【文章內容簡介】 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 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、鏟板升降、支撐油缸）供壓力油。油缸回路工作壓力由四聯(lián)多路換向閥閥體內自帶的溢流閥調定，調定的工作壓力為 6MPa。 截割機構升降、鏟板升降和后支撐各兩個油缸，它們各自兩活塞腔并接，兩活塞桿腔并接。而截割機構兩個回轉油缸為一個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）向兩個液壓馬達供油，驅動機器行走。行走速度為 3m/min；當裝載轉盤不運轉時，供裝載回路的 50 泵自動并入行走回路，此時的兩個齒輪泵（ 63 泵和 50 泵）同時向行走馬達 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 供油，實現(xiàn)快速行走，其行走速度為 6m/min。系統(tǒng)工作壓力為 16MPa。回路工作壓力由裝在兩聯(lián)多路換向閥閥體內的溢流閥調定。注意：根據(jù) 該機器液壓系統(tǒng)的特點，行走回路的工作壓力調定時，必須先將裝載轉盤開動?？焖傩凶邥r，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的正、反轉，實現(xiàn)機器的前進、后退和轉彎。注意：機器要轉彎時，最好同時操作兩片換向閥（即使一片閥的手柄處于前進位置，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現(xiàn)機器轉彎。防滑制動是用行走減速器上的摩擦制動器來實現(xiàn)。制動器的開啟由液壓控制，其開啟壓力為 3MPa。制動油缸的油壓力由多路換向閥控制。行走回路 不工作時，制動器處于閉鎖狀態(tài)。 （ 3） 裝載回路 裝載回路由三聯(lián)齒輪泵的前泵（ 50 泵），通過一個齒輪分流器分別向 2個液壓馬達供油 , 用一個手動換向閥控制馬達的正、反轉。該系統(tǒng)的工作壓力為 14Mpa，通過調節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 齒輪分流器內的兩個溢流閥的調定壓力均為 16MPa。該閥的壓力是通過專用的液壓實驗臺調定的。注意：該溢流閥的調定壓力在機器出廠時已經(jīng)調節(jié)好，在機器使用過程中不允許調節(jié)壓力。 （ 4） 輸送機回路 輸送機回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵（ 50 泵）向一個（或兩個）液壓馬達供油，用一個手動換向 閥控制馬達的正、反轉。系統(tǒng)工作壓力為 14MPa，通過調節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 轉載機回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵（ 40 泵）向轉載馬達供油，通過一手動換向閥控制馬達的正反轉。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 錨桿鉆機回路由一臺 15kW 電機驅動一臺雙聯(lián)齒輪泵，通過二個手動換向閥可同時向兩臺液壓錨桿鉆機供油。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 油箱補油回路由兩個截止閥、文丘里管和接頭等輔助元件 組成，為油箱加補液壓油。如圖 所示，補油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機回路的回油管路上（若掘進機不為錨桿鉆機提供油源，則補油系統(tǒng)并接在運輸回路或轉載機回路的回油管路上）。當需要向油箱補油時，截止閥 Ⅰ 關閉，截止閥 Ⅱ 開啟，油液 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 16 頁 經(jīng)過文丘里管時，在 A 口產生負壓，通過插入油筒 5 內的吸油管吸入，將油補入油箱。在補油系統(tǒng)不工作時，務必將截止閥 Ⅱ 關閉，截止閥 Ⅰ 開啟。 圖 補油回路原理圖 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 8雙聯(lián)齒輪泵 選型設計 (1)吸油過濾器 為了保護油泵及其它液壓元件，避免吸入污染雜質，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置了兩個吸油過濾器，該過濾器為精過濾。當更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時，只需旋開濾油器端蓋(清洗蓋 )，抽出濾芯，此時自封閥就會自動關閉，隔絕油箱油路，使油箱內油液不會向外流出。這樣使清洗、更換濾芯及維修系統(tǒng)變得非常方便。另外，當濾芯被污染物堵塞時，設在濾芯上部的油路旁通閥就自動開啟，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)中設置了兩個回油過濾器，該過濾器為粗過濾，位于油箱的上部。當濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低，流量脈動等因素造成進出油口壓差為 時，壓差發(fā)訊裝置便彈出，發(fā)出訊號，此時應及時更換濾芯或提高油液溫度。更換濾芯時，只需 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 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。若未能及時停機更換濾芯時，則設在濾芯下部的旁通閥就會自動開啟工作 (旁通閥開啟壓力為，以保護系統(tǒng)。 (3)四聯(lián)手動換向閥 四聯(lián)手動換向閥，主要由進油閥、多路換向閥、回油閥三 部分組成。進油閥有壓力油口 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操作，當同時操作時工作速度減慢。當滑閥處于中位時，油泵通過閥組卸荷。為了防止工作腔的壓力油向 P 腔倒流，設置了單向閥。 (5)油缸 本 次設計中 機 器 有 三 組油缸，共 六 根。截割機構升降油缸、鏟板升降油缸和后支撐油缸各兩根，結構形式均相同，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，設置了兩個吸油過濾器和兩個回油過濾器，有效地控制了油液的污染，并采用文丘里管補油，進一步降低了油液的污染。