煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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摘要：敘述了煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的發(fā)展前景、煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的類型，提出了對煤炭機(jī)械液壓傳動進(jìn)行調(diào)速和控制的措施。

關(guān)鍵詞：煤炭；機(jī)械液壓傳動；應(yīng)用；設(shè)計(jì)

0引言

隨著中國工業(yè)不斷發(fā)展，對煤炭的需求量越來越大，需進(jìn)行大量開采。但煤炭的開采大多處于地下，空間狹小，環(huán)境惡劣，受煤炭開采空間和環(huán)境的限制，對煤炭開采的設(shè)備也有一定影響。所以，為能有效促進(jìn)煤炭開采，就需使用煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)來進(jìn)行。煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的工作原理是在電動機(jī)的轉(zhuǎn)動下帶動液壓泵轉(zhuǎn)動，然后將液壓油排出，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗芡ㄟ^一定的方式傳遞到油馬達(dá)。液動機(jī)作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置又可將液壓能再轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，最后通過液壓油傳遞能量促進(jìn)工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)作。目前，液壓傳動技術(shù)發(fā)展十分迅速，也造福了很多行業(yè)，具有很大發(fā)展前景。

1煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的發(fā)展前景

煤炭開采設(shè)備種類眾多，但目前最普遍使用的就是高壓大流量的液壓系統(tǒng)及液壓的元件兩種，這兩種煤炭開采設(shè)備促進(jìn)了煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)在煤炭開采業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。高壓大流量液壓系統(tǒng)在采煤業(yè)被廣泛應(yīng)用，例如，中國的雙滾筒型采煤機(jī)械及很多其它的采煤機(jī)械都是應(yīng)用高壓大流量系統(tǒng)的油泵。這種油泵主要運(yùn)用結(jié)構(gòu)合理、變量機(jī)構(gòu)完善的柱塞斜軸式柱塞油泵及斜盤式柱塞油泵。將這兩種柱塞油泵進(jìn)行比較分析，柱塞斜軸式柱塞油泵的油泵和油馬達(dá)尺寸比較小，在重型機(jī)械環(huán)境中很難進(jìn)行使用。比較而言，斜軸式油泵不僅擁有合理的結(jié)構(gòu)和完善的變量機(jī)構(gòu)，且沖擊性也比較強(qiáng)，相比較柱塞式斜軸式油泵，更適合工作于重型機(jī)械的工作環(huán)境中。以前的液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)比較落后，要想建成一個(gè)液壓傳動系統(tǒng)，需使用成千上百的液壓元件，且要跟系統(tǒng)管道相連接才可成型。目前，隨著科技不斷進(jìn)步，液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)的回路只需將控制閥及油馬達(dá)聯(lián)系在一起就可完成，且更加好安裝和保養(yǎng)維修。同時(shí)，為避免加工過程中出現(xiàn)一些問題，還要進(jìn)一步提高液壓元件加工的精確度，這個(gè)過程不僅要使用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，還要根據(jù)實(shí)際情況對抗污染、小體積、壽命長及高性能的液壓元件進(jìn)行研發(fā)，促進(jìn)采煤行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，保證采煤業(yè)安全有效[1]。

2煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的類型

煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的存在形式有兩種，都可很好地體現(xiàn)出煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)不僅可變換速度，還可多路復(fù)合[2]。這兩種形式分別是：a)開式。開式是一個(gè)不封閉的回路系統(tǒng)，在整個(gè)循環(huán)煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)中大多數(shù)系統(tǒng)都是以這種形式存在的。在具體工作中，油泵會吸收經(jīng)過回油管最終流入油箱的液壓油。眾所周知，油箱本身就可自行保存液壓油并進(jìn)行冷卻和沉淀，就像煤炭開采機(jī)械上的高液壓系統(tǒng)，管道少散熱快，所以，這個(gè)系統(tǒng)的工作運(yùn)行比較簡單方便，且比較容易安裝和保養(yǎng)維修。煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)也存在一定的缺點(diǎn)，就是其在工作過程中為避免吸入空氣使管道發(fā)生振動，所以工作時(shí)必須使用大容量油箱。所以，開式在煤炭開采機(jī)械中很少被使用。圖1為采煤機(jī)中的搖臂調(diào)高液壓系統(tǒng)；b)閉式。與開式相反，閉式在整個(gè)循環(huán)煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)中是以閉的形式存在的。為防止液壓油過快發(fā)熱，油泵吸收的液壓油不需進(jìn)入油箱，而是直接進(jìn)入油泵進(jìn)行冷熱交替。閉式系統(tǒng)一改開式系統(tǒng)郵箱容量大的缺點(diǎn)，而是需要體積小的油箱，且擁有比較緊湊的結(jié)構(gòu)，可避免空氣被吸入及造成油污染。煤炭開采機(jī)械的功率往往都很高，加上較大的阻力和狹小的安裝空間，也會出現(xiàn)散熱比較差的現(xiàn)象，而煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用可幫助油泵進(jìn)行冷熱交換并補(bǔ)充一定的油量，所以，煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)在煤炭開采設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。

