液压系统如何确保采矿机械的安全？

移动式采矿机械中的液压系统是独一无二的。 正如任何智能设计的液压回路必须考虑效率，性能和可靠性一样，采矿业中的液压也必须如此。 然而，采矿安全的考虑往往是首要考虑因素，其中包括该行业中液压系统的独特性质。

采矿作为一种职业，使得世界上最危险的十大名单成为可能。 采矿中的一些主要危险与机械无关，例如灰尘，振动和噪音，但采矿是机械相关的行业，绝大多数机器都是液压驱动的。那么，是什么让采矿机械中的移动液压系统与建筑或林业不同？

据悉，国家职业安全与健康研究所的研究人员进行了他们的研究，美国采矿业的机器损伤和安全研究的优先事项，发现机械相关事故占采矿作业所有严重事故的41％，被机器击中或被机器抓住。

虽然被碰巧配备液压装置的自卸卡车等车辆撞击是不幸的，但通常不是液压装置本身会造成伤害; 与机械有关的危险发生在很多层面上。 与输送机，运输，铣削，倾卸（来自装载机和铲车），隧道掘进，破碎和叉车的大量发生液压机相关的事故。 潜在的危险来自采矿方面的许多方向。

除了与大多数液压动力机械有关的伤害外，爆炸相关的伤害和死亡在采矿历史中起到了不幸的作用，尤其是煤炭。 记录中最糟糕的一年是1907年，当时超过3,200人死于爆炸。 最近的数据显示，与爆炸有关的死亡人数每年降至不到20人，这是一项非凡的成就。 液压系统在减少爆炸相关伤害和死亡方面发挥了重要作用，但我稍后会谈到这一点。

液压的好处在采矿方面是巨大的

液压系统的功率密度是大型采矿机械（如CAT 6090）所必需的。

那么，是什么让液压系统对采矿中的移动机械如此有用呢？ 首先，液压技术非常适合采矿，其原因与任何其他行业相同; 功率密度，可控性，可靠性和可维护性。 人们可能会如此大胆地宣称采矿机器是水力学的存在理由。 “Big Bertha”，CAT 6090和Belaz 75710都是庞大的传奇机器，能够承受其他机器无法比拟的工作量。 如果没有液压装置，它们就不可能实现。

采矿业是一项重要的业务，需要以难以用文字描述的规模处理土制材料。 只需看看CAT 6090，它由一台4,500马力的发动机驱动，每个发动机运行8个可变排量活塞泵，每个泵流量为250加仑/分钟，不包括每个流量为130加仑/分钟的六个回转泵。 机器中的液压油总量接近3,500加仑。 在超过5,000磅/平方英寸的压力下，其铲斗有效载荷为103吨 – 约为1990年的本田思域。

CAT 6090上的液压回路与任何注塑机或液压机一样复杂，如果不是更多的话。 有压力，流量和温度的闭环控制，以及马力限制泵。 液压回路的重点是生产率和效率，即使在极端条件下也能确保高水平输出的方法。 例如，即使具有液压马达驱动冷却器的1,000+ gpm冷却回路不足以将液压油保持在可接受的范围内，精密的控制系统也会减少泵流量以降低输入功率，从而减少热负荷。

采矿中使用的液压元件使用带有密封线圈的防爆设计

可以想象，这种能够令人惊叹的生产力的巨型机器具有潜在的危险性。 这就是液压系统固有特性发挥作用的地方，以提高可控性和安全性。 轨道的车轮马达使用液压减速阀，以防止在下坡时超速，使1,400吨的挖掘机下降44％的坡度而不会逃跑。 虽然不仅仅是液压系统的功能，但6090具有先进的运动控制功能，可实现恒定角度铲斗引导，自动防回转和恒定动臂动量控制等功能。

采矿机械不仅通过应用于电路的技术而且通过组件构造的质量变得安全。 我已经完成了采矿应用中使用的液压缸的设计工作，你会对传统上常见的组件的质量控制水平感到震惊。

质量控制的第一步是确保钢合金纯净且无缺陷。 原材料送至第三方MTR测试，确认等级，硬度和机械测试性能。 一旦原材料从测试中返回，就将棒材加工并送回去进行进一步的无损检测。

在螺纹上进行磁性颗粒测试，并使用超声波扫描确认整个杆的完整性。 如果涉及焊接以将枪管连接到帽，或者可能连接后U形夹，则焊接接头涂有渗透染料。 从染料中出现焊接缺陷，例如过多的孔隙。 如果焊接部件未通过DP测试，则部件将被拒收并重新制造。

在过去的一百年里，液压系统在减少数千人的煤矿爆炸相关死亡人数方面发挥了作用。

必须从每个可能的水平考虑采矿安全，从机器部件的制造到安装和实施。 煤炭开采，特别是在地下开采，可能是最极端的采矿条件。 地下采矿有一系列挑战; 空间限制是显而易见的，使机器和人员的紧密接近是一个明显的危险。

如果你还记得的话，我提到液压系统在过去的一百年里，将煤矿爆炸相关的死亡人数从数千人减少到少数。 在不需要电能传输的情况下进行液压能量传输。 早期的电气元件在矿井中是名副其实的Zippos，并且很容易点燃煤尘。 防爆一词似乎描述了不会通过火花引起点火的部件。 显然，有点用词不当 – 如果你在电磁阀上扔掉一吨C4，它无论防爆等级如何都会爆炸。 也许“电惰性”这个短语会更合适，但我离题了。

毋庸置疑，液压系统本质上是防爆的。 液压机械在采矿业中起着关键作用，以确保生产率高，同时保持安全。 由于防爆电气元件的出现，带有电子控制装置的现代液压装置能够在没有安全问题的情况下用于采矿。 这些线圈和开关具有密封的电气连接和触点，不暴露在外部环境空气中，火花可以点燃煤尘。

无论是电力还是安全，液压技术都将始终在采矿业中发挥主导作用。 正如我多次提到的那样，市场上的电气化永远不会取代水力学，而采矿可能就是最好的例子。 采矿所涉及的负荷和力量使液压系统成为完美的匹配，随着采矿变得更具竞争力，对生产率和盈利能力的追求也不会停止。 当你读到这篇文章时，我想CAT正在研究6100液压推力。