[摘 要]阐述提升机液压站的结构及功能，分析了液压站与提升机安全运行的关系，针对液压站常见故障，提出处理对策，提高矿井提升机安全运行的可靠性。
　　[关键词]提升机；液压站；安全
　　中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0382-02
　　1 提升机液压站的结构及功能
　　提升机液压站主要由油泵、过滤器、逆止阀、安全阀和电液调压装置等组成。主要功能：①在工作制动时，产生不同的工作油压，以控制盘式制动器获得不同的制动力矩；② 在安全制动时，能迅速回油，实现二级安全制动；③产生压力油控制调绳装置。
　　2 液压站与提升安全运行分析
　　从液压站的功能可知，液压站主要是控制制动器获得不同的制动力矩确保提升安全运行。所以分析液压站与提升机安全运行的关系主要是分析制动装置的可靠性。
　　2.1 制动系统的可靠性
　　提升机制动系统由执行机构和传动机构组成，其主要功能：①在减速阶段参与提升机的控制；②在提升终了或停机时，闸住提升机的卷筒或摩擦轮；③作为安全机构，在必要时进行紧急制动，对提升系统进行保护；④对于双卷筒提升机，在更换提升水平，更换钢丝绳和调绳，需打开离合器时，闸住游动卷筒。对于象制动装置这样的复杂系统，为了说明各子系统间的功能传输情况，系统、子系统与元件之间的层次关系，系统及子系统之间的功能输入、输出、串联和并联系。
　　2.2 制动系统的故障树建立
　　提升机制动系统有各种各样故障，至今尚无一个严格的分类。单从故障严重程度看，可分 4个等级，即致命性故障、严重性故障，一般性故障和轻微性故障。
　　制动系统的失效是由制动器故障和液压站故障所决定的。制动力矩不足是制动器的严重性故障，而制动力矩的大小是由制动器碟形弹簧的正压力和制动盘与闸瓦之间的摩擦因数所决定的。这种故障的主要原因是摩擦系数降低、液压站残压过大、弹簧压力不足和部分制动闸间隙过大等。所以，制动力矩的大小是由系统油压、弹簧工作状况、闸瓦贴闸状况和摩擦系数变化等方面的可靠性所决定的。制动器与提升机的安全运行本文不作阐述，仅分析液压站与安全运行的关系。
　　2.3 液压站的可靠性
　　从液压系统的性能和使用功能方面分析，其可靠性包括液压系统工作制动的可靠性、安全制动的可靠性、液压系统工作元件的可靠性、电控系统的可靠性以及维护的可靠性。因此，液压站的可靠性
　　Ry=RwRsRjRcRm
　　式中Rw ——工作制动的可靠性；
　　Rs——安全制动的可靠性；
　　Rj——液压元件的可靠性；
　　Rc—— 电控系统的可靠性；
　　Rm——维护的可靠性。
　　液压站工作制动的可靠性是指在提升机工作制动时液压站能够根据工作手柄的位置稳定、灵敏地反映系统油压值，产生对应提升机运行的制动力矩。目前，国内的提升机液压站大都采用十字弹簧控制的喷嘴挡板式溢流阀作为液压系统的主控元件，這种阀抗污染能力比较差，阀口容易堵塞，而且阀的体积比较大，动作响应比较慢，因此，其故障模式往往表现为工作制动时调压稳定性不够和残压过高等，过高的系统残压会造成制动力矩不足。安全制动的可靠性是指提升机在提升过程中发生紧急情况时，能够可靠地、及时地在《煤矿安全规程》规定的制动减速度为1.5m/s2　　工作元件的可靠性是指液压系统中的工作元件（包括电机、油泵、电磁阀、溢流阀等液压元件）能够在规定的时间内可靠地完成液压系统的功能。工作元件的可靠性往往受其本身的质量、外界环境、维护等因素的影响。
　　电控系统的可靠性是指在规定的时间内电控系统能够实现对液压系统中电机、电磁阀等电器元件的控制，特别是在安全制动时保证相应的元器件的可靠动作，避免引发提升机的恶性事故。现有液压系统的电器元件大多采用继电接触控制系统，但这种系统存在体积大、开关动作慢、接线复杂、触点易损坏等缺点。
　　维护的可靠性是指液压系统的结构便于观察、检修、维护以及具有美观性，同时还包括工作压力的调整、液压油的补充或更换、液压元件的维护等。
　　3 液压站常见故障及原因
　　液压站在使用过程中可能会出现各种各样的故障，归纳起来主要有以下几方面。
　　（1） 没有油压，制动器不松闸
　　系统没有压力的原因：① 油泵旋转方向反了或油泵没有输出液；②电液比例装置上的溢流阀阀芯卡死，阻尼孔堵塞；③ 油泵吸油口不畅通，吸油过滤器堵塞；④比例先导压力阀锥阀内有脏物，锥阀关不住。
　　（2）系统有压力，但达不到所需油压值
　　系统有压力达不到所需油压值的原因是系统内有空气吸人，油箱内的油有好多泡沫，或者是溢流阀内、电磁换向阀内泄漏大。
