1、概述
隨著國民經濟快速的發(fā)展,電力、能源日趨緊張。由于我國的電力行業(yè)大部分是火力發(fā)電,所以對煤炭的需求量日益增加。為了加強安全生產,國家關閉了小煤窯,扶持大煤礦,加大煤礦開采的現(xiàn)代化裝備,從政策上帶動了煤礦機械的大發(fā)展。
2、掘進機的用途、組成及工作狀況
掘進機是集截割、裝運和行走于一體的綜合掘進設備。用于截割任意斷面形狀的井下巷遭。邊打煤巷邊用錨桿機打煤巷的幫和頂,進行支護。然后采煤機才能進入巷道,騎在刮板運輸機上進行采煤及運輸。
掘進機是由截割部、裝運部、行走部、本體部、后支撐部5大部分以及液壓、電氣、水路3大系統(tǒng)組成。除截割部、本體部及電氣系統(tǒng)外,其他部分均由液壓系統(tǒng)驅動的。
工作時,后支撐部的支腿缸支撐地面,截割部的防爆電機帶動截割頭旋轉,液壓油缸驅動截割臂回轉、升降,破落煤(巖),煤落在裝運部的鏟板上,鏟板可升降,在鏟板上安裝2個星輪,星輪旋轉將落在鏟板上的煤塊送到一運的刮板上,將煤塊運出。掘進機能夠自力走行,在頭部安裝內、外噴水系統(tǒng)進行滅塵。
3、老型掘進機液壓系統(tǒng)的特點
老型掘進機是參照日本技術設計的,上世紀五、六十年代開發(fā)的產品,經過不斷完善而成,下面以EBZ150型為例,來說明系統(tǒng)的優(yōu)缺點:
?。?)該系統(tǒng)采用的是多泵配多組閥的形式。5個齒輪泵,型號較多,需要加分動箱,實際上成本并不低。掘進機在硬巖或半煤巖工作時需要承受較大的外力沖擊,由于大排量齒輪泵的工作壓力不高,承受的液壓沖擊能力較差,同時又是連續(xù)工作,使用壽命較低,由于礦井下地方小,環(huán)境差,維修極不方便且容易造成二次污染;
?。?)采用國產三位六通閥,閥的內泄漏量大,片間及操縱桿處容易漏油。由于25m的直線跑偏比較大,所以行走需進行馬達功率選配,比較麻煩;
?。?)閥多,比較分散,管路較亂,且占用空間;
?。?)由于空間所限油箱較小,發(fā)熱較快;
?。?)星輪采用齒輪分油器,由于受壓力沖擊較大,糾正偏載能力差,容易漏油,使用壽命較短;
?。?)系統(tǒng)采用閥控節(jié)流調速,能量損失較大;
(7)由于系統(tǒng)采用國產液壓元件,制造和維修成本較低;
進入2l世紀,液壓技術發(fā)展較快,負載敏感技術在工程機械上得到了越來越廣泛的應用。
4、新型掘進機液壓系統(tǒng)的特點
新的掘進機液壓系統(tǒng)采用負載敏感式變量泵與負載敏感式比例多路閥組成的負載敏感式控制系統(tǒng),該系統(tǒng)具有以下特點:
?。?)系統(tǒng)在非工作狀態(tài)下,比例多路閥上公共的負載LS信號通道通過T口卸壓,泵的流量~壓力控制器上的LS也無壓力信號,此時視為無負載狀態(tài),泵的斜盤在2~3MPa壓力作用下,使泵處于最小擺角,泵最小擺角時的壓力是由壓力流量控制器中安裝的彈簧的特性曲線決定的。一般出廠時壓力調整為2.5MPa,泵的溢流流量約2~4L/min。這樣系統(tǒng)在非工作狀態(tài)的功率損失較小,系統(tǒng)油液的空循環(huán)量較少,可提高油液的使用壽命。在停機時,泵的斜盤在回位彈簧的作用下,達到最大擺角;
?。?)本系統(tǒng)采用進口件V30D140負載敏感式雙聯(lián)變量泵配PSV552/230-3型7聯(lián)和PSV55/230-3型4聯(lián),2組負載敏感式比例多路閥,1個泵配1組閥,系統(tǒng)管路配置簡潔、緊湊、清晰,便于組裝和維修;
?。?)系統(tǒng)能夠與其變化的負載無關地控制執(zhí)行元件的流量,也就是說不管負載如何變化,執(zhí)行元件都能夠得到恒定的流量,同時多執(zhí)行元件可同時工作,壓力、流量互相不受影響。也就是說4聯(lián)閥上的2個星輪、第一運輸、一個噴水,這4個動作一般情況下都同時長時間工作,且都是馬達驅動,沒有頻繁換向,不會影響工作運行的平穩(wěn)性,控制方式為手動定位。這樣工作時將手柄推至換向位后定位不動,然后可進行其他操作;7聯(lián)閥上頭兩聯(lián)是用于走行,流量一般為80L/rain。其他依此為截割頭升降、截割頭回轉、鏟板升降、后支撐、截割頭伸縮(或錨桿機),它們的流量基本為60L/min。在安排動作的順序上,考慮有同步要求的行走放在第一和第二聯(lián),由于流量充裕、阻力小,同步精度高??紤]到閥內的壓力損失,動作頻繁的向前排,不頻繁的排在后面,且?guī)讉€動作均可同時工作;
?。?)閥的LS口壓力信號為每組閥中工作壓力通過梭閥進行比較取最大的壓力值,兩組閥的LS口分別接在2個負載敏感武變量泵的LS口上。泵的流量~壓力控制器可根據執(zhí)行元件所需流量總和來控制泵的擺角位置;
(5)行走工作時,使用PSV閥Z口4MPa壓力打開行走馬達制動器,不需要額外控制油源,節(jié)省一個齒輪泵;
?。?)進口件PSV型比例電磁閥通過了國家礦用安全認證,安全標志編號:J2007101;J2007102。為掘進機實現(xiàn)電控操縱或遙控操縱做準備。
5、總結
通過改進后的掘進機液壓系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠,故障率低,工作效率高,受到用戶的一致好評。目前國內掘進機的液壓系統(tǒng)的設計各有特色,但基本上都采用負載敏感式變量泵加負載敏感式比例多路閥的液壓系統(tǒng)形式,控制方式采用手動比例或液動比例。但總的發(fā)展趨勢是向遙控方向發(fā)展,目前
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