Гидравлическая жидкость как фактор управления техническим состоянием гидравлической системы горных машин

Основным фактором, приводящим к отказам гидравлической системы и простоям машин, является загрязнение гидравлической жидкости и аварийные отказы по причине обрывов рукавов высокого давления – около 50% источников аварийных разливов. Погрузчики, экскаваторы и самосвалы являются наиболее частыми объектами, на которые приходится около 58% всех аварийных разливов гидравлической жидкости. Обеспеченность гидравлической жидкостью определяется не только объемом гидравлического бака машины, но и необходимым количеством для замен в рамках технического обслуживания, а также при утечках и аварийных разливах. Показаны результаты применения дополнительной очистки гидравлической жидкости гидросистем экскаваторов на мобильных фильтрационных установках, что обеспечивает высокую эффективность очистки, сокращение расходов на обслуживание и предотвращает внезапные отказы. Для эффективного управления техническим состоянием гидравлической системы горных машин предлагается в состав действующего регламента работ по техническому обслуживанию ввести очистку гидравлической жидкости на мобильных фильтрующих установках. Введение дополнительной операции механической фильтрации позволит обеспечить продление работоспособности машины при минимальных удельных суммарных затратах на приобретение гидравлической жидкости при возможной замене оставшейся части гидравлической жидкости (еще не выработавшей свой ресурс до плановой замены). Создается резерв жидкости, прошедшей механическую очистку и пригодной для доливов при небольших по масштабам разливах или утечках, вместо доливов каждый раз новой жидкости при проведении мероприятий технического обслуживания гидросистем на месте эксплуатации.

Михайлов А. В., Репкина К. С. Гидравлическая жидкость как фактор управления техническим состоянием гидравлической системы горных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 5. – С. 39–51. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_5_0_39.

Михайлов Александр Викторович¹ — д-р техн. наук, профессор, профессор, e-mail: Mikhayov_AV@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-0516-7737,
Репкина Ксения Сергеевна¹ — аспирант, e-mail: s255004@stud.spmi.ru, ORCID ID: 0009-0006-8639-4961, 
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Репкина К.С., e-mail: s255004@stud.spmi.ru.

1. Sumar Hadi Suryo, Bayuseno A. P. Study on reliability analysis of hydraulic components and excavator engine in maintenance of mine heavy equipment // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018, vol. 9, no. 8, pp. 1244—1254. 

2. Kuvshinkin S. Y., Ivanova P. V. Developing a methodology for estimation of excavation techniques for given operating conditions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, no. 1, article 012121. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012121.

3. Гаращенко Ж. М., Теремецкая В. А., Габов В. В. Отработка угольных целиков унифицированными выемочными модулями локальными забоями // Горная промышленность. — 2024. — № 5S. — C. 151—157. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-5S-151-157.

4. Холодняков Г. А., Лигоцкий Д. Н., Половинко А. В. Малоотходная и экологичная технология добычи полезных ископаемых на карьерах с помощью гидромолотов // Записки Горного института. — 2009. — Т. 180. — С. 15—17.

5. Zhukov I. A., Martyushev N. V., Zyukin D. A., Azimov A. M., Karlina A. I. Modification of hydraulic hammers used in repair of metallurgical units // Metallurgist. 2023, vol. 12, pp. 1644—1652. DOI: 10.1007/s11015-023-01480-w.

6. Władzielczyk K., Kipczak P. Ageing process of hydraulic oil in single-bucket excavators in rock mining // New Trends in Production Engineering. 2019, vol. 2, no. 1, pp. 130—139. DOI: 10.2478/ntpe-2019-0014.

7. Novak N., Trajkovski A., Kalin M., Majdiˇc F. Degradation of hydraulic system due to wear particles or medium test dust // Applied Sciences. 2023, vol. 13, article 7777. DOI: 10.3390/app13137777.

8. Zhang Y., Liu Y., Wang Z., Tao Y., Yang L., Li Y. Prediction of oil contamination in aviation hydraulic system and active leakage strategy / Proceedings of the 2022 IEEE 17th Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), Chengdu, China, 2022, pp. 578—583. DOI: 10.1109/ICIEA54703.2022.10006227.

9. Шибанов Д. А., Иванов С. Л., Емельянов А. А., Пумпур Е. В. Оценка показателей работоспособности карьерных экскаваторов в реальных условиях эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 10. — С. 86—94. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-86-94.

10. Абдельвахаб Агагена, Михайлов А. В. Влияние железорудной пыли на изнашивание поверхности штоков гидроцилиндров карьерного экскаватора // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 11-1. — С. 5—23. DOI: 10.25018/02 36_1493_2023_111_0_5.

11. Huirong Zhang, Zhongfu Yao Harm and control of hydraulic oil pollution in coal mine machinery // IOP Publishing Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1601, no. 6, article 062002. DOI: 10.1088/1742-6596/1601/6/062002.

12. Li S., Yang Z., Tian H., Chen C., Zhu Y., Deng F., Lu S. Failure analysis for hydraulic system of heavy-duty machine tool with incomplete failure data // Applied Sciences. 2021, vol. 11, article 1249. DOI: 10.3390/app11031249.

13. Салимов А. Э., Шибанов Д. А., Иванов С. Л. Риски отказов карьерного экскаватора, связанные с его техническим обслуживанием и ремонтом // Горная промышленность. — 2024. — № 2. — С. 97—102. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-2-97-102.

14. Иванов С. Л., Мякотных А. А., Князькина В. И. Повышение работоспособности гидрофицированного горного оборудования для реализации климатически нейтральной геотехнологии торфа // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. — 2022. — № 16. — С. 110—116. DOI: 10.26160/2658-3305-2022-16-110-116.

