【摘 要】液压系统是一个封闭结构，各元件的工作状况不能直接在外部观察，也不便于测量检查，再加上影响液压系统正常工作的原因错综复杂，泵、阀、缸、管道、乳化液都可能导致相同的故障现象，所以寻找故障部位的工作十分困难。因此，通过在厂矿企业的实际调查并对常见的故障数据进行记录，对液压系统的故障进行科学的诊断与分析，找出故障原因对保障煤矿的安全生产是十分必要的。
【关键词】综采设备；液压支架；液压系统；故障诊断；使用寿命；故障部位；液压传动
0 引言
在液压支架的各组成部分中，液压系统的使用频率较高，液压支架在工作过程中完成的升、降、推、移四个基本动作完全依靠液压传动与控制来实现，液压元、部件的动作频繁，是最容易出现故障的部分。
1 液压支架液压系统故障的判定依据
制定产品的故障判据时，一般应遵循的原则是：
1）不能在规定条件下丧失功能；
2）故障判据的界限值根据可接受的性能来确定；
3）不同产品可按该产品的主要性能指标来衡量。
由于各种液压支架的结构、制造水平和使用条件不同，同一故障所导致后果及排除故障的难易程度会有很大差别，因此不能完全照搬，而应按照上述判定原则，参照实例，根据具体情况来确定其类别。下面是常用支架液压元件的故障判据。
（1）轴向柱塞泵故障判据
①滑动摩擦副表面出现拉丝、粘铜或烧蚀；
②容积效率下降到低于合格品指标的10%；
③零部件出现损坏断裂；
④滚动轴承滚动体出现疲劳剥蚀；
⑤泵体有滴状外漏；
⑥变量机构失灵，或变量机构的变量特性低于合格品指标的10%以上。
（2）压力控制阀故障判据
①导阀振颤或啸叫，控制压力发生很大波动；
②零部件的异常磨损或断裂；
③压力调节失灵或有卡死现象；
④阀体有滴状外漏；
⑤技术性能指标低于标准规定值的10%。
（3）方向控制阀故障判据
①换向、复位时间超过标准规定值的10%；
②出现卡死、啸叫或抖动现象；
③内泄漏量超过标准规定值的10%；
④零部件的异常磨损或疲劳断裂；
⑤有滴状外漏。
（4）液压缸故障判据
①紧固螺钉断裂；
②缸体出现裂纹；
③有滴状外漏。
2 液压支架液压系统故障的分类
2.1 按液压故障发生的时间性分类
（1）早发性故障
这是由于支架液压系统和液压元件的设计、制造、组装、调试等方面存在问题引起的。如新购的液压支架严重泄漏和噪声大等故障，一般通过重新检验测试和重新安装、调试是可以解决的。如果是设计上的不合理或液压元件制造上存在问题，就必须改进设计、调整制造工艺。
（2）突发性故障
这是由于各种不利的偶然的外界影响因素共同作用的结果。如液压阀卡死不能换向；液压缸油管破裂，造成系统压力下降；液压泵压力失调等等。
（3）渐发性故障
这是由于支架液压元件和工作介质等的劣化过程逐渐发展而形成的。劣化过程主要包括磨损、腐蚀、疲劳、老化、污染等因素。这种故障的特点是其发生概率与使用时间有关，它只是在元件的有效寿命的后期才明显地表现出来。如液压缸、液压泵、液压马达的磨损造成的内泄漏逐渐增大，当达到某一泄漏量时，故障就明显地表现出来；密封件的老化随时间而加剧，当达到有效寿命期时就失去了密封作用，导致系统严重泄漏；液压元件中的压力弹簧的疲劳随时间而加剧，当达到疲劳极限时，就失去了控制作用；工作介质的变质随时间加剧等等。由于这种故障具有逐渐发展的性质，所以这种故障通常是可以预测的。
2.2 按液压故障特性分类
（1）共性故障
是指支架液压系统和液压元件都常出现的液压故障。其故障的特点是相同的如振动和噪声、液压冲击、爬行、泄漏、高温、进气等故障。
（2）个性故障
是指支架的液压系统和液压元件所具有的特有液压功能所出现的特殊性故障。如各液压系统的保压、卸压功能等所出现的故障。
