【文章內(nèi)容簡介】 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 （ 1） 油缸回路 油缸回路采用雙聯(lián)齒輪泵的后泵（ 40 泵）通過四聯(lián)多路換向閥分別向 4組油缸（截割升降、回轉(zhuǎn)、鏟板升降、支撐油缸）供壓力油。油缸回路工作壓力由四聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)自帶的溢流閥調(diào)定，調(diào)定的工作壓力為 6MPa。 截割機(jī)構(gòu)升降、鏟板升降和后支撐各兩個(gè)油缸，它們各自兩活塞腔并接，兩活塞桿腔并接。而截割機(jī)構(gòu)兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸為一個(gè)油缸的活塞腔與另一油缸的活塞桿腔并接。 為使截割頭、支撐油缸能在任何 位置上鎖定，不致因換向閥及管路的漏損而改變其位置，或因油管破裂造成事故，以及防止截割頭、鏟板下降過速，使其下降平穩(wěn)，故在各回路中裝有平衡閥。 （ 2） 行走回路 行走回路由雙聯(lián)齒輪泵的前泵（ 63 泵）向兩個(gè)液壓馬達(dá)供油，驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走。行走速度為 3m/min；當(dāng)裝載轉(zhuǎn)盤不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，供裝載回路的 50 泵自動(dòng)并入行走回路，此時(shí)的兩個(gè)齒輪泵（ 63 泵和 50 泵）同時(shí)向行走馬達(dá) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 供油，實(shí)現(xiàn)快速行走，其行走速度為 6m/min。系統(tǒng)工作壓力為 16MPa?；芈饭ぷ鲏毫τ裳b在兩聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)的溢流閥調(diào)定。注意：根據(jù) 該機(jī)器液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)，行走回路的工作壓力調(diào)定時(shí)，必須先將裝載轉(zhuǎn)盤開動(dòng)。快速行走時(shí)，由于并入了裝載回路的 50 泵，其系統(tǒng)工作壓力為 14Mpa。 通過操作多路換向閥手柄來控制行走馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎。注意：機(jī)器要轉(zhuǎn)彎時(shí)，最好同時(shí)操作兩片換向閥（即使一片閥的手柄處于前進(jìn)位置，另一片閥手柄處于后退位置）。除非特殊情況，盡量不要操作一片換向閥來實(shí)現(xiàn)機(jī)器轉(zhuǎn)彎。防滑制動(dòng)是用行走減速器上的摩擦制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)器的開啟由液壓控制，其開啟壓力為 3MPa。制動(dòng)油缸的油壓力由多路換向閥控制。行走回路 不工作時(shí)，制動(dòng)器處于閉鎖狀態(tài)。 （ 3） 裝載回路 裝載回路由三聯(lián)齒輪泵的前泵（ 50 泵），通過一個(gè)齒輪分流器分別向 2個(gè)液壓馬達(dá)供油 , 用一個(gè)手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的工作壓力為 14Mpa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。 齒輪分流器內(nèi)的兩個(gè)溢流閥的調(diào)定壓力均為 16MPa。該閥的壓力是通過專用的液壓實(shí)驗(yàn)臺調(diào)定的。注意：該溢流閥的調(diào)定壓力在機(jī)器出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)節(jié)好，在機(jī)器使用過程中不允許調(diào)節(jié)壓力。 （ 4） 輸送機(jī)回路 輸送機(jī)回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵（ 50 泵）向一個(gè)（或兩個(gè)）液壓馬達(dá)供油，用一個(gè)手動(dòng)換向 閥控制馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 14MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。 