談煤礦機械液壓傳動技術設計應用
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【摘要】隨著我國煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦相關技術也愈加成熟，逐步跟上發(fā)達國家水平?，F(xiàn)今煤礦機械化生產已成為趨勢，裝載機、掘進機、液壓支架以及輸送機等都被廣泛應用到采煤工作中。然而，部分采煤設備易受采煤空間和環(huán)境的影響，這就需要液壓傳動技術來維持采煤設備的穩(wěn)定運行。液壓傳動是以液壓油作為傳遞介質，可以排出液壓油，實現(xiàn)機械能－液壓能－機械能的三段轉變，是一種高效的能量轉換裝置，在減少污染的同時保持設備的穩(wěn)定性和安全性。本文分析了煤炭機械液壓技術的類型，結合煤炭機械液壓技術發(fā)展前景，探討如何從調速和控制方面進行設計，解決實際應用中常見問題，以保證煤礦事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1前言
煤炭行業(yè)是我國重要的經濟支柱，是國家能源的主要來源，隨著我國經濟的發(fā)展，工業(yè)上對煤炭的需求量越來越大。然而，我國大多數(shù)煤炭企業(yè)仍應用傳統(tǒng)的開采方式，地下開采空間狹小，開采環(huán)境治理工作做得不夠，煤炭開采設備受到開采環(huán)境的限制，發(fā)揮不了更大的作用。應用煤炭機械液壓傳動技術是有效促進煤炭開采的方法之一，它可以讓液壓泵隨著電動機的轉動而傳動，排出其中的液壓油，將機械能轉化為液壓能，經過油馬達和液動機又將液壓能轉化為機械能，從而促進機械設備高速運作，同時確保機械設備的安全穩(wěn)定，提高開采質量。
2煤礦機械液壓傳動技術的應用前景
在我國煤炭行業(yè)中，液壓技術早已被廣泛使用，在煤炭開采行業(yè)有極好的應用和發(fā)展前景，最常見的是液壓的元件和高壓大流量液壓系統(tǒng)。高壓大流量液壓系統(tǒng)主要使用柱塞式斜軸式和斜盤式的柱塞油泵，柱塞式斜軸式油泵結構較好，目前我國煤礦產業(yè)常用的雙滾筒型采礦機械就是應用這個系統(tǒng)，變量機構較為完善［1］。柱塞式斜軸式和斜盤式的柱塞油泵相比，前者的油泵、油馬達尺寸不夠大，若在重型機械環(huán)境中則難以發(fā)揮功效，而斜盤式的柱塞油泵則更為適宜。隨著我國技術水平的不斷提升，液壓傳動技術系統(tǒng)的回路組成變得越來越簡易，只需聯(lián)系好控制閥和油馬達即可，安裝、保養(yǎng)和維修都比較方便，而在以往技術比較落后時期，一個液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)就需要多達上千的液壓元件，如今液壓傳動技術系統(tǒng)的回路設置仍在不斷簡化中。此外，為了防止加工過程中出現(xiàn)問題，避免燒盤和脫履，需要采取措施對液壓元件的精確度進行進一步提升，使用先進的技術和設備，研究出體積小、污染小以及使用壽命長的高性能液壓元件，讓煤礦開采更加安全可靠，保證煤礦行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。
3煤礦機械液壓傳動技術的主要類型
3．1開式煤礦機械液壓傳動技術
開式煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)主要特征是其回路系統(tǒng)的不封閉性，在其運行的過程中，油泵會吸收經過回油管的液壓油和最終流入油箱的液壓油。采礦機械的油箱自身就可以保存、冷卻和沉淀液壓油，管道少且散熱快，工作運行簡單，安全和維修都比較方便。當然這種類型的壓傳動系統(tǒng)也存在著一些缺陷，例如大容積油箱的使用容易吸入空氣造成管路振動，影響工作進度，因此開式煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)在煤礦開采中使用較少［2］。
3．2閉式煤礦機械液壓傳動技術
閉式煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)是一個封閉的回路系統(tǒng)，為防止液壓油過快發(fā)熱，油液不通過油箱就可以吸入油泵，然后進行冷熱交換。閉式煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)可以彌補開式煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)的缺點，其需要的油箱體積較小且結構緊湊，具有防止油污染和空氣吸入的作用。煤炭開采機械的功率一般較高，通常會因阻力和空間狹小等原因導致散熱過差，而閉式煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)能夠在進行冷熱交換的同時補充一定的油量，因此被廣泛使用于煤炭開采作業(yè)中。
4煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)的調速和控制設計
4．1煤礦機械液壓傳動技術系統(tǒng)的調速設計
煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)的調速設計需要結合實際情況，例如搖臂調高液壓系統(tǒng)只需一定數(shù)量的馬達或油泵就能運作，只需保持速度不變，類似這種設備就不需要調速。而部分煤炭采購設備的牽引部分需要不同的流量及容量，類似這種設備就需要進行調速設計。對系統(tǒng)的流量進行調節(jié)，目的是為了改變節(jié)流閥門的流通面積，從而根據(jù)節(jié)流閥安裝的位置調節(jié)流入液動機中的油量大小，將可調節(jié)流閥安裝在過壓關閉閥中的控制油路上，可調節(jié)進口節(jié)流開關活塞動作的快慢，完成對煤炭開采系統(tǒng)的調速設計。這種設計廣泛用于功率較小的定量泵或油馬達液壓系統(tǒng)中。對系統(tǒng)的容量進行調節(jié)，主要是通過直接調節(jié)油泵流量及油馬達排量進行調速，可分為恒轉矩調速和馬達調度兩種［3］。恒轉矩調速是煤礦機械液壓傳動調速中使用最多的容積調速，只能適用于低速段中，可根據(jù)實際情況對調速范圍進行調節(jié)，調速范圍能擴大到40左右，而馬達調度在高速段中使用較為適宜。
4．2煤礦機械液壓傳動技術系統(tǒng)的控制設計
煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)的控制設計主要有手動控制和自動控制兩種方式，均可以通過變量油缸調節(jié)油泵的流量。手動控制和自動控制兩種方式的工作原理相同，將兩條通路連接在變量油缸兩邊腔中，一條與主要的油路相連接，剩下一條與油箱連接，通過伺服閥位置進行控制［4］。調速控制的時候若相關參數(shù)出現(xiàn)誤差，則可以立即進行修復，引起系統(tǒng)的振蕩越小越好，保證機械設備正常運行，以控制機械震蕩的速度來控制液壓傳動系統(tǒng)準確度。
5煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)應用相關問題
煤礦機械液壓傳動技術在實際應用中會出現(xiàn)一些問題，例如環(huán)境惡劣造成液壓元件損壞，載荷過大造成元件堵塞通道出現(xiàn)事故，因此要特別注意元件設計參數(shù)和安全保護問題。在應用中，要對元件進行密封，一般采用有間隙密封和原件密封兩種方法，有效減少元件的泄露時間。元件的參數(shù)檢測可以安裝監(jiān)測裝置，構建實時監(jiān)測系統(tǒng)，在對液壓支架頂板進行有效控制的同時降低移架的速度，維持元件使用壽命［5］。通常液壓傳動工作范圍下視野不夠清晰，在液壓元件中額定工作流量和壓力是選擇設計參數(shù)時的重點項目，需要結合實際工作環(huán)境、滿足合理壓力條件進行選擇，才能保證設備工作的可靠性與壽命。
6結語
總之，我國的煤礦行業(yè)正在不斷的發(fā)展當中，煤礦機械液壓傳動系統(tǒng)必須進一步完善。煤礦相關企業(yè)要以考慮煤礦特殊技術和工作可靠性與安全性為基礎，培養(yǎng)專業(yè)人才，投入先進的液壓傳動技術，維持采礦設備的穩(wěn)定性，減少污染，促進煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
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［2］楊帥楠．純水液壓傳動技術在煤礦采掘機械中的應用［J］．機械管理開發(fā)，2016，31(09):78～79，126．
［3］王思威．淺談煤礦機械電氣設備自動化調試技術的應用［J］．機械管理開發(fā)，2016，16(11):127～128．
［4］陳宗濤，熊巍，吳昊．淺談工業(yè)設計及機械設計制造技術的應用［J］．科教導刊(中旬刊)，2014，14(02):213，216．
［5］徐金鳳．淺談煤礦采掘機械液壓系統(tǒng)常見故障與維護［J］．科技與企業(yè)，2014，14(16):434．
作者:毛幼發(fā) 單位:貴州輕工職業(yè)技術學院機電系
