强制水冷却系统分析及故障探讨

1、编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第3页共4页强制水冷却系统分析及故障探讨摘要：JOY48c型梭车的行走采用变频电机驱动方式，变频器采用了强 制循环水冷却。对强制水冷却系统的原理、液压驱动式水泵的结构、水系统的实 际故障处理方法以及故障排查进行了阐述，对梭车的现场使用、维护保养具有一 定的借鉴意义。关键词：梭车；强制水冷却系统；液压驱动式水泵梭车、连续采煤机及锚杆钻车是短壁机械化开采的关键设备，其中梭 车是运煤的主要装备，梭车跟在连续采煤机尾端，用于装载连续采煤机截落的煤， 并运输至给料破碎机处卸煤，可在150200m的距离内频繁往返于连续采煤机 和给料破碎机

2、之间，实现煤巷掘进工作面或短壁采煤工作面的短距离运输，有效 地提高了煤矿开采效率，降低了工人劳动强度。JOY48c型梭车的行走采用变频 电机驱动方式，工作过程中，变频器产生大量的热量，需要及时散发，因此该梭 车的变频器采用了强制循环水冷却，冷却水使用液压驱动式离心泵进行循环工作。1JOY48C型梭车强制水冷却系统分析JOY48C型梭车的冷却水采用液压驱动，在设计上水泵驱动回路与转向 回路串联在一起，如图1所示，主要由齿轮泵、变频器箱、液压驱动式水泵、水 泵安全阀、单向节流阀、转向安全阀、转向阀和转向油缸组成。齿轮泵为系统提 供压力油，油液先进入水泵的驱动马达，带动水泵旋转，水泵将水箱中的冷却水

3、 压入变频器箱的水套中，最终再回到水箱中，完成对变频器的冷却。水泵安全阀 的设定压力为3MPa,确保水泵驱动马达的工作压力不超压。通过调节单向节流 阀的开口度，可以调节进入水泵驱动马达的液压油流量，可以调节水泵的转速， 使冷却水流量满足系统的冷却要求。梭车转向不工作时，只有冷却水泵工作，多 余的油液通过转向阀的中位回到油箱。转向安全阀的设定压力为lOMPa,当梭车 转向时，操作转I句阀驱动转向油缸左右伸出，此时转向J R力远大于水泵安全阀的 设定压力，水泵安全阀完全打开，齿轮泵的油液完全进入转向阀中。因此该梭车 的水泵驱动回路和转向回路单独匚作，但是转向回路优先工作，确保梭车的转向 动作。2液

4、压驱动式水泵结构分析液压驱动式水泵是梭车水冷系统的关键元部件，JOY48C型梭车使用的 水泵结构如图2所示，主要由调节螺钉、泵壳体、固定螺母、驱动轴、叶轮、旋 转密封、O形圈、固定座和液压马达组成。1.调节螺钉2.泵壳体3.固定螺母4.驱 动轴5.叶轮6.旋转密封7.0形圈8.固定座9.液压马达液压马达通过螺钉安装在固 定座上，输出轴与驱动轴联接。驱动轴穿过固定座、旋转密封，通过螺钉与叶轮 固定，液压马达旋转时可带动叶轮旋转，通过离心原理，将吸入的冷却水甩入出 水口。驱动轴穿过旋转密封，通过0形圈进行密封。旋转密封分为静止端和旋 转端两部分，静止端内有弹簧并安装在固定座上，旋转端与叶轮紧密贴合

5、，并通 过弹簧压紧在静止端，静止端和旋转端通过中间的密封面进行密封，弹簧可以补 偿两者之间的磨损，防止离心水泵泄漏。3强制水冷却系统故障分析梭车行走时变频器需要及时散热，否则就会出现变频器热保护，造成 梭车停机,影响正常生产。在使用过程中，某矿的1台梭车由于变频器散热不畅， 经常会出现停机，经检查主要是冷却水泄漏造成的。冷却水泄漏主要包括管路泄 漏、水箱泄漏、水泵泄漏。查找泄漏点，发现主要是水泵泄漏，拆解后发现旋转 密封的密封面损坏，如图3所示。旋转密封的旋转端密封面有轻微的磨损，但是 密封面整齐。静止端的密封面已经出现了材料剥离，造成了密封面变窄、密封能 力变差，导致泄漏；而且外沿部分出现了

6、高温迹象，因此可以判定在使用过程中， 水泵缺水导致了旋转密封损伤，而旋转密封损伤反过来加剧了泄漏程度，使冷却 系统进入了恶性循环。（a）旋转密封旋转端（b）旋转密封静止端图3旋转密封 结构损坏情况针对此故障，要求梭车驾驶员每班都要观察冷却水位情况，发现冷 却水变少时应排查管路、水箱及水泵处是否存在泄漏，做好强制水冷却系统的维 护。4结语梭车在井下使用时，如果出现变频器热保护，可导致梭车不能行走， 直接影响煤矿的生产效率。针对JOY48c型梭车强制水冷却系统，在实际使用应 该做到：（1）熟悉梭车的强制水冷却循环工作回路，了解液压驱动式水泵的实际 结构，为使用和维护打好基础；（2）结合梭车水冷却系统故障的具体情况，依据 工作回路逐个节点分析故障，判断出故障原因，并排除故障，加强对设备日常检 修、保养及维护，可有效提高梭车的使用效率。参考文献：1李永安，乔彦华，王佃武.液压驱动式离心泵在使用中应注意的 问题 口.煤矿机械,2019,40 （8） ：132-134.2陈庆贺.梭车闭式水冷系统的设计口.煤矿机械,2014,35(12) :169-170.