轉(zhuǎn)載機(jī)回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵（ 40 泵）向轉(zhuǎn)載馬達(dá)供油，通過一手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。 錨桿鉆機(jī)回路由一臺 15kW 電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺雙聯(lián)齒輪泵，通過二個(gè)手動(dòng)換向閥可同時(shí)向兩臺液壓錨桿鉆機(jī)供油。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。 油箱補(bǔ)油回路由兩個(gè)截止閥、文丘里管和接頭等輔助元件 組成，為油箱加補(bǔ)液壓油。如圖 所示，補(bǔ)油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機(jī)回路的回油管路上（若掘進(jìn)機(jī)不為錨桿鉆機(jī)提供油源，則補(bǔ)油系統(tǒng)并接在運(yùn)輸回路或轉(zhuǎn)載機(jī)回路的回油管路上）。當(dāng)需要向油箱補(bǔ)油時(shí)，截止閥 Ⅰ 關(guān)閉，截止閥 Ⅱ 開啟，油液 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 經(jīng)過文丘里管時(shí)，在 A 口產(chǎn)生負(fù)壓，通過插入油筒 5 內(nèi)的吸油管吸入，將油補(bǔ)入油箱。在補(bǔ)油系統(tǒng)不工作時(shí)，務(wù)必將截止閥 Ⅱ 關(guān)閉，截止閥 Ⅰ 開啟。 圖 補(bǔ)油回路原理圖 1 換向閥 2截止閥 Ⅰ 3截止閥 Ⅱ 4文丘里管 5裝油容器 6油箱 7錨桿電機(jī) 8雙聯(lián)齒輪泵 選型設(shè)計(jì) (1)吸油過濾器 為了保護(hù)油泵及其它液壓元件，避免吸入污染雜質(zhì)，有效地控制液壓系統(tǒng)污染，提高液壓系統(tǒng)的清潔度，在油泵的吸油口處設(shè)置了兩個(gè)吸油過濾器，該過濾器為精過濾。當(dāng)更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時(shí)，只需旋開濾油器端蓋(清洗蓋 )，抽出濾芯，此時(shí)自封閥就會自動(dòng)關(guān)閉，隔絕油箱油路，使油箱內(nèi)油液不會向外流出。這樣使清洗、更換濾芯及維修系統(tǒng)變得非常方便。另外，當(dāng)濾芯被污染物堵塞時(shí)，設(shè)在濾芯上部的油路旁通閥就自動(dòng)開啟，以避免油泵出現(xiàn)吸空等故障，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。 (2)回油過濾器 為了使流回油箱的油液保持清潔，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)回油過濾器，該過濾器為粗過濾，位于油箱的上部。當(dāng)濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低，流量脈動(dòng)等因素造成進(jìn)出油口壓差為 時(shí)，壓差發(fā)訊裝置便彈出，發(fā)出訊號，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾芯或提高油液溫度。更換濾芯時(shí)，只需 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 旋開濾油器濾蓋 (清洗蓋 )即可更換濾芯或向油箱加油。若未能及時(shí)停機(jī)更換濾芯時(shí)，則設(shè)在濾芯下部的旁通閥就會自動(dòng)開啟工作 (旁通閥開啟壓力為，以保護(hù)系統(tǒng)。 (3)四聯(lián)手動(dòng)換向閥 四聯(lián)手動(dòng)換向閥，主要由進(jìn)油閥、多路換向閥、回油閥三 部分組成。進(jìn)油閥有壓力油口 P 和回油口 O，在 P 和 O 之間裝有閥組總溢流閥。換向閥部分是由閥體和滑閥組成，滑閥的機(jī)能均為 Y 型，閥體為并聯(lián)型，因此，既可以分別操作又可以同時(shí)操作，當(dāng)同時(shí)操作時(shí)工作速度減慢。當(dāng)滑閥處于中位時(shí)，油泵通過閥組卸荷。為了防止工作腔的壓力油向 P 腔倒流，設(shè)置了單向閥。 (5)油缸 本 次設(shè)計(jì)中 機(jī) 器 有 三 組油缸，共 六 根。截割機(jī)構(gòu)升降油缸、鏟板升降油缸和后支撐油缸各兩根，結(jié)構(gòu)形式均相同，其中鏟板升降油缸和后支撐油缸通用。 (6)油箱 本液壓系統(tǒng)采用封閉式油箱，采用 N68 號抗磨液 壓油。油箱采用二級過濾，設(shè)置了兩個(gè)吸油過濾器和兩個(gè)回油過濾器，有效地控制了油液的污染，并采用文丘里管補(bǔ)油，進(jìn)一步降低了油液的污染。