项目案例
CASES
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在矿山开采过程中，撬毛台车是确保井下顶板与帮壁稳定的核心安全装备，其通过机械臂驱动撬毛工具清除浮石，有效预防冒顶事故。某金属矿山所使用的鑫通XMPYT-54/362型撬毛台车，因长期处于高负荷、高粉尘的恶劣环境，相继出现破碎头损坏、设备严重亏电、发动机负载过大导致转速异常下降等综合性故障，不仅影响顶板处理效率，也对整体采矿进度构成制约。为恢复设备性能、保障安全生产，矿山启动了本次专项维修工程。
一、故障现象与初步分析
1. 故障具体表现
- 电气与动力系统异常：设备启动困难，着车过程中信号输出中断；发动机负载敏感，启动后转速波动明显，最低仅200余转；执行任何动作时转速均急剧下降。
- 工作机构损坏：破碎锤头严重磨损，无法正常作业。
- 液压系统性能衰退：机械臂伸展、回收及回转速度较正常值下降约40%，作业效率显著降低；操作液压阀组时管路伴有“嗡嗡”异响；连续运行30分钟后液压油温超过70℃，高于额定上限65℃；系统工作压力仅为12MPa，低于额定16MPa。
- 其他隐患：变速箱加油管底部存在轻微渗漏。
2. 初步研判
基于设备累计运行约8000小时及井下恶劣工况，初步判断故障主要源于液压系统内泄漏、关键机械传动部件磨损及电气系统老化，需进行系统拆解与检测。
二、系统化故障诊断与原因分析
1. 电气与发动机系统检测
- 全面检查电源接线、发电机、电压调节器及信号线路，排除虚接、漏电与传感器故障。
- 清洗燃油系统，检查滤芯堵塞、油路气阻及喷油嘴雾化状态；检测高压油泵输出压力。
- 排查进气系统，确认空滤堵塞与管路密封情况。
- 使用专业诊断仪读取发动机ECU及液压泵控制器故障码，评估控制单元工作状态。
- 测试气缸压力，判断发动机内部磨损程度。
2. 液压系统专项检测
- 外观检查发现主液压泵接口渗油，液压滤芯附着大量金属碎屑。
- 经液压测试台加载检测，主泵输出流量仅为额定值的60%，压力波动显著。
- 拆解主液压泵后发现：配油盘磨损严重，沟槽深度达0.3mm（标准≤0.1mm）；柱塞与缸体配合间隙达0.2mm（标准≤0.05mm）。上述磨损导致系统内泄漏加剧，压力与流量不足。
3. 机械传动部件检测
- 拆检机械臂回转机构发现，回转轴承润滑脂干涸，滚道存在局部磨损。
- 机械臂铰接销轴配合间隙达0.5mm（标准≤0.2mm），导致动作阻力增大、效率降低。
- 破碎锤内部活塞、蓄能器及油封存在不同程度磨损。
三、维修方案及实施过程
1. 液压系统修复与优化
- 更换主泵磨损部件（配油盘、柱塞组件），对缸体进行精密研磨，恢复配合间隙至0.03mm。
- 更换全部液压滤芯，彻底清洗油箱，更换为L-HM46抗磨液压油。
- 对所有管路接头更换耐高温密封圈，并进行压力密封测试（16MPa保压30分钟，压降≤0.5MPa）。
- 清洗多路换向阀，对阀芯进行研磨修复，确保密封可靠。
2. 机械部件维修与更换
- 更换损坏的破碎锤头。
- 更换回转轴承，加注二硫化钼高温润滑脂。
- 更换铰接销轴，加装防尘密封套，将配合间隙调整至0.15mm。
- 对机械臂主体结构进行无损探伤，排除裂纹与变形隐患。
3. 电气与动力系统维护
- 更换故障ECU控制单元。
- 检测并优化整车电路接地与绝缘状态。
四、维修效果验证
1. 空载测试
设备启动平稳，机械臂各动作速度恢复至出厂标准（伸展时间≤8秒），液压系统运行平稳无异响，油温稳定维持在45℃–55℃。
2. 负载工况验证
模拟实际撬毛作业（撬毛力5kN）连续运行4小时：
- 液压系统压力稳定在15–16MPa。
- 机械臂动作响应速度较维修前提升40%，满足高强度生产节奏。
- 跟踪运行一个月，设备无故障记录，矿山反馈综合作业效率提升约30%。
五、经验总结与管理建议
1. 维修关键要点
- 严格控制液压系统污染：矿山粉尘工况下，必须严格执行液压油“三过滤”制度，建议每1000小时检测油液清洁度（NAS等级≤8级）。
- 实施周期性预防维护：建议制定每2000小时一次的液压系统全面检修计划，重点监测主泵、阀组等关键元件磨损状态。
- 规范设备操作：作业前应进行5分钟以上空载预热，避免带载启动对液压系统造成冲击。
2. 行业借鉴意义
本维修项目表明，针对撬毛台车等矿山特种设备，必须采用液压、机械、电气多系统协同的诊断方法，并结合具体工况制定维护策略。建议矿山建立设备故障台账，系统记录故障类型、维修周期、备件更换等信息，通过数据积累不断优化维修成本与设备可靠性，为推进矿山智能化运维提供实践依据。
本次维修不仅全面恢复了设备性能，更形成了一套可复制、可推广的故障诊断与维修作业流程，为同类设备的运维管理提供了可靠案例，助力矿山实现“安全高效”与“降本增效”的双重目标。
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