姜振国
连云港新海湾码头有限公司 江苏连云港 222100
摘要：随着我国煤炭工业的飞速发展，液压支架在综采工作面中的应用越来越广泛。近年来采用液压支架进行工作面支护的比例约占总支护数量的60%，其工作的可靠性直接关系着工作面开采的效率。由于液压系统具有工作压力大、调节装置数量多、液压管路长、启动冲击小等特点，因此对液压系统及其部件的密封性具有较高的要求。液压支架液压系统在实际工作过程中使用极为频繁，主要用于实现液压支架的升、降、推、移等动作，因此液压系统一旦出现故障将直接影响其功能的实现。由于液压系统为密闭结构，各组成部分的实际工作情况不能直接观察得到，测量检测不方便。因此结合笔者实际工作及液压系统故障处理经验，对液压支架液压系统故障诊断及维修技术展开研究，对于提高故障诊断与排除效率具有重要的意义。
关键词：液压系统；液压支架；故障诊断；维修技术
1液压支架液压系统组成及常见故障分类
液压支架液压系统的组成如图1所示，主要由前后立柱、各类千斤顶、控制阀、液控单向阀、双向阀、操纵阀等组成，协同完成液压支架的功能控制。液压系统故障主要是指液压回路或者回路中元器件出现问题，导致液压系统不能完成正常工作的现象。其判定原则如下：第一是在规定条件下丧失了应有功能；第二是设定的故障界限值超出了可以接受的范围；第三是组成构件的主要性能指标出现问题。由于液压支架的结构、技术水平、应用环境存在一定差异，相同的故障可能存在不一样原因，因此故障诊断工作较为复杂。
根据液压系统的故障性质、维修难以程度及后果可以将其分为致命故障、严重故障、一般故障、轻微故障。其中致命故障指的是严重危害人身安全，或者引起重大生产事故，产生重大经济损失的故障，如立柱、平衡等主要千斤顶的爆缸，一旦出现必将导致工作面停工停产，甚至伤亡事故；严重故障指的是故障出现会导致液压支架主要零部件的损毁，如活塞及活塞杆的严重划伤、磨损和腐蚀等，导致液压支架丧失支护功能，中断生产；一般故障指的是液压系统零部件的磨损、裂纹、密封失效等，继续使用不会危及液压支架主要零部件的安全，或者易损件到达使用时间，在短时间内即可完成故障的排除，如安全销的折断、立柱及活塞杆表面的划伤、磨损、腐蚀等，各类阀件的轻微泄露与损坏等；轻微故障指的是液压系统非关键部件的损毁、失效等，不会影响液压支架的使用性能，如操作阀架的松动、防锈漆的脱落以及轻微的渗漏等。
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图1液压系统图
2液压系统故障树的建立
故障树建立过程中将（顶事件）作为故障分析的目标，寻找直接导致该故障的所有可能因素（中间事件），再找出造成下一级故障事件发生的可能因素，直到追查到那些原始、故障概率已知的因素（底事件）为止。
2.1液压支架液压系统故障树
基于故障树分析方法，结合笔者液压系统故障处理经验，完成了液压系统故障树的建立，如图2所示。其中顶事件T为液压系统故障；S1为千斤顶故障，动作异常或支撑力不足；S2为立柱故障，升降异常或支撑力不足；S3为操纵阀故障，液流噪声或者把手损坏；S4为管路故障，堵塞或泄漏；S5为安全阀故障，异常开启；S6为支撑动作缓慢；S7为支撑力不足，立柱升速及位置不准确；S8为操作把手不灵活；S9为超载，安全阀异常；X1为千斤顶变形不伸缩；X2为泵压低；X3为管路堵塞；X4为多动作同时操作响应慢；X5为千斤顶漏液；X6为泵压低；X7为安全阀调压低；X8为操作时间较短欠压；X9为立柱变形；X10为操作把手损害；X11为把手处存在煤粉；X12为手把工作凸台磨损；X13为把手摆角低于80o；X14为阀体漏液；X15为高压软管老化或损坏漏液；X16为管接头损坏或者密封失效；X17为U形卡折断或者丢失；X18为弹簧失效，安全阀工作异常；X19为弹簧力过大；X20为杂质脏物堵塞过滤器或者控制管路；X21为阀座、弹簧座、弹簧变形卡死；X22为安全阀阀体渗漏。
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图2液压支架液压系统故障树
泵站液压系统作为整个液压支架液压系统的重要组成部分，在综采工作面中承担着为液压支架输送高压乳化液的重任，不仅是液压支架正常工作的动力源泉，还是相关液压装置的动力保证，因此在进行整个液压系统故障分析时需要重点关注泵站液压系统。
2.2泵站液压系统故障树的建立
在液压支架液压系统故障树基础上完成了液压系统故障树的建立，液压支架的乳化液泵站存在的主要故障形式包括卸荷阀阻塞、安全阀阻塞、乳化液污染，其中前两种故障的出现原因主要是乳化液污染引起的，其他原因分析过程不过多考虑。乳化液泵作为泵站的核心，对其进行故障树的建立与分析非常必要。
3乳化液污染故障维修技术
乳化液污染故障主要体现在液压系统组成部件的磨损，如柱塞与缸体配合面的磨损、密封件的磨损等，一旦出现相关的磨损故障，首先需要及时更换磨损件，选用硬度高、耐磨性好的合格产品，保证液压支架的正常工作，提高其工作的可靠性。同时也要检测乳化液的纯净度，出现污染现象必须进行更换，以免对液压系统产生更大的危害。
结束语
针对某型号液压支架液压系统经常出现故障的问题，基于故障树诊断方法，完成了整个液压系统、泵站液压系统故障树的建立，分析得出乳化液泵是液压系统故障分析的重点的结论。借助于CAFTA软件进行乳化液泵故障树的建立与仿真分析。结果表明，乳化液泵故障的主要原因是乳化液污染，基于此提出了乳化液污染故障的维修技术，用于指导液压系统故障的排查工作，提高了液压系统的可靠性。
参考文献
[1]掘进机液压系统故障分析[J].魏国强.??自动化应用.?2020(02)
[2]铲运机液压系统故障原因与改进建议[J].任军.??内燃机与配件.?2017(05)