油箱上還配有液位液溫計(jì)，當(dāng)液位低于工作油位或油溫超過規(guī)定值（ 70℃ ）時(shí)，應(yīng)停機(jī)加油或降溫。油箱冷卻器采用了熱交換量較大的板翅式散熱器，總熱交換量達(dá) 40000kcal/h，以保障系統(tǒng)正常油溫和粘度的要求。 (7)六點(diǎn)壓力表 按操縱臺標(biāo)牌表明的位置接好油管。旋轉(zhuǎn)壓力表表盤，其指針?biāo)傅奈恢眉礊闃?biāo)牌表明的回路的工作壓力。 、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng) 本系統(tǒng)主要用于滅塵、冷卻掘進(jìn)機(jī)切割 電機(jī)及油箱，提高工作面能見度，改善工作環(huán)境，內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)如圖 所示。 水從井下輸水管通過過濾器粗過濾后進(jìn)入總進(jìn)液球閥，一路經(jīng)減壓閥減壓至 后，冷卻油箱和切割電機(jī)，再引至前面霧狀噴嘴架處噴出。另一路不經(jīng)減壓閥的高壓水，引至懸臂段上的內(nèi)噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出，當(dāng)沒有內(nèi)噴霧時(shí)，此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強(qiáng)型外噴霧處的線型噴嘴噴出。 內(nèi)噴霧配水裝置安裝在懸臂段內(nèi)， 8 個(gè)線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間；外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上，安裝有 10 個(gè)霧狀噴嘴；加強(qiáng) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 型外噴霧的 噴霧架固定在叉形架前端，安裝有 8 個(gè)線型噴嘴。 圖 水系統(tǒng)原理圖 1Y 型過濾器 2球閥 3減壓器 4耐震壓力表 5油箱冷卻器 6球閥 7霧狀噴嘴 8線型噴嘴圖 正確的潤滑可以防止磨損、防止生銹和減少發(fā)熱，如經(jīng)常檢查機(jī)器的潤滑狀況，就可以在機(jī)器發(fā)生故障之前發(fā)現(xiàn)一些問題。比如，水晶狀的油表示可能有水，乳狀或泡沫狀的油表示有空氣；黑色的油脂意味著可能已經(jīng)開始氧化或出現(xiàn)污染。潤滑周期因使用條件的差異而有所不同。始終要使用推薦的潤滑油來進(jìn)行潤滑，并且在規(guī)定的時(shí)間 間隔內(nèi)進(jìn)行檢查和更換，否則，就無法給機(jī)器以保障，因而導(dǎo)致過度磨損以及非正常停機(jī)檢修。 潤滑油的更換： 在最初開始運(yùn)轉(zhuǎn)的三百小時(shí)左右，應(yīng)更換潤滑油。由于在此時(shí)間內(nèi)，齒輪及軸承完成了跑合，隨之產(chǎn)生了少量的磨損。 初始換油后，相隔 1500 小時(shí)或者 6 個(gè)月內(nèi)必須更換一次。當(dāng)更換新潤滑油時(shí)，清洗掉齒輪箱體底部附著的沉淀物后再加入新油。 電氣系統(tǒng)由前級饋電開關(guān)、 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型 采煤機(jī)用電控箱、 CZD24/8 型 礦用隔爆型 采煤機(jī) 電控 箱用操作 箱、XEFB127(36)/150 隔爆型蜂鳴器、 DGY35/48(36)B(B) 礦用隔爆型機(jī)車照明燈、 BZA15/1272 型礦用隔爆型控制按鈕、 KDD2021 型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的防爆電動(dòng)機(jī)和連接電纜組成。電氣設(shè)備明細(xì)表見表 本次設(shè)計(jì)的 采煤機(jī) 電控設(shè)備 為 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱（以下簡稱電控箱）、 CZD24/8 型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 用操作箱（以下簡稱操作箱），符合我國的煤礦安全規(guī)程、防爆規(guī)程和有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，適用于具有爆炸性危險(xiǎn)氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，控制掘進(jìn)機(jī) 切割電機(jī)、油泵電機(jī)、備用電機(jī)及錨桿電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并對電機(jī)及有關(guān)線路進(jìn)行保護(hù)。 （ 1） 系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 電控箱隔爆外殼由主腔和接線腔兩個(gè)獨(dú)立的隔爆部分組成。 主腔面板裝有隔離開關(guān)操作手把（手把有通、斷兩個(gè)位置）、急停按鈕（ SB1）、電壓表視窗和顯示器視窗；主腔中門板裝有控制器、繼電器、顯示器、電壓表；主腔后壁裝有各回路接觸器、阻容吸收器、互感器；主腔頂板裝有熔斷器；右底板裝有主變壓器、隔離變壓器和電源部分的熔斷器等；左底板裝有保護(hù)器（ JB）和五個(gè)接頭座；主腔和接線腔之間的連接板上裝有九星盤和接線端子。 電控箱門與箱體 為螺栓緊固，并設(shè)有回轉(zhuǎn)鉸鏈。電控箱箱體通過減震器和主機(jī)連接。 操作箱為礦用隔爆型。操作箱分為二個(gè)通過接線端子相互連接的獨(dú)立腔體，上邊為進(jìn)出線腔，下邊為主腔。進(jìn)出線腔內(nèi)設(shè)有接線端子和內(nèi)接地端子。主腔門上裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕等。 電控箱的主要技術(shù)參數(shù) 額定電壓： V 主回路： AC： 1140/660 控制回路： AC： 2 36 DC： 24 額定電流： A 250 額定頻率： Hz 50 主回路數(shù)： 4 660/1140V 電壓下各回路的額定電流大小為： 切割回路： 130/75A； 油泵回路： ； 錨桿回路： ； 備用回路： （ ） （ 11kW）。 機(jī)載功率： kW 190 注： a、 1140/660 表明該電氣系統(tǒng)為雙電壓供電系統(tǒng)（既可以用在 1140V 也可以用在 660V 電壓等級下，但兩種電壓換用時(shí)需要重新整定電控系統(tǒng) ； b、 （既可以是 也可以是 11kW，但兩種功率電機(jī)換用時(shí)需要整定電控系統(tǒng) ； 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 c、機(jī) 載功率 190kW 表明該機(jī)裝設(shè)的電機(jī)總功率 ； d、配裝備用電機(jī)應(yīng)與電控箱電壓和功率相符，并選用防爆電機(jī)。 （ 2） 工作原理 電氣系統(tǒng)在原理上可以分為四個(gè)部分：主回路部分、電源部分、保護(hù)單元和控制部分。 ① 主回路部分 主回路部分明確了系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，我們采用了隔離開關(guān)作為電控箱主回路電源的開關(guān)，在主回路中設(shè)有兩組熔斷器，用于短路保護(hù)，別為：切割電機(jī)回路 FU1FU3 (400A)；油泵電機(jī)及其它回路 FU4FU6(250A)。在控制上，切割回路和油泵回路均采用了真空接觸器，并加裝了阻容吸 收裝置，用于吸收真空接觸器斷開時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高壓；在備用回路和錨桿泵站回路采用了空氣接觸器（由于它的功率較低）。以上四個(gè)回路中設(shè)有檢測主回路電流的電流互感器 TA1TA9(備用和錨桿回路公用互感器 ) 來完成保護(hù)電路的信號采集，每回路三個(gè)。在附 錄圖 2 中 主回路原理圖中明確的指明了接觸器線圈和自保接點(diǎn)的線號及控制繼電器的接點(diǎn)。 另外，如果采用本機(jī) SA1 對其前級開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，那么在電控箱上的急停按鈕 SB1 和操作箱上的急停按鈕 SB2 都可以停止前級饋電 開 關(guān)，實(shí)現(xiàn)電源的遠(yuǎn)程控制， SB3 只能夠停本機(jī)操作 。 ② 電源部分 電源部分是有一臺主變壓器、一臺隔離變壓器和控制熔斷器 FU7FU13 組成。主變壓器有五個(gè)電壓范圍的輸入抽頭： 660V、 726V、 1050V、 1140V、1250V。當(dāng)井下電壓不穩(wěn)定時(shí)，可以隨著電壓的變化來調(diào)整變壓器的抽頭，來保證輸出電壓的穩(wěn)定，進(jìn)而保證控制回路的可靠性。隔離變壓器（ 21 號線和 22 號線）為保護(hù)設(shè)備 JB 和控制單元提供 180V 電源，由 SB1 來控制。36V（ 6 號線和 7 號線）為照明燈、蜂鳴器和瓦斯斷電儀提供電源。 220V（ 17 號線和 18 號線）為接觸器線圈提供電源。繼電器 的線圈電源由保護(hù)器 JB 內(nèi)部模塊（ 27 號線和 28 號