3如何對煤炭機(jī)械液壓傳動進(jìn)行調(diào)速和控制

3.1對煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速設(shè)

要想對煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速設(shè)計(jì)，就要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行。有的工作機(jī)構(gòu)的速度是需保持不變，像煤炭采購設(shè)備中的搖臂調(diào)高液壓系統(tǒng)，只要擁有一定數(shù)量的馬達(dá)或油泵就可以，所以類似設(shè)備就不需進(jìn)行調(diào)速。還有的設(shè)備不能滿足于此，像一些煤炭采購設(shè)備的牽引部分需不同的流量及容量，就需要對煤炭開采系統(tǒng)的流量及容量進(jìn)行調(diào)速。前者進(jìn)行調(diào)速主要是為了改變節(jié)流閥門的流通面積，通過對節(jié)閥門進(jìn)行調(diào)整，可對油流量流入液動機(jī)的流量大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，完成對煤炭開采系統(tǒng)的調(diào)速設(shè)計(jì)。這一過程主要是在關(guān)閉閥的控制油路上安裝可進(jìn)行調(diào)節(jié)的節(jié)流閥門，可調(diào)節(jié)節(jié)流活塞運(yùn)動快慢，這種設(shè)計(jì)大多適用于油馬達(dá)液壓等系統(tǒng)中，因?yàn)樗鼈兊墓β时容^小。相比較于前者，后者通過直接調(diào)節(jié)油泵流量及油馬達(dá)排量進(jìn)行調(diào)速。這種調(diào)速方式主要包括馬達(dá)調(diào)速及恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。馬達(dá)調(diào)速比較適合在高速段中使用，而恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速只能適用于低速段中，兩者相比，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速可根據(jù)實(shí)際情況對調(diào)速范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)?？傊?，不管是對系統(tǒng)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，還是對系統(tǒng)的容量進(jìn)行調(diào)節(jié)，煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)調(diào)速目標(biāo)。

3.2對煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行控制方式設(shè)計(jì)

在實(shí)際工作過程中，煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)擁有兩種控制方式，分別是自動控制方式和手動控制方式。在實(shí)際工作中，不管是自動控制方式還是手動控制方式都是通過調(diào)節(jié)油泵的流量，這種調(diào)節(jié)主要是通過變量油缸進(jìn)行的。自動控制方式和手動控制方式的原理基本相同，都比較復(fù)雜的。主要是將2條通路與油缸相連接，一條與主要的油路相連接，另一條與油箱相連接，通過伺服閥位置進(jìn)行控制。圖3為采煤設(shè)備牽引液壓系統(tǒng)調(diào)速控制。根據(jù)圖3分析，將伺服閥桿及反饋桿與圖3的A、B兩點(diǎn)相連接，將調(diào)速機(jī)與C點(diǎn)相連接。為了將A、B兩點(diǎn)自動往另一個(gè)角度擺動，對油進(jìn)入變量油缸的速度進(jìn)行控制，就要對C點(diǎn)處輸入相應(yīng)位移信號來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，變量活塞會在也壓力推動下朝向右方移動，同時(shí)會帶動B進(jìn)行45°角的擺動，一直擺動到靜止，這時(shí)候A油路就會出現(xiàn)自動關(guān)閉現(xiàn)象，設(shè)備都會停止運(yùn)作，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。如果在工作過程中相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，立即進(jìn)行修復(fù)以保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行，以控制機(jī)械震蕩的速度來控制準(zhǔn)確度[3]。

4結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，為應(yīng)對當(dāng)今市場的發(fā)展需要，要加速對煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，提高對煤炭的開采質(zhì)量，加快對煤炭開采的速度，從而使煤炭開采業(yè)能順應(yīng)時(shí)展的需要，能不斷進(jìn)步，從而加速中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及促進(jìn)中國工業(yè)化的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉小華，許賢良，鮑和云，等.純水液壓傳動技術(shù)的現(xiàn)狀與應(yīng)用展望［J］.煤礦機(jī)械，2011(10)：178-179.

［2］恩剛，黃太祥，吳張永，等.煤礦機(jī)械常見液壓故障的分析與處理［J］.流體傳動與控制，2012(15)：131-132.

［3］田建生.純水液壓傳動技術(shù)及其在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用展望［J］.科技信息(學(xué)術(shù)版)，2013(10)：156-157.

作者：趙艷珍 單位：山西西山晉興能源有限責(zé)任公司