電牽引采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的研究

電牽引采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的研究

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，利用電子采井機(jī)在現(xiàn)代綜合機(jī)械化開采領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用，并成為主要類型。縮短機(jī)身長度能提高采煤機(jī)的過斷層能力,改善工作性能。為縮短機(jī)身長度、提高傳動效率,該種機(jī)型取消了復(fù)雜的牽引部液壓系統(tǒng),但滾筒的調(diào)高和制動裝置的驅(qū)動仍然采用液壓缸,因而在機(jī)身中還保留有液壓系統(tǒng)和液壓箱?，F(xiàn)有機(jī)型多采用普通液壓閥作為液壓系統(tǒng)的控制閥,由于閥的體積較大,使液壓箱所占的空間較大,不利于進(jìn)一步縮短機(jī)身長度;普通液壓閥還存在較大的內(nèi)、外泄漏,也會導(dǎo)致傳動效率的降低和污染工作面;對工作面的惡劣環(huán)境所導(dǎo)致的油液污染較敏感,也容易引發(fā)各種故障,降低液壓系統(tǒng)的工作可靠性,縮短元件及系統(tǒng)的工作壽命。插裝閥是近30年來發(fā)展起來的一種新型閥種,結(jié)構(gòu)原理和應(yīng)用實踐都證明:它具有通流能力大,工作壓力高,密封性能好,抗污染能力強(qiáng),響應(yīng)快、動作可靠,“三化”程度高,易于集成安裝等突出優(yōu)點,因而在各行各業(yè)機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到了越來越多的應(yīng)用。若能用其設(shè)計電牽引采煤機(jī)的液壓系統(tǒng),對縮短機(jī)身長度,改善工作性能,提高液壓系統(tǒng)的工作可靠性和效率及液壓元件的“三化”程度,降低制造和使用成本等方面具有重要意義。1插裝式方向閥組成混合系統(tǒng)的實現(xiàn)基于上述分析,提出了用插裝閥設(shè)計電牽引采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計思想和方案,并對MG300/700-QWD型電牽引采煤機(jī)液壓系統(tǒng)作了應(yīng)用設(shè)計。由于換向閥是液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵元件,對系統(tǒng)的工作性能有較大影響,其體積和所占空間也較大,應(yīng)予重點考慮。鑒于系統(tǒng)較為簡單,為分析方便,本設(shè)計只是用插裝式方向閥取代了原有方向閥組成混合系統(tǒng)(見圖1),在實際設(shè)計時,可全部采用插裝閥,以便于集成安裝。該系統(tǒng)由左、右調(diào)高油缸和液壓制動器(由2制動油缸分別驅(qū)動)兩部分組成,由于兩部分的流量和工作壓力相差較大,采用了2臺泵分別供油,以提高液壓系統(tǒng)的效率;2調(diào)高油缸及2制動油缸間采用并聯(lián),可實現(xiàn)同時和分別動作;當(dāng)在采煤機(jī)割煤過程中遇到斷層或出現(xiàn)頂板(煤)冒落時,調(diào)高油缸(其二腔在此時被液壓鎖封閉)可能會受到較大的瞬間沖擊壓力,為保護(hù)調(diào)高油缸,設(shè)置了由交替單向閥14、18及安全閥12和17組成的雙向安全保護(hù)回路;為防止泵逆轉(zhuǎn)時吸空,設(shè)置了單向閥1和7;調(diào)高油缸的運(yùn)動方向分別由三位四通方向閥8和9控制;制動油缸的運(yùn)動方向由二位三通方向閥10控制;調(diào)高油缸和制動油缸的工作壓力分別由溢流閥2和6限定。現(xiàn)對各動作的實現(xiàn)分析如下。