电牵引采煤机液压系统的研究

电牵引采煤机液压系统的研究

随着科学技术的进步，利用电子采井机在现代综合机械化开采领域得到了越来越多的应用，并成为主要类型。缩短机身长度能提高采煤机的过断层能力,改善工作性能。为缩短机身长度、提高传动效率,该种机型取消了复杂的牵引部液压系统,但滚筒的调高和制动装置的驱动仍然采用液压缸,因而在机身中还保留有液压系统和液压箱。现有机型多采用普通液压阀作为液压系统的控制阀,由于阀的体积较大,使液压箱所占的空间较大,不利于进一步缩短机身长度;普通液压阀还存在较大的内、外泄漏,也会导致传动效率的降低和污染工作面;对工作面的恶劣环境所导致的油液污染较敏感,也容易引发各种故障,降低液压系统的工作可靠性,缩短元件及系统的工作寿命。插装阀是近30年来发展起来的一种新型阀种,结构原理和应用实践都证明:它具有通流能力大,工作压力高,密封性能好,抗污染能力强,响应快、动作可靠,“三化”程度高,易于集成安装等突出优点,因而在各行各业机械的液压系统中得到了越来越多的应用。若能用其设计电牵引采煤机的液压系统,对缩短机身长度,改善工作性能,提高液压系统的工作可靠性和效率及液压元件的“三化”程度,降低制造和使用成本等方面具有重要意义。1插装式方向阀组成混合系统的实现基于上述分析,提出了用插装阀设计电牵引采煤机液压系统的设计思想和方案,并对MG300/700-QWD型电牵引采煤机液压系统作了应用设计。由于换向阀是液压系统的关键元件,对系统的工作性能有较大影响,其体积和所占空间也较大,应予重点考虑。鉴于系统较为简单,为分析方便,本设计只是用插装式方向阀取代了原有方向阀组成混合系统(见图1),在实际设计时,可全部采用插装阀,以便于集成安装。该系统由左、右调高油缸和液压制动器(由2制动油缸分别驱动)两部分组成,由于两部分的流量和工作压力相差较大,采用了2台泵分别供油,以提高液压系统的效率;2调高油缸及2制动油缸间采用并联,可实现同时和分别动作;当在采煤机割煤过程中遇到断层或出现顶板(煤)冒落时,调高油缸(其二腔在此时被液压锁封闭)可能会受到较大的瞬间冲击压力,为保护调高油缸,设置了由交替单向阀14、18及安全阀12和17组成的双向安全保护回路;为防止泵逆转时吸空,设置了单向阀1和7;调高油缸的运动方向分别由三位四通方向阀8和9控制;制动油缸的运动方向由二位三通方向阀10控制;调高油缸和制动油缸的工作压力分别由溢流阀2和6限定。现对各动作的实现分析如下。1.1压力保护回路其动作由调高油缸13和19完成,调高油缸13的运动方向由三位四通阀8控制;当将方向阀8中的先导阀置于右位时,二通阀b和d的上腔通油箱,阀口开启;二通阀a和c的上腔通压力油,阀口关闭,泵3提供的压力油经二通阀b的阀口进入调高油缸13的无杆腔,其有杆腔中的油液经二通阀d的阀口与油箱相通,活塞杆伸出,使左侧滚筒升高;当将方向阀8中的先导阀置于左位时,二通阀a和c的上腔通油箱,阀口开启;二通阀b和d的上腔通压力油,阀口关闭,泵3提供的压力油经二通阀c的阀口进入调高油缸13的有杆腔,其无杆腔中的油液经二通阀a的阀口同油箱相通,活塞杆缩回,使左侧滚筒降低;在采煤机割煤过程中,可将方向阀8中的先导阀置于中位,二通阀a、b、c、d的上腔均通压力油,阀口都被封闭,油缸的两腔也被液压锁封闭,滚筒可较长时间地保持在工作位置。此时,油泵3可经电磁溢流阀2卸荷;由交替单向阀14及安全阀12组成的压力保护回路可在出现冲击载荷时,对油缸的两腔起到保护作用。调高油缸19的运动方向由三位四通阀9控制,其工作原理同于调高油缸13。1.2压力油压力阀的控制在采煤机正常牵引时,将二位三通方向阀中的先导阀置于左位,二通阀i的控制端通压力油,阀口关闭;二通阀j的阀口通油箱,阀口开启,泵5提供的压力油经二通阀j的阀口进入制动缸21和22的有杆腔,克服弹簧力,使活塞杆缩回,松开制动闸后,泵4经电磁溢流阀6卸荷,单向阀23将制动缸有杆腔的油路封闭,使其保持在制动闸松开位置,实现正常牵引;当需要制动时,可将二位三通方向阀10中的先导阀置于右位,二通阀j的控制端通压力油,阀口关闭;二通阀i的控制端通油箱,阀口开启,制动缸有杆腔中的油液经二通阀i的阀口流回油箱,弹簧力使活塞杆伸出,推动闸块,实现制动。2插装阀的特点(1)现代采煤机液压系统中所使用的各种阀件的功能均可用相应的插装阀实现,所以,可用插装阀设计出所有类型和型号的采煤机液压系统,且有典型集成块(也可方便的得到各种变型)可供选用,给设计工作带来了极大的方便。(2)插装阀的结构简单,制作容易,“三化”程度很高,利于组织批量生产,降低制造和生产成本。(3)插装阀的突出优点是易于实现集成化配置,管路布置灵活,可减少配管,使液压箱结构紧凑,便于安装,利于缩短机身,提高采煤机的过断层能力。(4)插装阀的抗污染能力强,在井下的恶劣环境中使用,耐磨性好,故障少,工作寿命长,二次维修之间的间隔长,在发生故障后也易判断,维修时间短,并可延长介质的使用时间,便于使用和维护。所以,用插装阀设计电牵引采煤机液压系统,在设计、制造、安装和使用维修几个方面都具有极大的优越性,在技术上无障碍,经济上可行。3采用插装阀的应用前景插装阀的优点特别适合电牵引采煤机的工况和结构要求,用其设计电牵引采煤机的液压系统,既能满足使用要求,又可改善液压系统和机器的工作性能,符合技术发展趋势,有较好的应用前景,应引起设计人员的高度关注。此外,采用插装阀设计采煤机液压系统也符合技术发展趋势。为提高生产效率,减小作业危险,综采工作面正向着自动控制方向发展,插装阀采用电液先导控制,响应快,适于