【文章內(nèi)容簡介】 科學(xué)校 /機械工程系 18 圖 – 7 防滑保護 過零保護 過零保護是為了防止采煤機降速時過頭反轉(zhuǎn)。它主要依靠開關(guān)圓盤來控制行程開關(guān)在零位時將接頭斷開，造成電磁閥 22 斷電，失壓控制閥 26 失壓復(fù)位，主泵回零，同時液壓制動器在彈簧作用下抱閘。另外，在用液壓按鈕操作時，通過液控牽引液壓缸 25 到達(dá)零位時所連通的油路（活塞油孔與缸體油孔對齊）使控制油推動牽引閥按鈕，向司機發(fā)出已停機信號；司機應(yīng)立即松手，以避免出現(xiàn)反向牽引。 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校 /機械工程系 19 第 二 章 調(diào)高系統(tǒng) 采煤機的調(diào)高液壓系統(tǒng)包括截煤滾筒調(diào)高系統(tǒng)和破碎滾筒調(diào)高系統(tǒng) ， 2 個系統(tǒng)基本相同。其區(qū)別是：截煤滾筒調(diào)高系統(tǒng)有手動、液動和電氣 3 種操作方式，而破碎滾筒調(diào)高系統(tǒng)只有手動、液動 2 種操作方式。此外， 調(diào)高液壓缸兩端油路上均裝有安全閥（調(diào)定壓力 ），用于截煤滾筒受到過大載荷時保護調(diào)高液壓缸。 左右搖臂內(nèi)裝有截割電動機和齒輪傳動裝置。左右牽引部不僅安裝了直流牽引電機及齒輪傳動裝置，而且裝有液壓泵電機、液壓泵與閥組。搖臂與牽引部通過對接板連接，對接板與搖臂用螺釘緊固為一體，與牽引部用銷軸鉸接，位于牽引部下部空擋內(nèi)的調(diào)高液壓缸活塞桿與對接板上的耳板鉸接。電氣控制箱裝有電纜插座、高壓隔離開關(guān)和操作控制與顯示裝置 。 電器操作 當(dāng) 發(fā)出電信號 后， 電磁閥 42 動作，即可移動牽引油缸 25 的齒條活塞，通過齒輪 2螺旋副 1調(diào)速套 18 等來實現(xiàn)功能 。 電信號消失后，電磁閥 42 復(fù)位，機器就以一定的牽引方向和速度運行。同理，發(fā)出電信號后也可是電磁閥 450 動作，從而實現(xiàn)左右滾筒的調(diào)高。如 圖 – 1 所示 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 /機械工程系 20 圖 – 1 電器 操作 滾筒調(diào)高 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校 /機械工程系 21 液壓操作 液壓操作主要是截煤滾筒調(diào)高和破碎滾筒調(diào)高。 調(diào)高 鎖緊回路 在討論滾筒調(diào)高之前，有必要對調(diào)高系統(tǒng)中的“調(diào)高鎖緊回路”做一個具體解釋。 鎖緊回路是指使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會在外力作用下移動位置的回路 ，如 圖 – 1 所示。當(dāng)換向閥處于左位或右位工作時液控單向閥控制口 1X 或 2X 通入壓力油，缸的回油便可反向流過單向閥口，故此時活塞可向左或右移動。到了 該停留的位置時，只要令換向閥處于中位，因閥的中位機能為H 型，控制油直通油箱，故控制壓力立即消失，液控單向閥不再單向?qū)?，液壓缸因兩腔油液封死便被鎖。 采煤機的滾筒調(diào)高正好利用了鎖緊回路，使采煤機 滾筒 在一定位置 固定，即使短時間輔助泵不供油，也可以維持在穩(wěn)定的高度，提高了采煤機的工況適應(yīng)能力。 圖 – 1 調(diào)高鎖緊回路 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 /機械工程系 22 滾筒 調(diào)高 調(diào)高液壓缸用于控制搖臂升降，由 手、液動換向 電磁閥 3 32 操縱。 調(diào)高時通過專用的 徑向柱塞泵 2三個 H 機能的手動換向閥 3 32 來實現(xiàn)的。其中換向閥 31 控制左右搖臂的升和降，換向閥 32 控制破碎裝置小搖臂的升或降，如 圖 – 2 所示。 安全閥 33 的調(diào)定壓力為 20 MPa，用于限制調(diào)高泵 29 的最大壓力。安全閥 34 的調(diào)高壓力為 32 MPa，用以保護調(diào)高油缸。液控單向閥 35（液壓鎖）的作用是固定調(diào)高缸的位置。應(yīng)當(dāng)指出，由于采用了三個串聯(lián)的 H 機能的換向閥，故三個油缸只能單獨操作 。 