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摘要：采煤机的液压系统是采煤机整机的一个重要部件，其主要作用是将机械能转变为液压能，为采煤机的调高系统提供液压动力；同时为行走部件的制动提供控制油路。我公司电牵引采煤机的常见故障中，液压系统故障占有相当大的比重。而这其中，电磁溢流阀的故障为最多，约占50%以上。因此，减少电磁溢流阀的故障就成为采煤机质量提升的关键所在，本文就此对电磁溢流阀故障的优化改进做出介绍。
关键词：电磁溢流阀故障；过滤器；油液污染
1 电牵引采煤机液压系统工作原理
电牵引采煤机液压系统主要包括调高系统和制动系统两个部分（如图1）。采煤机的液压系统由电机驱动液压泵将机械能转换成液压力，用先导电磁溢流阀控制整个系统压力，一路油液通过手液动换向阀驱动采煤机的左右调高油缸控制采煤機的滚筒升降；另外一路油液经过减压阀减压后再通过刹车电磁阀控制采煤机的制动。最终油液通过精过滤器返回油箱。
2 故障分析
根据市场调研电牵引采煤机的故障中，调高液压系统故障占有相当大的比重，主要有：电磁溢流阀故障、油缸故障、调高泵故障、液压锁故障等。电磁溢流阀的故障为最多，占调高液压系统故障的50%以上。由于井下工作环境差，油液容易被污染，电磁溢流阀阻尼孔又太小，致使经常发生电磁溢流阀阻塞现象，使得调高液压系统不能正常工作。所以油液的清洁度成为导致调高系统故障的主要原因。根据我们的调查结果，我们对导致油液清洁度差的原因进行了深入的探讨，经过整理之后得到如下重点原因：
（1）人员对油品清洁度的重要性不够重视。由于井下环境差，液压油容易被污染，井下工作人员不能及时检测油液清洁度。
（2）设备磨损杂质进入系统。由于机械设备长时间的工作，液压元件会有一定程度的磨损，磨损下来的杂质会随油液的流动进入油箱，造成油液的污染。
（3）液压元件装配前清理不彻底。液压元件在装配前应对元件进行彻底清理，然后再安装。如清理不彻底，装配时残留下的杂质就会进入系统，导致发生故障，这也成为系统初期使用时发生故障的主要原因。
（4）井下空气污染严重。井下空气中含有大量的灰尘，这些灰尘会通过泵站中的空气过滤器和油箱中的一些缝隙进入油箱，从而污染油液。
（5）工作条件的限制。过滤器滤芯是保证油品质量的重要因素，需要根据使用时间的长短、使用环境的好坏定期更换。但由于采煤机泵站安装空间狭小、井下拆装不便，定期更换滤芯存在一定的难度。
3 解决措施
分析以上导致油液清洁度差的原因，想要采取措施均存在一定难度。所以要想更好地解决溢流阀堵塞的问题，只能通过其他途径来解决。我们QC小组，通过大家的集思广益，找到了解决的方法：“在油液进入电磁溢流阀之前加一个高压过滤器”，由于这种只针对进入电磁溢流阀的油液进行过滤的过滤器工作负荷低，从而延长了使用寿命，很好地避免了井下环境限制，更换滤芯不易的难题。但受到井下采煤机泵站的空间限制，市面上找不到满足连接尺寸和外形尺寸的过滤器。针对这种情况，我们单独设计了一个合适的过滤器。
4 过滤器的设计
过滤器设计的核心是设计满足额定流量、外形尺寸要求的滤芯。过滤器的工作能力，取决于滤芯的有效工作面积、滤芯本身的性能、油液的粘度与温度、过滤前后的压力差以及油中固体颗粒的含量。过滤器出入口的压差越大，阻力越小时，过滤器的出油能力越大，油液流经滤芯的速度越低，表面压力越小，则过滤精度越高。应尽可能选择液压阻力小的滤芯，以延长滤芯的清理周期。过滤器的设计主要根据工作压力、额定流量、过滤精度要求选择滤芯材料，按所要求的流量及选择的滤芯材料来计算过滤面积。根据电牵引采煤机泵站的额定流量和有限的空间，最终选用单位滤油能力较大的线隙式滤芯。
滤芯的有效过滤面积A
A=QμaΔp×104（mm2）
式中Q=80L/min泵站的供油流量
μ=4.14×102Pa·s油的动力粘度（46#液压油）
△p=100000Pa压力差
a= 10L/cm2滤芯材料的单位滤油能力（采用线隙式滤芯）
最终求得A=5520 cm2
根据滤网的面积我们就设计出了一个专用的过滤器滤芯，从而也得到了一个满足要求的过滤器。图2是改进后的阀组设计效果图。
5 结语
根据调研结果，在电磁溢流阀前增加我们设计的专用过滤器后，有效地减少了采煤机的故障率，对增强我公司采煤机在煤矿行业中的竞争力起到了积极的作用。
参考文献：
[1]成大先.机械设计手册第五版第五卷.北京：化学工业出版社，2007.11.
