ZY88001735D型液压支架液压系统设计

0前言 ZY8800/17/35D型支架是首批国产化大工作 阻力支架，采用准360 mm缸径的立柱，工作阻力达 8 800 kN。 对ZY8800/17/35D型支架液压系统设计 的基本要求是结构简单，设备外形尺寸小，能远距 离地传递大的能量；能承受较大的载荷；动作迅速； 操作、调节简单；过载及损坏保护简单；尽可能利用 最少的液压元件实现液压支架所要求的各种动作 和功能，降低系统故障发生率和提高液压支架的可 靠性。 本文对ZY8800/17/35D型支架液压系统进行 了设计，经实践证明该系统设计合理、稳定可靠、提 高了工作效率。 1单台液压支架液压系统设计 1.1架内工作原理 单台ZY8800/17/35D型液压支架液压系统完成 升柱、降柱、移架和推溜等动作，其相应的液压回路 包括支架升降回路、推移回路、护帮回路、平衡回 路、侧推回路以及抬底回路，所有千斤顶通过液压 管路并联，工作原理如图1所示。 工作面所有支架 在结构上都有相同的液压缸、液压装置以及它们之 间都有相同的连接方法。 （1）支架升降回路 ZY8800/17/35D型支架是两柱掩护式支架，支架 升降回路完成支架升柱、降柱，原理如图2所示。 图 中2根立柱并联组成，同时动作，各用一个控制阀， 此处采用480 L /min流量的液控单向阀。 每一根立 柱有3个工作口， 其中一个即活塞腔采用DN20规 格胶管连接， 另外2个工作口采用DN12规格胶管 连接。 立柱下腔设置有流量500 L/min安全阀，可提 高抗冲击能力。 在液控单向阀上安装了一个压力传 感器，可进行压力数据的反馈。 图1ZY8800/17/35D液压支架液压系统 图2ZY8800/17/35D支架升降回路原理 （2）推移回路 推移回路是液压支架的重要组成部分，直接影 响移架速度。 在满足地质条件以及移架力的情况 下，应选用较小的千斤顶，以提高移架速度。 千斤顶 侧推千斤顶 护帮千斤顶 平衡千斤顶 推移千斤顶 立柱 立柱 抬底千斤顶 电 液 控 制 阀 R 立柱 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.30No.9 Sep. 2009 第30卷第9期 2009年9月 ZY8800/17/35D 型液压支架液压系统设计 胡敏 (中原工学院， 郑州450007) 摘 要： 在分析ZY8800/17/35D型液压支架液压系统基本要求的基础上， 设计了ZY8800/17/ 35D型支架的液压系统。该液压系统由单台支架液压系统和公用液压系统组成，其中单台支架液压 系统功能包括支架升降回路、推移回路、护帮回路、平衡回路、侧推回路以及抬底回路。 经实践证明 该系统设计合理、稳定可靠、提高了工作效率。 关键词： 液压支架； 液压系统； 升降回路； 推移回路 中图分类号：TD355文献标志码：A 文章编号：1003 0794（2009）09 0157 03 Design of Hydraulic System of ZY8800/17/35D Hydraulic Support HU Min (Zhongyuan Technology Institute, Zhengzhou 450007, China) Abstract: The basic requirement of ZY8800/17/35D hydraulic support is analyzed and the hydraulic system of ZY8800/17/35D hydraulic support including unit hydraulic system and common hydraulic system is designed. Fluctuation,moving, face guard ,equalized, lateral impulsion, lifting base loops of unit hydraulic system are described. The practices show that the hydraulic system is rational design， reliability and high effectiveness. Key words: hydraulic support；hydraulic system；fluctuation loop；moving loop 157 DOI:10.13436/j.mkjx.2009.09.030 后面设置有位移传感器，可反馈支架状态。 