LMXC-Ⅰ型露天选采机液压系统设计【7张CAD图纸和说明书】

目录
摘  要 I
Abstract II

第1章 绪论 1
1.1 露天煤矿及露天煤矿采煤工艺的发展 1
1.2 矿山机械中的液压传动 1
1.3 LMXC-I型露天选采机的概述 3
第2章 液压系统设计计算 5
2.1 技术要求 5
2.1.1 LMXC-I型滚筒式露天选采机液压传动系统综述 5
2.1.2 液压传动系统的设计参数 5
2.2 系统功能设计 5
2.2.1 确定主要参数 5
2.2.2 拟订液压系统原理图 14
2.3 组成元件设计 16
2.3.1 主液压泵及其驱动电动机的确定 16
2.3.2 整个液压系统中各液压缸动作情况 20
2.3.3 液压控制阀的选择 21
2.3.4 管路的选择、布置与连接 22
2.3.5 油箱及其组件的设计 24
2.3.6 液压泵组的结构设计 31
2.4 验算液压系统技术性能 32
2.4.1 系统效率的估算 32
2.4.2 发热温升估算及热交换器的选择 33
第3章 液压系统的使用和维护 36
3.1 注意事项 36
3.2 液压系统常见故障及排除方法 36

结  论 39
致  谢 40
参考文献 41
附录1 42
附录2 46

摘  要

由于我国露天煤矿存在大量的复合煤层，而目前对复合煤层的开采还缺少必要的手段和设备，使得露天煤矿的回采率难于提高。因此迫切需要研究开发针对复合煤层开采的设备，需要研制出可精确地、选择性地开采独立矿层，适合含有矸石夹层的复合煤层的开采新型露天煤矿开采设备。LMXC-I型露天选采机是在滚筒式露天采煤机的基础上研究开发出来的新机型，它可以有效地开采复合煤层，提高露天煤矿的回采率。LMXC-I型露天选采机的截割部和机身升降、行走履带的驱动和转载机的回转及升降均采用液压传动技术，该液压系统采用开式系统。行走机构共四条履带，采用双泵和电液控制，能够方便灵活地实现前进后退及转向。截割部、机身升降以及转载机的回转及升降均由同一个泵供油，并采用多路阀操纵控制。选采机能精确地水平切削一定深度的岩体，实现对煤、岩的分层选采，还能一次性完成矿体的破碎及装车，极大地提高了露天煤矿的经济效益。

关键词   露天煤矿  复合煤层  选采机  液压传动

Abstract

Since China's surface mine exist a large number of complex seam，at present，while the composite coal mining is in lack of the necessary means and equipment，it makes recovery rate of the surface mine difficult to raise. There is an urgent need to make a research and exploration to the mining equipment of complex seam，the requirement of which are precise，mining independent seam selectively，and this new equipment should be suitable for mining complex seam containing ore. LMXC-I-open mining-selection machine is new model which researched and developed on the basis of the roller open shearer，it can effectively mining complex coal，improve the recovery rate of surface mine. The cutting department and the fuselage movements，running track and republish the driving machine and the rotary movements of LMXC - I-open mining-selection machine are used hydraulic driving technology，the hydraulic system uses open system. Include a total of four walking tracks，double-pump and electro-hydraulic control system, flexible and convenient way to achieve moving and retreating. Movement of the cutting department and the fuselage department，and rotary movement of the landing reproduced machine are driving by the same pump, multi-way valve manipulation. Election mining machine could cut the depth of the rock on level precisely，and achieve elective mining on coal and rock，it can complete the ore crushing and loading in the same time，which would greatly improve the cost-effectiveness of the surface mine.

Key words  surface mine  complex seam  mining-selection machine                   hydraulic drive

