談煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)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(guān)技術(shù)也愈加成熟，逐步跟上發(fā)達(dá)國家水平?，F(xiàn)今煤礦機(jī)械化生產(chǎn)已成為趨勢，裝載機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、液壓支架以及輸送機(jī)等都被廣泛應(yīng)用到采煤工作中。然而，部分采煤設(shè)備易受采煤空間和環(huán)境的影響，這就需要液壓傳動技術(shù)來維持采煤設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。液壓傳動是以液壓油作為傳遞介質(zhì)，可以排出液壓油，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能－液壓能－機(jī)械能的三段轉(zhuǎn)變，是一種高效的能量轉(zhuǎn)換裝置，在減少污染的同時(shí)保持設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。本文分析了煤炭機(jī)械液壓技術(shù)的類型，結(jié)合煤炭機(jī)械液壓技術(shù)發(fā)展前景，探討如何從調(diào)速和控制方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決實(shí)際應(yīng)用中常見問題，以保證煤礦事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用

1前言

煤炭行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟(jì)支柱，是國家能源的主要來源，隨著我國經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(shè)備受到開采環(huán)境的限制，發(fā)揮不了更大的作用。應(yīng)用煤炭機(jī)械液壓傳動技術(shù)是有效促進(jìn)煤炭開采的方法之一，它可以讓液壓泵隨著電動機(jī)的轉(zhuǎn)動而傳動，排出其中的液壓油，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，經(jīng)過油馬達(dá)和液動機(jī)又將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而促進(jìn)機(jī)械設(shè)備高速運(yùn)作，同時(shí)確保機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定，提高開采質(zhì)量。

2煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用前景

在我國煤炭行業(yè)中，液壓技術(shù)早已被廣泛使用，在煤炭開采行業(yè)有極好的應(yīng)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(jié)構(gòu)較好，目前我國煤礦產(chǎn)業(yè)常用的雙滾筒型采礦機(jī)械就是應(yīng)用這個(gè)系統(tǒng)，變量機(jī)構(gòu)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(dá)尺寸不夠大，若在重型機(jī)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(shù)水平的不斷提升，液壓傳動技術(shù)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(dá)即可，安裝、保養(yǎng)和維修都比較方便，而在以往技術(shù)比較落后時(shí)期，一個(gè)液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)就需要多達(dá)上千的液壓元件，如今液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)的回路設(shè)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(jìn)行進(jìn)一步提升，使用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)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(jī)械液壓傳動技術(shù)的主要類型

3．1開式煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)

開式煤礦機(jī)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(yùn)行的過程中，油泵會吸收經(jīng)過回油管的液壓油和最終流入油箱的液壓油。采礦機(jī)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(yùn)行簡單，安全和維修都比較方便。當(dāng)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(jìn)度，因此開式煤礦機(jī)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(jī)械液壓傳動技術(shù)

閉式煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)是一個(gè)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(jìn)行冷熱交換。閉式煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)可以彌補(bǔ)開式煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)的缺點(diǎn)，其需要的油箱體積較小且結(jié)構(gòu)緊湊，具有防止油污染和空氣吸入的作用。煤炭開采機(jī)械的功率一般較高，通常會因阻力和空間狹小等原因?qū)е律徇^差，而閉式煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)能夠在進(jìn)行冷熱交換的同時(shí)補(bǔ)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(jī)械液壓傳動系統(tǒng)的調(diào)速和控制設(shè)計(jì)

4．1煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)的調(diào)速設(shè)計(jì)

煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)的調(diào)速設(shè)計(jì)需要結(jié)合實(shí)際情況，例如搖臂調(diào)高液壓系統(tǒng)只需一定數(shù)量的馬達(dá)或油泵就能運(yùn)作，只需保持速度不變，類似這種設(shè)備就不需要調(diào)速。而部分煤炭采購設(shè)備的牽引部分需要不同的流量及容量，類似這種設(shè)備就需要進(jìn)行調(diào)速設(shè)計(jì)。對系統(tǒng)的流量進(jìn)行調(diào)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(diào)節(jié)流入液動機(jī)中的油量大小，將可調(diào)節(jié)流閥安裝在過壓關(guān)閉閥中的控制油路上，可調(diào)節(jié)進(jìn)口節(jié)流開關(guān)活塞動作的快慢，完成對煤炭開采系統(tǒng)的調(diào)速設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)廣泛用于功率較小的定量泵或油馬達(dá)液壓系統(tǒng)中。對系統(tǒng)的容量進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要是通過直接調(diào)節(jié)油泵流量及油馬達(dá)排量進(jìn)行調(diào)速，可分為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和馬達(dá)調(diào)度兩種［3］。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速是煤礦機(jī)械液壓傳動調(diào)速中使用最多的容積調(diào)速，只能適用于低速段中，可根據(jù)實(shí)際情況對調(diào)速范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍能擴(kuò)大到40左右，而馬達(dá)調(diào)度在高速段中使用較為適宜。

4．2煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)

煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)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(diào)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(jìn)行控制［4］。調(diào)速控制的時(shí)候若相關(guān)參數(shù)出現(xiàn)誤差，則可以立即進(jìn)行修復(fù)，引起系統(tǒng)的振蕩越小越好，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液壓傳動系統(tǒng)準(zhǔn)確度。

5煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)問題

煤礦機(jī)械液壓傳動技術(shù)在實(shí)際應(yīng)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(shè)計(jì)參數(shù)和安全保護(hù)問題。在應(yīng)用中，要對元件進(jìn)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(shí)間。元件的參數(shù)檢測可以安裝監(jiān)測裝置，構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，在對液壓支架頂板進(jìn)行有效控制的同時(shí)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(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)的重點(diǎn)項(xiàng)目，需要結(jié)合實(shí)際工作環(huán)境、滿足合理壓力條件進(jìn)行選擇，才能保證設(shè)備工作的可靠性與壽命。

6結(jié)語

總之，我國的煤礦行業(yè)正在不斷的發(fā)展當(dāng)中，煤礦機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)必須進(jìn)一步完善。煤礦相關(guān)企業(yè)要以考慮煤礦特殊技術(shù)和工作可靠性與安全性為基礎(chǔ)，培養(yǎng)專業(yè)人才，投入先進(jìn)的液壓傳動技術(shù)，維持采礦設(shè)備的穩(wěn)定性，減少污染，促進(jìn)煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

［1］馮麗．煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用探討［J］．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016，16(24):36～37．

［2］楊帥楠．純水液壓傳動技術(shù)在煤礦采掘機(jī)械中的應(yīng)用［J］．機(jī)械管理開發(fā)，2016，31(09):78～79，126．

［3］王思威．淺談煤礦機(jī)械電氣設(shè)備自動化調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用［J］．機(jī)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(shè)計(jì)及機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用［J］．科教導(dǎo)刊(中旬刊)，2014，14(02):213，216．

［5］徐金鳳．淺談煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)常見故障與維護(hù)［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(shù)學(xué)院機(jī)電系