煤礦坑道鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境極為嚴(yán)苛。煤塵、淋水、腐蝕性氣體持續(xù)侵入，加速油液污染，導(dǎo)致元件壽命縮短、故障率居高不下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，煤礦液壓系統(tǒng)故障中約70%源于油液污染，控制油液清潔度是保障系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

中煤科工西安研究院2025年在《煤礦機(jī)械》期刊發(fā)表的研究成果，系統(tǒng)探討了介電常數(shù)法在坑道鉆機(jī)油液監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于介電常數(shù)的在線油液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過比對(duì)鉆機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)與故障狀態(tài)下的油液介電常數(shù)變化，判斷油液污染程度，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)油液和廢棄油液的標(biāo)定試驗(yàn)，確定了換油閾值，進(jìn)一步對(duì)處在不同工作階段的鉆機(jī)進(jìn)行油液監(jiān)測(cè)，建立油液質(zhì)量劣化模型，通過介電常數(shù)變化率判斷液壓系統(tǒng)油液質(zhì)量并確定換油時(shí)間，從而有效控制由油液污染造成的液壓系統(tǒng)故障，提高鉆機(jī)整體可靠性。

▲不同工況下油液介電常數(shù)變化

▲ 油液質(zhì)量劣化模型與換油時(shí)間預(yù)測(cè)

介電常數(shù)法用于油液劣化評(píng)價(jià)具備充分的技術(shù)依據(jù)。水的介電常數(shù)約為80，而礦物潤(rùn)滑油約為2.2，二者相差近40倍，微量水分混入即可導(dǎo)致介電常數(shù)顯著上升。研究表明，影響潤(rùn)滑油介電常數(shù)的主要理化指標(biāo)是水分、酸值和金屬磨粒，介電常數(shù)作為潤(rùn)滑油的劣化評(píng)價(jià)指標(biāo)是可行的。多數(shù)新液壓油的介電常數(shù)約2.0~2.3，當(dāng)數(shù)值超過3.5時(shí)，表明油液已嚴(yán)重劣化。

▲ 圖1 水、新液壓油及劣化油介電常數(shù)對(duì)比

面對(duì)煤礦井下的復(fù)雜工況，將介電常數(shù)監(jiān)測(cè)從實(shí)驗(yàn)室研究轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用，需要能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。智火柴油液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成介電常數(shù)傳感器，可實(shí)時(shí)跟蹤油品劣化趨勢(shì)，適用于煤礦、工程機(jī)械等行業(yè)。如需了解產(chǎn)品詳情或技術(shù)方案，歡迎聯(lián)系智火柴技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

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