第1章绪论
1.1露天煤矿及露天煤矿采煤工艺的发展
    我国露天采煤事业的发展始于建国之后，建国前，全国仅有濒于停产的抚顺露天煤矿。建国后，随着国民经济的恢复和社会主义建设的发展，露天采煤也得到较快发展。随着我国经济的持续快速稳定的发展，工业上对煤的消耗量日益增加。至今，已建成了采用不同采煤工艺及设计能力在60万t/a以上的国有重点露天煤矿18个，总产量约达4700万t[1]。
我国露天煤矿采用的采煤工艺一般为传统的单斗挖掘机配汽车或胶带输送机，这种方式开采需要进行穿孔爆破，采出的煤由于块度较大，还需进行破碎，此外对于复合煤层和薄煤层也难于开采[2、3]。从上世纪八十年代开始，国内外相继开发研制新型的露天矿开采设备，例如：德国的WIRTGEN公司生产的滚筒式露天采煤机，奥地利的Voest-Alpine公司生产的可调高滚筒式露天采煤机等[4]。国内由哈尔滨煤矿机械研究所与霍林河煤矿合作研究制造的CLG300型，与黑河宋集屯煤矿合作研究制造的LMG200型、LMG560型，与辽源金圣露天矿业机械有限公司联合开发研制的LMG-Ⅱ、LMG-Ⅲ型可调高滚筒式露天采煤机。由于滚筒式露天采煤机得到了露天采矿界的关注，其发展也较为迅速。滚筒式露天采煤机近年来在国外已得到发展，而国内才刚刚起步，但已受到露天采矿业的广泛关注，能进行选择性开采的机型尤其受到青睐。除此之外，KRUPP和WIRTGEN公司的不可调高滚筒式露天选采机，可精确地、选择性地开采独立矿层，适合含有矸石夹层的复合煤层的开采。而国内尚未开发出此类用于露天矿山开采的设备。
1.2矿山机械中的液压传动
从20世纪40年代起，液压传动技术就用于矿山机械。1945年，德国制造了第一台液压传动的截煤机，实现了牵引速度的无级调速和过载保护。接着美国、英国、前苏联等国家在采煤机上应用了液压传动。1954年，英国研制成功了自移式液压支架，出现了综合机械化采煤技术，从而扩大了液压传动在矿山中的应用[5]。
由于液压传动容易实现往复运动，并且可保护恒定的输出力和转矩，因此采煤机的滚筒调高、调斜，液压支架的升降、推移、防倒、防滑和调架，单体液压支柱的升降都惟一地采用了液压传动。
随着液压传动技术和微电子技术的结合，液压技术已走向智能化阶段。在微型计算机或微处理器的控制下，进一步拓宽了液压技术的应用领域。无人采煤工作面的出现，喷浆机器人的研制成功，都是液压技术和微电子技术相结合的成果。可以预见，在矿山机械设备中，液压技术会得到更加广泛的应用。
液压传动与电力传动和机械传动相比，具有一系列适用于采掘机械的优点：
(1)易于实现直线往复和旋转运动，在高压下可以获得很大的力和转矩。
(2)调速性能好，易于实现无级调速，调速范围大，速比高达1：2000，且可在运行过程中进行调速。
(3)液压装置体积小、质量轻、结构紧凑、操作方便、易于控制。在同等功率下，液压马达的体积和质量只有同等功率电动机的12%左右。
(4)液压装置工作比较平稳。由于质量轻、惯性小、反应快，液压装置可以实现快速启动、制动和频繁换向。例如：加速一台中等功率的电动机需要1秒至几秒，而加速同等功率的液压马达只需0.1s左右。在实现回转运动时，换向频率可以达到500次/min；实现往复直线运动时，换向频率可达1000次/min。
(5)低速稳定性好。例如，内曲线径向柱塞式液压马达的最低稳定转速可小于1r/min，这是电动机达不到的。
(6)易于实现自动化。由于液压传动可以方便地对液体的压力、流量和流动方向进行控制，所以将液压控制与电器控制、电子控制相结合时，整个传动装置能实现集中控制、遥控和程序控制，而且运动平稳、操作省力。
(7)易于实现过载保护。液压马达和液压缸都能长期在失速状态下保证工作而不会过热。这是电气传动装置和机械传动装置无法比拟的。液压件能自行润滑，使用寿命较长。
(8)由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统设计、制造和使用都比较方便，液压元件的布置也具有较大的灵活性。
液压传动的缺点如下：
(1)液压传动在工作过程中有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离输送时更是如此。
(2)液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性易受到温度的影响，因此不宜在温度很高或很低的条件下工作。
(3)为了减少泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价较高而且对工作介质的污染比较敏感。
(4)液压传动系统出现故障时不易查出原因。
随着科学技术的进步、设计水平和制造工艺的提高，液压传动的缺点回逐渐被克服，液压传动的应用范围将越来越广[6]。
1.3LMXC-I型露天选采机的概述
LMXC-I型露天选采机是一种较新型的露天煤矿开采设备。其特点是能精确地水平切削一定深度的岩体，实现对煤、岩的分层选采。还能一次性完成矿体的破碎及装车，极大地提高了露天煤矿的经济效益。该机的截割部升降和行走履带的驱动采用液压传动，液压系统性能的好坏对保证机器的正常运行具有重要作用。
LMXC-I型滚筒式露天选采机是国内没有的机型，该设计是LMXC-I型滚筒式露天选采机的液压系统。液压传动系统是根据机器所要求的功能设计的，作为机器的传动部分，要实现机器的行走、截割部升降、转载机的回转等功能，创新之处是行走转向机构液压传动系统的设计。该液压系统采用双定量泵站供油的开式系统，两个行走液压马达各自为独立回路；截割部升降油缸和机身升降油缸由同一个泵供油，其它油缸由不同的回路供油，行走机构的液压系统的操作采用电液换向阀。液压系统采用成熟技术，因此研究开发露天选采机是完全可行的。
LMXC-I型滚筒式露天选采机作为一种较新型的露天煤矿开采设备，虽然现在还处在研发探索阶段，但是这种设备具有适用于含有矸石夹层的复合煤层的露天煤矿，采出的煤不需进行破碎，可选择性开采断层、夹层、可实现连续化作业，提高煤的回采率，提高采出煤的质量等优点，因此滚筒式露天选采机具有很好的发展和应用前景。LMXC-I型滚筒式露天选采机的研发成功必将大大地促进了露天煤矿的开采能力。
第2章
  液压系统设计计算
2.1技术要求
2.1.1LMXC-I型滚筒式露天选采机液压传动系统综述
LMXC-I型滚筒式露天选采机的液压传动系统油路循环方式采用开式系统。行走机构为4条履带，分别由4个液压马达来驱动，其中选采机的前方两条履带除了实现行走功能之外，还要实现整机的转向功能。整机机身的升降、截割部升降、转载机的回转及升降均由液压油缸来实现，共7个液压油缸。要求液压系统工作要平稳、自动化程度要高，为了操作的方便灵活，行走机构的控制用电液换向阀。其工作在矿山上，工作条件恶劣，因此要求有良好的防尘等条件。
2.1.2液压传动系统的设计参数
(1)行走时所需的牵引力为：400 kN，链轮直径为800mm，行走速度为10m/min。
(2)截割部升降油缸的推力为：200kN。
(3)转载机的回转油缸的推力为：60kN。
(4)转载机的升降油缸的推力为：40kN。
(5)整机机身重量约为：80t
2.2 系统功能设计