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 /機械工程系 23 圖 – 2 液壓滾筒調(diào)高 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校 /機械工程系 24 調(diào)高油路 電磁閥 30 的右 端電磁鐵通電時，調(diào)高液壓缸的活塞腔進油，活塞桿腔回油，活塞桿伸出，帶動搖臂上擺，油路是： 進油路： 調(diào)高 液壓泵 29→ 手、液動換向閥 30→ 液壓鎖的 右 方單向閥（同時打開 左 方單向閥） → 調(diào)高液壓缸活塞腔。 回油路：調(diào)高液壓缸活塞桿→液壓鎖左 方單向閥→ 手、液動換向閥 332→油池。 手、液動換向閥 30 的 左 端 手動按鈕打開 時，油路與上述相反，搖臂下擺。 液壓鎖到調(diào)高液壓缸油路上的安全閥 34 是在滾筒割到頂板或支架頂 梁以及頂板突然來壓造成液壓缸過載時實現(xiàn)保護的。 卸載回路 當(dāng)手、液動換向閥 3 32 不動作時， 手、液動換向閥 32 下端油口與油缸相通，液壓泵卸荷，油路是：液壓泵→手、液動換向閥 3 32 → 油池。 當(dāng) 手、液動換向閥 3 32 動作時， 手、液動換向閥 32 的 下端油口不與油缸聯(lián)通 ，此油路不通，保證系統(tǒng)正常工作。 調(diào)高油缸位置鎖定 同理，按動每對調(diào)高閥 3 40 或 41 之一時，即可利用液動的方法移動換向閥 31 或 32 的閥芯，使左右滾筒或破碎滾筒升降。松開按鈕，控制油源被切斷，換向閥在彈簧作，用下 復(fù)位，即被鎖定在一定位置，如 圖 – 1 所示 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校 /機械工程系 25 圖 – 1 油缸位置鎖定 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 /機械工程系 26 第 三 章 液壓系統(tǒng)計算 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計是整機設(shè)計的一部分，它除了應(yīng)符合主機動作循環(huán)和靜動態(tài)性能等方面的要求外，還應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠、效率高、壽命長、經(jīng)濟性好、使用維護方便等條件。 （ 1） 用途分析 采煤機可 與 SGZ730/264 型刮板輸送機、 ZY400— 18/38(或 QY320— 20/38)型液壓支架、 SZZ— 730/132 型轉(zhuǎn)載機、 PEM980? 815 型顎式破碎機以及 SDZ—150 型伸縮帶式輸送機等組成綜采配套設(shè)備。 （ 2） 工作環(huán)境分析 該機靠四個滑靴騎在工作面刮板輸送機上工作?？棵罕趥?cè)兩個滑靴支撐在輸送機的鏟煤板上；靠采空區(qū)側(cè)的兩個滑靴支撐在輸送機的槽幫上，并通過齒條上的導(dǎo)軌為滑靴導(dǎo)向，使采煤機不至脫離齒軌。采煤機可用斜切法自開鎖口。 液壓缸 的選擇 （ 1） 確定液壓缸 根據(jù)液壓缸作用特性，即牽引 液壓 系統(tǒng)需要將液壓缸的直線運動轉(zhuǎn)換成齒 輪的回轉(zhuǎn)運動 ，截煤調(diào)高系統(tǒng)和破碎調(diào)高系統(tǒng)需要活塞雙向運動產(chǎn)生推力和拉力，故牽引液壓系統(tǒng)選用組合式齒條傳動活塞液壓 缸 ，調(diào)高系統(tǒng)選用單活塞桿無緩沖液壓缸。 液壓缸無桿腔工作面積為有桿面積的兩倍，活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D的關(guān)系為 d=。 （ 2） 確定油缸面積 由各類常用設(shè)備工作壓力可知，采煤機牽引液壓系統(tǒng)工作壓力小于 16MPa。選定工作壓力 初選工作壓力 P=16MPa. 確定液壓缸有效工作面積 A 2 2 26400000 2 . 5 1 01 6 1 0FA m mP ?? ? ? ?? 確定缸筒內(nèi)徑 D，活塞桿直徑 d 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 /機械工程系 27 24 4 2 . 5 1 0 1783 . 1 4AD m m????? ? ? 按 GB/TR3481993 取 D=160mm。d==, 按 GB/TR3481993, 取d=110mm. 液壓缸實際有效面積計算 無桿腔面積 2 2 21 (1 6 0 ) 2 0 0 9 644A D m m??? ? ? 有桿腔面積 2 2 2 2 22 ( ) ( 1 6 0 1 1 0 ) 1 0 5 9 844A D d m m??? ? ? ? ? 