油箱上還配有液位液溫計，當液位低于工作油位或油溫超過規(guī)定值（ 70℃ ）時，應停機加油或降溫。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 40000kcal/h，以保障系統(tǒng)正常油溫和粘度的要求。 (7)六點壓力表 按操縱臺標牌表明的位置接好油管。旋轉壓力表表盤，其指針所指的位置即為標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、冷卻掘進機切割 電機及油箱，提高工作面能見度，改善工作環(huán)境，內、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入總進液球閥，一路經(jīng)減壓閥減壓至 后，冷卻油箱和切割電機，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，引至懸臂段上的內噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出，當沒有內噴霧時，此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強型外噴霧處的線型噴嘴噴出。 內噴霧配水裝置安裝在懸臂段內， 8 個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 個霧狀噴嘴；加強 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 18 頁 型外噴霧的 噴霧架固定在叉形架前端，安裝有 8 個線型噴嘴。 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)常檢查機器的潤滑狀況，就可以在機器發(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行潤滑，并且在規(guī)定的時間 間隔內進行檢查和更換，否則，就無法給機器以保障，因而導致過度磨損以及非正常停機檢修。 潤滑油的更換： 在最初開始運轉的三百小時左右，應更換潤滑油。由于在此時間內，齒輪及軸承完成了跑合，隨之產生了少量的磨損。 初始換油后，相隔 1500 小時或者 6 個月內必須更換一次。當更換新潤滑油時，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、 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質安全型 采煤機用電控箱、 CZD24/8 型 礦用隔爆型 采煤機 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動掘進機各工作機構的防爆電動機和連接電纜組成。電氣設備明細表見表 本次設計的 采煤機 電控設備 為 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質安全型掘進機用電控箱（以下簡稱電控箱）、 CZD24/8 型礦用隔爆型掘進機電控箱 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 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)程和有關規(guī)程、標準的規(guī)定，適用于具有爆炸性危險氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，控制掘進機 切割電機、油泵電機、備用電機及錨桿電機的運轉，并對電機及有關線路進行保護。 （ 1） 系統(tǒng)的 結構 電控箱隔爆外殼由主腔和接線腔兩個獨立的隔爆部分組成。 主腔面板裝有隔離開關操作手把（手把有通、斷兩個位置）、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；左底板裝有保護器（ JB）和五個接頭座；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，并設有回轉鉸鏈。電控箱箱體通過減震器和主機連接。 操作箱為礦用隔爆型。操作箱分為二個通過接線端子相互連接的獨立腔體，上邊為進出線腔，下邊為主腔。進出線腔內設有接線端子和內接地端子。主腔門上裝有轉換開關、控制按鈕等。 電控箱的主要技術參數(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，但兩種功率電機換用時需要整定電控系統(tǒng) ； 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 20 頁 c、機 載功率 190kW 表明該機裝設的電機總功率 ； d、配裝備用電機應與電控箱電壓和功率相符，并選用防爆電機。 （ 2） 工作原理 電氣系統(tǒng)在原理上可以分為四個部分：主回路部分、電源部分、保護單元和控制部分。 ① 主回路部分 主回路部分明確了系統(tǒng)的主體結構，我們采用了隔離開關作為電控箱主回路電源的開關，在主回路中設有兩組熔斷器，用于短路保護，別為：切割電機回路 FU1FU3 (400A)；油泵電機及其它回路 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電動機產生的高壓；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）。以上四個回路中設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 ) 來完成保護電路的信號采集，每回路三個。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的線號及控制繼電器的接點。 另外，如果采用本機 SA1 對其前級開關進行遠程控制，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，實現(xiàn)電源的遠程控制， SB3 只能夠停本機操作 。 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。主變壓器有五個電壓范圍的輸入抽頭： 660V、 726V、 1050V、 1140V、1250V。當井下電壓不穩(wěn)定時，可以隨著電壓的變化來調整變壓器的抽頭，來保證輸出電壓的穩(wěn)定，進而保證控制回路的可靠性。隔離變壓器（ 21 號線和 22 號線）為保護設備 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 的線圈電源由保護器 JB 內部模塊（ 27 號線和 28 號