　　（3）二级制动油压值保压不好
　　产生二级制动油压值保压不好的原因有：①油路块上的大溢流阀内有脏物卡住使阀芯关不严。②单向节流截止阀开口太大，蓄能器内的油大量泄出，都通过溢流阀回油箱，起不到补油作用。③电磁换向阀 内有脏物，内泄漏太大。
　　（4）漏油
　　长期使用中，安全制动装置中的各集油路之间，阀与集油路间大量泄漏，且油压下降致使松不开闸，原因是它们之间的螺钉松动。
　　（5）油压波动不稳
　　这种现象的原因是：① 系统中混入空气，应排除空气。②可能供给KT线圈的24 V、0～250 mA的电流滤波不好，直流电中带有交流成分，使线圈上下振动，形成油压不稳，要用电解电容加强滤波，去掉交流成分即可。 　　4 提高提升机安全运行的措施
　　4.1 建议
　　根据对现有液压系统的可靠性分析，针对当前液压站存在的问题，为提高提升机制动的可靠性，对液压系统进行几个方面的改进。
　　（1）为了提高提升机工作制动的可靠性，改善其调压性能，液压系统中可以把原来十字弹簧控制的喷嘴挡板式调压装置改换成电液比例溢流阀调压装置。电液比例溢流阀是由比例电磁铁、压力先导阀以及主阀和安全阀等零部件组成，由比例电磁铁产生的与输入电流成正比的力作用在压力先导阀的阀芯上改变其节流孔的大小，从而控制压力阀进口的压力。这种装置具有结构紧凑、调压稳定、线性度好、跟随能力强、动态性能优良等特点。
　　（2）在液压系统中增设压力继电器（或电接点压力表）进行残压保护，在提升机停车状态如系统残压超过所设定的压力值，能够实施安全制动。从而提高了工作制动的可靠性R 。
　　（3）为了提高安全制动的可靠性，减少在安全制动时由于电磁阀阀芯被卡或阀堵塞等故障导致管路无法回油或回油不畅等而引发的制动力矩不足的状况。液压系统中可以设计2条管路回油保护功能，在一条管路出现故障时，另一条管路可以正常工作，使加油可靠度大大提高，这样2条管路相当于并联环节，其安全制动可靠度R 可以有很大提高。
　　（4）液压系统从设计的角度，在满足系统功能的基础上。可以对液压原理以及元器件进行简化，如液压站采用集成阀块连接液压元件，减少管路数，电磁阀选用结构最简单的二位二通电磁阀，降低元件出
　　现故障的概率。同时设置电磁阀的故障监测功能，利用非接触传感监测电磁阀阀芯的动作。当电磁阀的动作出现故障时，能够实施安全制动，并提供报警信号，显示发生故障的电磁阀。这样不仅提高元器件的可靠性Rj，而且给液压站的维修带来了极大的方便。
　　（5）液压系统的电控部分采用可编程控制器（PLC）控制，代替原有的继电接触控制系统，同时利用可编程控制器（PLC）的程式化，设置电磁阀故障、残压过高、滤油器压差过高以及液压油温度过高等故障显示功能，不僅会给液压站的维护带来方便，而且可以提高电控系统的可靠性Rj经过上述对液压系统的改进，不仅工作制动的可靠性、安全制动的可靠性、工作元件的可靠性、电控系统的可靠性以及维护的可靠性本身有了很大提高，而且由于新增了一些保护功能以及监测功能，使液压系统的整体可靠度也大大提高。
　　4.2 新液压站的特点
　　改进后的液压站，除了能够满足提升机的制动、安全制动和调绳等功能，而且增加了安全保障功能。其主要技术特点为
　　（1）改善系统的调压功能本液压站把原来的十字弹簧式调压装置替换成电液比例溢流阀调压装置，这种装置具有结构紧凑、调压线性度好、跟随性强、调压稳定等特点；
　　（2）设置双路回油保护功能 本液压站设置并联双回油管路，可以避免由于回油等路不畅或堵塞而引起的制动力矩不足或不贴闸等故障，从而提高了安全制动的可靠性；
　　（3）设置残压保护功能本液压站安装压力继电器（或电接点压力表），在系统残压过高时，能够实现安全制动，预防残压过高导致制动力矩不足的故障；
　　（4）设置电磁阀故障监测功能本液压站设置非接触电磁阀阀芯监测传感器。当电磁阀出现故障时，能够报警并显示发生故障的电磁阀，给维修带来了极大的方便；
　　（5）PLC控制功能 整个液压站的电控部分采用PLC控制器，实现液压站的程序化控制，提高了电控系统的可靠性。
　　参考文献
　　[1]夏荣海，等矿井提升机械设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，1985.
　　[2]张晓云，等.液压阀的可靠性对提升机安全运行的重要影响[J].煤炭科技，1999
　　作者简介
　　李南（1982-），男，现为安徽理工大学电气工程硕士研究生在读，工程师，淮南矿业集团顾北煤矿从事提升机设备管理及技术工作。