活塞杆 腔加单向锁，防止移架时输送机倒拉。ZY8800/17/ 35D型支架采用直径为准150 mm倒装推移千斤顶， 使移架力大于推溜力，推移步距为865 mm。 实践证明， 该推移系统可在全电液控制下，实 现支架成组快速移架，加快了推进速度，减少了支 架的支护滞后。 护帮千斤顶完成护帮板旋转，实现对煤壁的支 护，平衡千斤顶用来改善顶梁的受力状况，它们在 液压回路上都设计有双向锁；防止支架倾倒由侧推 千斤顶来完成；抬底千斤顶移架时抬起底座，并与 立柱升柱时联动，活塞杆收回。 不同的液压回路，执行元件的数量、管路结构、 安装、控制方式和使用不尽相同，内部通道及与执 行机构的连接方式等，会有较大差异，应对各个回 路进行优化设计。 1.2液压阀的选择 液压阀是支架液压系统的核心，包括电液控制 阀和辅助阀。 为满足高压、大流量的要求，减少系统 造价，选择液压阀应该考虑到通流能力大、动作速 度快、组合机能强、密封性能好、结构紧凑、抗污染 能力强、易于集成的要求，并采用集成块，减少液压 元件外形尺寸和重量。 （1）电液控制阀 电液控制阀包括电磁先导阀和电液换向阀。 电 磁先导阀可直接用手按动，实现换向阀的手动直接 操作；又可接受支架控制器的动作信号，实现换向 阀（也是支架）的电动控制和自动程序控制。 电液换 向阀组采用紧凑型整体式结构、成熟的先导阀阀芯 结构。 电液控制阀内设1个高精度过滤器、2个单向 阀，保证电磁先导阀用液的清洁度。 单台液压支架 内设1组电液换向阀组，实现“降移升”循环时间 小于10 s。 （2）反冲洗过滤器 反冲洗过滤器在液压系统中能够截留、过滤和 除去液体中的污染物。 大于过滤器元件孔或网筛的 杂质颗粒会被挡住和截留，这样它们就不会继续污 染液压系统。 它作为全流量压力过滤器，包含过滤 器阀壳和过滤器元件。 采用反冲洗过滤器的液压支 架液压系统具有阀的寿命长、 泄漏和压力损失小、 系统效率高、便于设计、制造，维护和使用等优点， 能改善支架的综合性能， 适应电液控制的工作要 求。 2公用液压系统设计 工作面所有液压支架加上液压管路以及泵站组 成公用液压系统,其原理如图3所示。 该系统为环 形供液系统，即双进双回液压系统。 每隔20架用高 压胶管连接起来以利于液体补偿，特别适合液压支 架整体编程的3组或5组整体移架。 该系统能最大 利用原动机的功率，减少流程损失。 图3公用液压系统原理 1.主进液管2.回液管3.水管 为充分保证液体流量，选用胶管规格如表1所 示。 主进液管路在进入工作面前设有一台高压过滤 站，过滤精度不大于25 m，流量1 000 L/min。 3设计中应注意的几个问题 （1）液压系统主要参数的确定。 应注意液压元 件参数的合理匹配，应使其尽量适应液压支架的工 作特点，以提高液压支架的工作效率，延长液压支 架元件的使用寿命。 表1选用胶管规格 （2）乳化液的过滤精度对元件的使用寿命影响 很大，从而影响整个液压支架的使用。 因此，在每台 支架进入主控阀之前， 都设置一个反冲洗过滤器， 过滤精度为25 m，防止主控阀被污染。 （3）为了确保液压支架的可靠性，选取可靠的 液压元件极为重要。 在方案确定后，对液压元件的 选用，应进行广泛调研，通过综合对比分析，选用优 质元件，提高设计和装置的技术要求，以确保系统 的密封。 （4）在设计管路系统时，在满足支架合理结构 的前提下，合理布置液压系统，架与架之间的连接 管路不影响支架移动， 液压阀布置在合理的位置， 便于维修。 4结语 实践证明该型液压支架液压系统参数设计合 理、操作维护方便、故障率低，可满足采煤工艺要求。 123 各个位置 顺槽及架前主进液管 顺槽及架前主回液管 架间主进液管 架间主回液管 架内进液管 架内回液管 胶管规格 DN65S DN70 DN50S DN50 DN25 DN32 第30卷第9期Vol.30No.9ZY8800/17/35D型液压支架液压系统设计胡敏 158 随着采煤工艺和液压支架技术的发展，液压支架的 液压系统也显露出一些不足，如当支架5架以上成 组推进时，速度显得较慢，这也是今后对系统改进 中需要完善的一个方面。 