掘进机液压系统的优化与降温

掘进机液压系统的优化与降温掘进机液压系统的优化与降温 王征峥 肖婷婷 郑超 张闯英 摘 要 通过对掘进机液压系统的概况介绍及在实际运行中常见问题的分析 对掘进机部分设计及液压系统的运行提出了改进方案 掘进机工作中油温过高 对机器使有危害的 本文提出了一些降低油温的方法 关键词 掘进机 液压系统 优化 降温 目前国内投产的 EBZ200 EBZ260 等型号的掘进机 具有配置高 技术先 进 可靠性高 重心低和稳定性好的特点 其液压系统由两个变量泵提供液压 动力 第一泵具有恒功率 压力切断和负载敏感功能 第二泵具有恒压力 负 载敏感功能 第一给油缸 行走和喷雾回路提供高压油 第二泵给一运和左右 星轮提供高压油 该掘进机液压系统由多路阀液压系统 液压泵控制系统和各 动作元件液压系统 包括油缸 行走 装载运输和先导控制液压系统 组成 多 路换向阀液压系统多路换向阀液压系统是掘进机的主油路 它决定了液压泵向 各液压元件的供油方式及掘进机的工作特性 EBZ260 型掘进机采用闭中位负 载敏感比例多路换向阀 各油路的流量变化随阀芯位移成比例变化 闭中位负载 敏感比例多路换向阀的工作原理如图 1 所示 图中变节流口相当于换向阀 图 1 掘进机主油路液压系统 掘进机各油路均采用负载敏感比例多路阀 即在油路 换向阀前设压力补偿阀 压力油经压力补偿阀 通过方向阀向各液压元件供油 图 1 液压原理大致图 有些型号的掘进机在使用过程中 存在以下几个问题 1 装载 运输能力不足 效率低 以及装载 运输系统与截割系统不协调 2 在调定压力范围下 操纵 截割机构升降油缸和回转油缸时 动作缓慢 3 在掘进时 大都需要支撑油缸把 机身稳住 履带不能随意开动 由于煤层物理性质的突变 截割滚筒突然卸载都 会造成作用于系统的外载荷突变 又因以液压系统为主要功率传递方式的机械 设备 冲击载荷将导致油缸载荷的突变 使液压系统承受严重的冲击和振动 从 而造成系统工作压力和运动速度不稳定 直接导致后支撑油缸缓慢自降 严重 时直接造成油缸等执行元件的破坏 针对以上掘进机在运行中存在的不足 分 析其原因 是掘进机液压系统设计参数不合理 在该机型返厂大修时 对其液 压系统进行优化设计 掘进机水系统中配备内外喷雾水系统 并且只有在启动水系统后才能启动 切割臂电机 配有液压驱动的高压水泵在岩石硬 岩尘大时能加强岩尘的压制 和系统的冷却 切割臂上也可加装锚杆机和拱梁托梁装置 机器的行走通过两 条自动涨紧的液压履带完成 每一条履带由一个低转速高扭矩的液压马达驱动 每个液压马达都配备有自动安全制动系统 当液压或电气系统出现功率损耗或 履带控制杆处于空挡位置时将进行安全制动 液压 电气系统中配备有安全锁 使机器的安全操作性能更高 液压系统由低压先导回路控制高压回路来完成 操作安全 可靠 省力 电气 液压 水系统中设有压力 温度 位置 流量 传感器 信号经 PLC 处理后通过机载的电脑显示器能直观 快捷的判断故障点 给机器的维修带来便利 液压系统中在关键的部位装有测试口 通过专用的压 力表 检测仪表能很快的判断出系统中的故障 这样的结构并具有结构简单坚 固 快速 稳定 出货能力强 易维护 通用性广的特点 适合在掘进机上推 广应用 掘进机的水系统主要用于对液压油 截割机构电动机进行冷却以及对掘进 工作面喷雾除尘 喷雾又分为内 外喷雾 内喷雾用来冷却截齿 延长截齿寿命 防止截割时截齿与坚硬岩石摩擦产生火花 同时还有冲淡瓦斯等作用 外喷雾 的作用主要是降低掘进工作面的粉尘 如果水冷却系统效果不好 液压系统的 油温温升太高或过快 循环液压油温度过高 将导致液压系统密封元件损坏率高 油泵压力降低 元部件漏损严重 液压马达损坏等后果 因此要合理控制液压 系统温升 掘进机的水系统外来水分为三路 一路是直接供给外喷雾 由外喷 雾喷嘴喷出 另一路是在水冷却器后 经过由马达带动的内喷雾泵供给内喷雾 经过内喷雾喷嘴喷出 第三路是在水冷却器后 进入截割电机 截割电机是水冷 电机 对电机冷却后 由撒水嘴流出 夏天的煤井温度高达 28 35 如果液 压系统温升超过 45 并且如果油液温度过高 80 将严重影响液压系统 的正常工作 液压油温度高主要是由于 第一 液压系统设计不合理 油箱的散热面积不足以散去系统所发的热量 要是大厂家的掘进机 此条可以忽略 第二 液压泵 马达 油缸 阀等液压元件内泄漏大 造成发热 使得系 统温度上升 第三 冷却系统堵塞或者根本没有开启水冷 风冷 EBZ160 掘进机上面 有风冷 有些型号的掘进机没有风冷 掘进机最佳工作温度 40 60 过 低应该断断续续开启电机 使得主机升温 温度超过 60 应该停机降温 第四 如果是风冷 可以稍加改装 例如把散热器加大 或者在散热器的 外面再多安装一个风扇 这些都是通常针对设计缺陷的机器所改装的方法 如 果机器是非正常油温高 首先你得液压系统回油压力是否正常 液压油散热器 是否可能堵塞 可以拆下拿去冲洗一下 回油过滤器是否很脏 还有在回油油 管里 有时会有一些阀门 有时弹簧断了或阀门卡住都会导致