15. Рахутин М. Г., Занг К. К., Кривенко А. Е., Чан В. Х. Оценка влияния температуры рабочей жидкости на потери мощности карьерного гидравлического экскаватора // Записки Горного института. — 2023. — Т. 261. — С. 374—383.

16. Шибанов Д. А., Иванов С. Л., Мякотных А. А. Тенденции востребованности карьерных гидравлических экскаваторов в РФ и контроль состояния их гидравлических систем // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. — 2022. — № 17-2. — С. 288—293. DOI: 10.26160/2658-3305-2022-17-288-293. 

17. Кириллов К. Г. Основные неисправности гидропривода, их профилактика и методы устранения [Электронный ресурс]. URL: http://zapchasty.tradicia k.ru/articles/osnovnye-neispravnosti-gidroprivoda-ikh-profilaktika-i-metody-ustraneniya (дата обращения: 04.04.2025).

18. Курганов В. М., Грязнов М. В., Колобанов С. В. Оценка надежности функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов в карьере // Записки Горного института. — 2020. — Т. 241. — С. 10—21. DOI: 10.31897/PMI.2020.1.10.

19. Guan L., Feng X. L., Xiong G., Xie J. A. Application of dielectric spectroscopy for engine lubricating oil degradation monitoring // Sensors and Actuators, A: Physical. 2011, vol. 168, pp. 22—29. DOI: 10.1016/j.sna.2011.03.033.

20. Blum K.-H., Ellenrieder K. Validated hydraulic fluids for increased hydraulic life development // Hydraulics. 2017, vol. 10, pp. 50—55. DOI: 10.1007/S41321-017-0002-Y. 

21. Ng F., Harding J. A., Glass J. Improving hydraulic excavator performance through in line hydraulic oil contamination monitoring // Mechanical Systems and Signal Processing. 2017, vol. 83, pp. 176—193. DOI: 10.1016/j.ymssp.2016.06.006.

22. Yuejing Jiang Maintenance of hydraulic system in mechanical engineering / Advances in Engineering and Applied Science Research: 2021 International Conference on Intelligent Manufacturing Technology and Information Technology. 2021, vol. 11, pp. 82—84. DOI: 10.23977/IMTIT2021019.

23. Ren-cai Zhang, Xiang Yu, Yun-long Hu, Hong-jiao Zang, Wen Shu Active control of hydraulic oil contamination to extend the service life of aviation hydraulic system // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018, vol. 96, pp. 1693—1704. DOI: 10.1007/s00170-017-0833-9.

24. Москвичев В. В., Ковалев М. А. Исследование показателей надежности основных групп оборудования карьерных гидравлических экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 7. — С. 96—112. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_7_0_96.

25. Guerin T. Root causes of fluid spills from earthmoving plant and equipment: Implications for reducing environmental and safety impacts // Engineering Failure Analysis. 2014, vol. 45, pp. 128—141. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2014.06.011.

26. Deuster S., Schmitz K. Bio-based hydraulic fluids and the influence of hydraulic oil viscosity on the efficiency of mobile machinery // Sustainability. 2021, vol. 13, article 7570. DOI: 10.3390/su13147570.

27. Kamyab B., Beims R., Chambers D. W., Bassi A. S. Sustainable production of high-performance bio-based hydraulic fluids from vegetable oils: Recent advances, current challenges, and future perspectives // Biomass & Bioenergy. 2024, vol. 183, no. 14, article 107160. DOI: 10.1016/j.biombioe.2024.107160. 

28. Sander K., Jespsen D., Zangl S., Schilling S. Stoffstrom- und Marktanalyse zur Sicherung der Altölentsorgung; Umweltbundesamt: Umweltbundesamt, Dessau, Germany, 15/06, 2006, 105 p. http://www.umweltbundesamt.de.

29. Фомин С. И., Лелен А. Определение производительности карьеров цементной промышленности, разрабатывающих минеральное сырье с использованием комбайнов послойного фрезерования SM // Маркшейдерия и недропользование. — 2024. — № 3. — С. 122—127. DOI: 10.56195/20793332_2024_3_122_127.

30. Sobczyk A., Pobędza J. Hydraulic systems safety by reducing operation and maintenance mistakes // CzOTO. 2019, vol. 1, no. 1, pp. 700—707. DOI: 10.2478/czoto-2019-0089.

31. Lee J. C., Shin H. M., Tessmann R. K. An investigation of roll-off cleanliness for hydraulic systems and its application to a tractor // Biosystems Engineering. 2007, vol. 96, no. 1, pp. 19—27. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2006.10.005.

32. Юшков А. Н. Алгоритм расчета оптимальной периодичности замены гидравлического масла // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. — 2009. — № 189. — С. 141—148.

33. Очистка жидкости мобильными фильтрационными установками. Техническая информация. ООО «АРГИС-Инжиниринг». URL: https://argis.ru/Texнический мониторинг%20 ПФУ.pdf (дата доступа 19.05.2025).

34. Goharrizi A. Y., Sepehri N. Application of fast fourier and wavelet transforms towards actuator leakage diagnosis: A comparative study // International Journal of Fluid Power. 2013, vol. 14, pp. 39—51. DOI: 10.1080/14399776.2013.10781074.

35. Sandeep Mishra, Neeraj Kumar Goyal, Arup Mukherjee Reliability analysis and life cycle cost optimization of hydraulic excavator // Journal of Reliability and Statistical Studies. 2024, vol. 16, no. 2, pp. 297—328 DOI: 10.13052/jrss0974-8024.1626.