活塞桿面積 2 2 23 ( 1 1 0 ) 9 4 9 944A d m m??? ? ? （ 3） 最低穩(wěn)定速度驗算 . 最低速度為工進時 υ =50mm/min,工進采用無桿腔進油，單向行程調(diào)速閥速度，查得最小穩(wěn)定流量 qmin= 226m i nm i n1 202050 mmmmqA ???? ? 滿足最低速度要求。 （ 4） 繪制液壓缸工況圖。計算各工況下的壓力，流量和功率匯總于表 89，液壓缸的工況 見 表 。 系統(tǒng) 計算公式 速度（ m/s） 有效面積（ M2） 最大負(fù)載（ kN） 壓力（ MP） 牽引系統(tǒng) ρ =F+ρ 2A2/A1 q=υ 1A1 P=ρ q 0 6 A1=20206106 A2=10598106 A3=9499106 400 16 表 液壓缸工況表 液壓泵與馬達(dá) 的選擇 根據(jù)油液流動循環(huán)路線的不同，主回路可分為開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng) 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校 /機械工程系 28 兩種基本型式。 由于與開式循環(huán)系統(tǒng)相比，閉式循環(huán)系統(tǒng)有如下優(yōu)點：油箱容積小，系統(tǒng)比較緊湊，系統(tǒng)封閉性能好；回路油有一定壓力（背壓），空氣和灰塵很難侵入工作液體，可延長液壓元件和液壓油 的使用壽命；液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的調(diào)節(jié)一般使用雙向變量控制閥來控制，故主回路選擇閉式循環(huán)系統(tǒng)。 液壓馬達(dá)的 選擇 根據(jù)采煤機機械部分設(shè)計參數(shù)， 液壓馬達(dá)外 負(fù)載轉(zhuǎn) T 為 1300 N? m，液壓馬達(dá)設(shè)計實際排量 625mL/r， 額定轉(zhuǎn)速 160 r/min,則 液壓馬達(dá)的排量 62 2 3 . 1 4 1 3 0 0 6 4 8 /0 . 9 1 4 1 0m mm Tq m L rp?? ??? ? ??? 液壓馬達(dá)所需要的最大流量為 m a x m a x 6 2 5 1 6 0 0 . 7 5 7 5 0 0 0mmVqV n m L?? ? ? ? ? 式中 mm? —— 液壓馬達(dá)機械效率，一般取 mm? = ~ 。 maxn —— 液壓馬達(dá)的最高 額定工作 轉(zhuǎn)速； mV? —— 液壓馬達(dá)的容積效率 ，是個不定值，隨馬達(dá)工作狀態(tài)改變 。 端面配流型低速大扭矩液壓馬達(dá)具有良好的啟動型，調(diào)速平穩(wěn)，低速穩(wěn)定，過載保護簡單，重量輕等優(yōu)點。 查 表（見 [1]163 頁） ，選擇 BM— ES630 擺線液壓馬達(dá)，其具體參數(shù)如 表 所示 馬達(dá) 液壓馬達(dá)型號 BM— ES630 液壓馬達(dá)型式 端面配流擺線馬達(dá) 排量 ml/r 625 額定轉(zhuǎn)距 Nm 1300 額定壓差 MPa 14 額定轉(zhuǎn)速 r/min 160 表 馬達(dá)參數(shù) 采煤機液壓系統(tǒng) 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 /機械工程系 29 液壓泵的選擇 根據(jù)所選定的液壓泵類型及系統(tǒng)工作壓力，以計算出的液壓泵最大工作壓力和最大流量 選擇液壓泵。選擇時，泵的額定流量不低于計算所需流量，泵的額定壓力可以比系統(tǒng)最高工作壓力高 10%~30%。 先根據(jù)設(shè)計要求和系統(tǒng)工況確定泵的類型，然后根據(jù)液壓泵的最大工作壓力和最大供油量來選擇泵的規(guī)格。 比較液壓泵的應(yīng)用及主要性能優(yōu)點， 軸向柱塞泵具有轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小的優(yōu)點，故 選擇軸向柱塞泵。 液壓泵的最大工作流量 由于 已經(jīng)算出一只液壓馬達(dá)所需最大流量為 75000mL，所以液壓泵最高流量為 m a x 75 00 0 4 30 00 00 30 0q m L L? ? ? ? 為了使液壓泵的工作安全可靠，液壓泵應(yīng)有一定的壓力 儲備，通常泵的額定壓力可比 VPq 高 25% ~ 60%。泵的額定流量則宜與 VPq 相當(dāng)，不要超過太多，以免造成過大功率損失。 根據(jù)計算結(jié)果， （查閱 [2]第 94 頁） 先預(yù)選 ZB125 型 斜軸式軸向柱塞泵 。