（3）理性故障
理性故障是由于支架液压系统设计不合理或不完善、液压元件结构设计不合理或选用不当而引起的故障。如溢流阀额定流量选小了，导致溢流阀过载而发出尖叫声等等。这类故障必须通过设计理论分析和系统性能验算后，才能最终加以判断。
2.3 根据零部件类型不同分类
（1）结构件故障
除了液压系统元件以外的所有构成液压支架主体结构的零部件（如顶梁、掩护梁、连接销轴等）所出现的故障，即为结构件故障。
（2）液压件故障
除了结构件以外的支架液压系统元件（立柱、千斤顶、操纵阀、控制阀、管路等）所出现的故障，即为液压件故障。
2.4 根据故障发生的原因分类
（1）固有故障
（2）人为故障
（3）环境故障
（4）耗损故障
2.5 根据故障的从属关系分类
（1）基本故障
这种故障是指液压支架零部件本身内在因素或缺陷所导致的故障。它包括由于构件强度、材质、加工和装配工艺等原因所引起的过度变形、断裂、过度磨损、老化、腐蚀、紧固件松动或失效、密封件失效等。
（2）从属故障
这种故障是指液压支架由于外部因素（如违章操作，外界偶然事故等）所引起或由基本故障所导致产生的派生故障。例如，立柱液控单向阀密封件失效，导致立柱下腔液体泄漏，支架支撑力下降。密封件失效为基本故障，而由此引起的液压泄漏，支架支撑力下降为从属故障。
2.6 根据故障的性质、维修难易和危害程度分类
（1）致命故障
这种故障是指严重危及人身安全，或引起重要零部件报废，造成重大生产事故和重大经济损失的故障。
（2）严重故障
这种故障是指液压支架主要零部件损坏，断裂，开焊，严重磨损或变形，使其功能完全或大部分丧失，致使工作面采煤中断，需要较长时间停架解体维修，更换部分零部件的故障。
（3）一般故障
这种故障是指一般零部件损坏，折断，裂纹，过度磨损，弯曲变形，密封件失效，但继续使用不会导致主要零部件损坏，或者操作人员利用随架工具和易损备件，在较短时间内不影响工作面照常采煤情况下通过拆装、更换即可修复的故障。
（4）轻微故障
这种故障是指非主要零部件的紧固件松动、损坏、失效等，对液压支架性能和使用无多大影响的故障。
3 液压支架液压系统故障举例
中国综采面平均开机率只有30%左右，支架一围岩事故约占总事故的。支架-围岩事故的关键影响因素之一是井下恶劣环境和复杂生产地质条件下液压支架故障率高，导致支架支护能力不能充分发挥和顶板冒落等事故。
综采工作面液压支架机械构件的故障损坏较少发生，且故障现象直观，便于发现和排除。但是液压系统故障率高且难以被人们传统的感官和经验所直观发现与判断，实际质量和故障情况主要取决于支架液压系统故障。以ZZ系列支架为例，通过统计分析发现，液压系统的故障出现数量远大于其他机械故障的出现数量。因此，应着重对液压支架液压系统进行故障分析，分析其故障类别、判断故障原因进而提出预防和维护措施，以减少故障率，提高支架液压系统乃至整个液压支架的使用寿命。
支架液压系统由立柱、千斤顶、液压阀、管路、联接件和泵站组成，支架液压系统故障的结果常表现为执行机构一立柱和千斤顶不能正常工作，各种阀类的故障也是导致支架液压系统故障的原因。
4 结束语
总之，液压支架是综采工作面最重要的设备，液压支架的维修工作量也是综采设备维修工作量中最大的，但是也只有维修好、使用好液压支架，才能使综采设备发挥出高效、安全的优势，保证好现场的安全生产。
【参考文献】
[1]帅长红.液压设备设计、生产、技术改造与故障诊断[M].北京：北方工业出版社，2006.
[2]梁为.机械故障诊断[M].北京：煤炭工业出版社，2005.
[责任编辑：刘帅]
