煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)分析

王文杰

(平煤股份設(shè)備租賃站，河南 平頂山 467000)

0 引言

近年來，隨著各礦井開采年限的增加，礦井易開采煤炭資源越來越少，很多礦井不得不把開采目標(biāo)投向一些埋藏更深、地質(zhì)概況更復(fù)雜的深部煤層，礦井各類開采設(shè)備的作業(yè)環(huán)境更惡劣，這就給設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。而掘進(jìn)機(jī)作為礦井采煤的主要設(shè)備，其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行是煤炭開采高產(chǎn)高效的重要保證。對此，研究掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)現(xiàn)存的不足，并進(jìn)行必要的改進(jìn)也顯得越來越重要。

1 掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)控制的工作原理和缺點(diǎn)

集中潤滑、左右行走、水泵、截割升降、張緊、截割回轉(zhuǎn)、左右星輪、鏟板升降、中間運(yùn)輸機(jī)、后支撐等構(gòu)成了掘進(jìn)機(jī)動作?？刂凭蜻M(jìn)機(jī)的動作的是2組多路閥；2組多路閥分別是六聯(lián)多路閥和四聯(lián)多路閥，單獨(dú)液壓泵給2組多路閥供油。四聯(lián)多路閥原理圖如圖1所示。

1—進(jìn)油聯(lián)；2—進(jìn)油減壓閥；3—執(zhí)行聯(lián)；4—尾聯(lián)。

若僅有液壓先導(dǎo)控制被四聯(lián)多路閥使用時(shí)，供油給液壓系統(tǒng)的先導(dǎo)控制閥的進(jìn)油聯(lián)減壓閥要經(jīng)過Z口來完成這一操作，多路閥的全部動作都未有失?，F(xiàn)象出現(xiàn)；在安裝電控手柄和液控手柄的時(shí)候，多片同時(shí)動作，閥片容易出現(xiàn)動作滯后、無動作的問題，執(zhí)行元件也出現(xiàn)無動作問題。

2 原因分析及解決方法

關(guān)于以上問題，對電控手柄與液控手柄之間的連接方法和原理進(jìn)行分析，液控手柄和電控手柄連接如圖2所示?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、手柄、2個(gè)比例減壓閥等構(gòu)成了液壓先導(dǎo)手柄，若手柄下壓的方向是其中一方時(shí)，由手柄和減壓閥的輸出壓力之間構(gòu)成了角度，其角度為線性關(guān)系，若壓力大于2 MPa，所有的減壓閥會打開，全流量輸出是主閥閥芯當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。處在中位的液控手柄中的減壓閥與油箱直接相連接并卸荷。若電磁鐵安裝在多路閥并進(jìn)行操縱時(shí)，控制油的卸荷經(jīng)過的是手柄旁通，不可以使壓力被建立，主閥芯不被電磁閥控制。所以，1個(gè)單向閥安裝在控制油路的上面，1個(gè)節(jié)流孔安裝在油口，用于控制旁通的泄漏量，因此，控制油的流量一定要彌補(bǔ)上面所涉及的旁通的泄漏量。電磁先導(dǎo)閥的阻尼孔的直徑為0.7 mm，在一組電磁先導(dǎo)閥中，若2個(gè)阻尼孔泄漏流量在1.4 L/min以上，又因?yàn)橐嚎厥直杏袃?nèi)泄漏的現(xiàn)象，所以，2 L/min的流量是進(jìn)油聯(lián)減壓閥能夠供給的最大量，其流量只能夠達(dá)到1片閥需要的流量，若有多片閥同時(shí)動作發(fā)生時(shí)，其動作就會有速度變慢、動作滯后的現(xiàn)象出現(xiàn)，執(zhí)行元件乃至無動作問題出現(xiàn)。

圖2 液控手柄和電控手柄連接圖

依據(jù)上面的分析可知，多片閥要同時(shí)動作就需要提高先導(dǎo)油源的流量才能滿足這一要求。增加流量的最好選擇是自多路閥內(nèi)部增加，為了使具有通用性的多路閥不受影響，就需要把一個(gè)大流量減壓閥安裝在尾聯(lián)。2種減壓閥的性能參數(shù)如表1所示。

3 兩組四聯(lián)多路閥對比試驗(yàn)

為了對加入尾聯(lián)減壓閥的控制成效進(jìn)行檢驗(yàn)，對2組四聯(lián)多路閥進(jìn)行比較試驗(yàn)，這2組四聯(lián)多路閥分別是沒有加尾聯(lián)減壓閥和加入了尾聯(lián)減壓閥。掘進(jìn)機(jī)在實(shí)際工作時(shí)的狀況被測試系統(tǒng)模仿出來，供油給液壓系統(tǒng)的是A11V0190柱塞變量，設(shè)置的流量參數(shù)與四聯(lián)多路閥的壓力都依據(jù)實(shí)際工作時(shí)的數(shù)據(jù)，Y型的是閥片的中位機(jī)能，120 L/min是其流量。對首片主閥控制口的壓力與主閥芯輸出流量的變化進(jìn)行測量。

由于逐漸增加的閥片同時(shí)動，首片主閥控制口的壓力逐漸減小，主閥芯輸出流量逐漸減少。結(jié)果顯示，極易出現(xiàn)速度變慢、動作滯后，達(dá)不到現(xiàn)場使用的標(biāo)準(zhǔn)，未加尾聯(lián)減壓閥多路閥參數(shù)變化如表2所示。

由于閥片同時(shí)動作的增多，其首片主閥控制口的壓力幾乎無變化，主閥芯輸出流量變化比較小，能達(dá)到現(xiàn)場使用的標(biāo)準(zhǔn)，加尾聯(lián)減壓閥多路閥參數(shù)變化狀況如表3所示。

表1 兩種減壓閥的性能參數(shù)

表2 未加尾聯(lián)減壓閥多路閥參數(shù)變化

表3 加尾聯(lián)減壓閥多路閥參數(shù)變化

4 結(jié)語

經(jīng)過對比試驗(yàn)可知，增加尾片減壓閥有助于進(jìn)一步提高掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。當(dāng)實(shí)際使用時(shí)，多片閥同時(shí)動作，無動作、緩慢、動作滯后的狀況未出現(xiàn)。通過比較，增加尾片減壓閥是最經(jīng)濟(jì)、方便和實(shí)用的選擇。