耀飞.矿用卡车液压系统污染控制及处理措施分析J.汽车周刊,2023(01):0026-0027.3边缘,李元,张志军.矿用卡车液压系统污染的维修及控制方式研究J.露天采矿技术,2016,31(06):66-68.4王新林.矿用卡车液压系统污染维修与控制方式的研究J.中国科技期刊数据库 工业 A,2022(03):053-056.5 王 杰.矿 用 卡 车 液 压系 统 污 染 的 控 制 与 维 修初 探 J.中 文 科 技 期 刊 数 据 库（全 文 版）工 程技术,2021(07):0191-00191.