[2]雷秀.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2005.8.
关键词：电磁溢流阀故障；过滤器；油液污染
1 电牵引采煤机液压系统工作原理
电牵引采煤机液压系统主要包括调高系统和制动系统两个部分（如图1）。采煤机的液压系统由电机驱动液压泵将机械能转换成液压力，用先导电磁溢流阀控制整个系统压力，一路油液通过手液动换向阀驱动采煤机的左右调高油缸控制采煤機的滚筒升降；另外一路油液经过减压阀减压后再通过刹车电磁阀控制采煤机的制动。最终油液通过精过滤器返回油箱。
2 故障分析
根据市场调研电牵引采煤机的故障中，调高液压系统故障占有相当大的比重，主要有：电磁溢流阀故障、油缸故障、调高泵故障、液压锁故障等。电磁溢流阀的故障为最多，占调高液压系统故障的50%以上。由于井下工作环境差，油液容易被污染，电磁溢流阀阻尼孔又太小，致使经常发生电磁溢流阀阻塞现象，使得调高液压系统不能正常工作。所以油液的清洁度成为导致调高系统故障的主要原因。根据我们的调查结果，我们对导致油液清洁度差的原因进行了深入的探讨，经过整理之后得到如下重点原因：
（1）人员对油品清洁度的重要性不够重视。由于井下环境差，液压油容易被污染，井下工作人员不能及时检测油液清洁度。
（2）设备磨损杂质进入系统。由于机械设备长时间的工作，液压元件会有一定程度的磨损，磨损下来的杂质会随油液的流动进入油箱，造成油液的污染。
（3）液压元件装配前清理不彻底。液压元件在装配前应对元件进行彻底清理，然后再安装。如清理不彻底，装配时残留下的杂质就会进入系统，导致发生故障，这也成为系统初期使用时发生故障的主要原因。
（4）井下空气污染严重。井下空气中含有大量的灰尘，这些灰尘会通过泵站中的空气过滤器和油箱中的一些缝隙进入油箱，从而污染油液。
（5）工作条件的限制。过滤器滤芯是保证油品质量的重要因素，需要根据使用时间的长短、使用环境的好坏定期更换。但由于采煤机泵站安装空间狭小、井下拆装不便，定期更换滤芯存在一定的难度。
3 解决措施
分析以上导致油液清洁度差的原因，想要采取措施均存在一定难度。所以要想更好地解决溢流阀堵塞的问题，只能通过其他途径来解决。我们QC小组，通过大家的集思广益，找到了解决的方法：“在油液进入电磁溢流阀之前加一个高压过滤器”，由于这种只针对进入电磁溢流阀的油液进行过滤的过滤器工作负荷低，从而延长了使用寿命，很好地避免了井下环境限制，更换滤芯不易的难题。但受到井下采煤机泵站的空间限制，市面上找不到满足连接尺寸和外形尺寸的过滤器。针对这种情况，我们单独设计了一个合适的过滤器。
4 过滤器的设计
过滤器设计的核心是设计满足额定流量、外形尺寸要求的滤芯。过滤器的工作能力，取决于滤芯的有效工作面积、滤芯本身的性能、油液的粘度与温度、过滤前后的压力差以及油中固体颗粒的含量。过滤器出入口的压差越大，阻力越小时，过滤器的出油能力越大，油液流经滤芯的速度越低，表面压力越小，则过滤精度越高。应尽可能选择液压阻力小的滤芯，以延长滤芯的清理周期。过滤器的设计主要根据工作压力、额定流量、过滤精度要求选择滤芯材料，按所要求的流量及选择的滤芯材料来计算过滤面积。根据电牵引采煤机泵站的额定流量和有限的空间，最终选用单位滤油能力较大的线隙式滤芯。
滤芯的有效过滤面积A
A=QμaΔp×104（mm2）
式中Q=80L/min泵站的供油流量
μ=4.14×102Pa·s油的动力粘度（46#液压油）
△p=100000Pa压力差
a= 10L/cm2滤芯材料的单位滤油能力（采用线隙式滤芯）
最终求得A=5520 cm2
根据滤网的面积我们就设计出了一个专用的过滤器滤芯，从而也得到了一个满足要求的过滤器。图2是改进后的阀组设计效果图。
5 结语
根据调研结果，在电磁溢流阀前增加我们设计的专用过滤器后，有效地减少了采煤机的故障率，对增强我公司采煤机在煤矿行业中的竞争力起到了积极的作用。
参考文献：
[1]成大先.机械设计手册第五版第五卷.北京：化学工业出版社，2007.11.
[2]雷秀.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2005.8.