1.1壓力保護(hù)回路其動作由調(diào)高油缸13和19完成,調(diào)高油缸13的運(yùn)動方向由三位四通閥8控制;當(dāng)將方向閥8中的先導(dǎo)閥置于右位時,二通閥b和d的上腔通油箱,閥口開啟;二通閥a和c的上腔通壓力油,閥口關(guān)閉,泵3提供的壓力油經(jīng)二通閥b的閥口進(jìn)入調(diào)高油缸13的無桿腔,其有桿腔中的油液經(jīng)二通閥d的閥口與油箱相通,活塞桿伸出,使左側(cè)滾筒升高;當(dāng)將方向閥8中的先導(dǎo)閥置于左位時,二通閥a和c的上腔通油箱,閥口開啟;二通閥b和d的上腔通壓力油,閥口關(guān)閉,泵3提供的壓力油經(jīng)二通閥c的閥口進(jìn)入調(diào)高油缸13的有桿腔,其無桿腔中的油液經(jīng)二通閥a的閥口同油箱相通,活塞桿縮回,使左側(cè)滾筒降低;在采煤機(jī)割煤過程中,可將方向閥8中的先導(dǎo)閥置于中位,二通閥a、b、c、d的上腔均通壓力油,閥口都被封閉,油缸的兩腔也被液壓鎖封閉,滾筒可較長時間地保持在工作位置。此時,油泵3可經(jīng)電磁溢流閥2卸荷;由交替單向閥14及安全閥12組成的壓力保護(hù)回路可在出現(xiàn)沖擊載荷時,對油缸的兩腔起到保護(hù)作用。調(diào)高油缸19的運(yùn)動方向由三位四通閥9控制,其工作原理同于調(diào)高油缸13。1.2壓力油壓力閥的控制在采煤機(jī)正常牽引時,將二位三通方向閥中的先導(dǎo)閥置于左位,二通閥i的控制端通壓力油,閥口關(guān)閉;二通閥j的閥口通油箱,閥口開啟,泵5提供的壓力油經(jīng)二通閥j的閥口進(jìn)入制動缸21和22的有桿腔,克服彈簧力,使活塞桿縮回,松開制動閘后,泵4經(jīng)電磁溢流閥6卸荷,單向閥23將制動缸有桿腔的油路封閉,使其保持在制動閘松開位置,實現(xiàn)正常牽引;當(dāng)需要制動時,可將二位三通方向閥10中的先導(dǎo)閥置于右位,二通閥j的控制端通壓力油,閥口關(guān)閉;二通閥i的控制端通油箱,閥口開啟,制動缸有桿腔中的油液經(jīng)二通閥i的閥口流回油箱,彈簧力使活塞桿伸出,推動閘塊,實現(xiàn)制動。2插裝閥的特點(1)現(xiàn)代采煤機(jī)液壓系統(tǒng)中所使用的各種閥件的功能均可用相應(yīng)的插裝閥實現(xiàn),所以,可用插裝閥設(shè)計出所有類型和型號的采煤機(jī)液壓系統(tǒng),且有典型集成塊(也可方便的得到各種變型)可供選用,給設(shè)計工作帶來了極大的方便。(2)插裝閥的結(jié)構(gòu)簡單,制作容易,“三化”程度很高,利于組織批量生產(chǎn),降低制造和生產(chǎn)成本。(3)插裝閥的突出優(yōu)點是易于實現(xiàn)集成化配置,管路布置靈活,可減少配管,使液壓箱結(jié)構(gòu)緊湊,便于安裝,利于縮短機(jī)身,提高采煤機(jī)的過斷層能力。(4)插裝閥的抗污染能力強(qiáng),在井下的惡劣環(huán)境中使用,耐磨性好,故障少,工作壽命長,二次維修之間的間隔長,在發(fā)生故障后也易判斷,維修時間短,并可延長介質(zhì)的使用時間,便于使用和維護(hù)。所以,用插裝閥設(shè)計電牽引采煤機(jī)液壓系統(tǒng),在設(shè)計、制造、安裝和使用維修幾個方面都具有極大的優(yōu)越性,在技術(shù)上無障礙,經(jīng)濟(jì)上可行。3采用插裝閥的應(yīng)用前景插裝閥的優(yōu)點特別適合電牽引采煤機(jī)的工況和結(jié)構(gòu)要求,用其設(shè)計電牽引采煤機(jī)的液壓系統(tǒng),既能滿足使用要求,又可改善液壓系統(tǒng)和機(jī)器的工作性能,符合技術(shù)發(fā)展趨勢,有較好的應(yīng)用前景,應(yīng)引起設(shè)計人員的高度關(guān)注。此外,采用插裝閥設(shè)計采煤機(jī)液壓系統(tǒng)也符合技術(shù)發(fā)展趨勢。為提高生產(chǎn)效率,減小作業(yè)危險,綜采工作面正向著自動控制方向發(fā)展,插裝閥采用電液先導(dǎo)控制,響應(yīng)快,適于