参考文献： 1祝良荣.电磁先导式通断阀研究开发J.煤矿机械，2007，28（4）： 157-158. 2雷天觉.液压工程手册K.北京:机械工业出版社,1990. 3丁绍南.液压支架设计M.北京:世界图书出版社,1992. 4王国法，史元伟，陈忠恕，等.液压支架技术M.北京：煤炭工业 出版社,1999. 作者简介： 胡敏（1973-）,女，重庆荣昌人，讲师，硕士，现任中原 工学院机电学院教师， 从事机械工程等方面的教学和科研工作，电 子信箱： 收稿日期：20090409 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.30No.9 Sep. 2009 第30卷第9期 2009年9月 0引言 矿井下在保证安全可靠的前提下， 要追求高 产高效，给矿上带来极佳的经济效益，这就要求辅 助运输车辆有更高的可靠性能，高效的运输性能。 目前， 我国煤矿井下辅助运输状况与先进采煤国 家相比差距还很大， 绝大多数采煤辅助运输仍采 用小绞车、 小蓄电池机车等多段多散落后的传统 运输方式，存在着运行环节多、运行速度慢、效益 低、事故多、占用人员和设备多及安全、机动性和 适应性均较差的问题。 尤其是在工作面设备搬迁 时，装载、卸载和调车等工作量大且繁杂，采用这 些传统的运输方式搬迁，不仅时间长，而且严重影 响矿井全员效率的提高和煤矿的安全生产。 传统 的运输方式已成为制约我国煤矿生产发展的一个 薄弱环节。 因此，在20世纪90年代，国内少数新 建矿井已采用了新型高效的无轨辅助运输替代传 统有轨运输。 如神东矿区、 山东兖州的济宁三矿 等，取得了非常好的效果。 从国内外使用情况来看，采用无轨胶轮车辅助 运输，为提高矿井生产能力创造了有利条件，解决 了煤矿长期以来辅助运输制约生产能力的瓶颈问 题，并在生产上取得了很好的效益。 但经过这些年 的发展，仍然存在很多亟待解决的问题，其中运输 车辆在狭窄空间、低矮巷道的工作受到了极大的限 制。 1轮边驱动转向装置 （1）轮边驱动转向装置特点 传统车辆上，通常采用车桥驱动，利用前驱、后 驱与全驱动，铰接转向的方式，由于整体与车桥本 身的特点，整车的重心受到一定的限制。 还有一种 驱动方式，目前也采用比较多，借助液压系统，采用 液压马达与减速箱组合方式驱动，这种方式有利于 整车的布置， 同时根据需要有利于重心的调整，但 目前没有自身的转向功能。 本轮边驱动装置，应用于运输车辆上同时具有 驱动和偏转功能。 这种装置可直接安装在车架上， 省去车桥，降低重心，增大装载能力；同时可以根据 需要调节轮距，更大地适应狭窄空间、低矮巷道的 运输，提高运输能力和生产效率。 （2）轮边驱动转向装置构成 该装置驱动部分分为两级，第1级为锥齿轮传 动部分，第2级为行星齿轮传动部分；两部分通过 中间铰接而成一体， 实现驱动和转向功能， 如图1 所示。 矿用轮边驱动转向装置 杨庆丰 1， 张宏伟2， 张宁 1 （1.沈阳三一重型装备有限公司 矿车研究院， 沈阳110024；2.陕西煤业集团 红柳林煤矿， 陕西 神木719300） 摘要： 通过一种具有驱动兼转向功能的轮边驱动装置的研究，为矿用运输车辆适应空间狭 窄、低矮巷道的物料运输提供了更广泛应用空间。 关键词： 驱动； 转向功能； 轮边驱动装置； 物料运输 中图分类号：TD562文献标志码：A 文章编号：1003 0794（2009）09 0159 03 Mineral Detector Direction Device of Wheel Driving YANG Qing - feng1, Zhang Hong-wei2，ZHANG Ning1 (1. Sanyi Heavy Equipment Limited Company,Department of Mineral Conveying Detactor,Shenyang 110024，China； 2. Hongliulin Mine Shanxi Coal Industry Group，Shenmu 719300，China)