煤礦機械液壓傳動技術設計與應用

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摘要：敘述了煤炭機械液壓傳動技術的發展前景、煤炭機械液壓傳動技術的類型，提出了對煤炭機械液壓傳動進行調速和控制的措施。

關鍵詞：煤炭；機械液壓傳動；應用；設計

0引言

隨著中國工業不斷發展，對煤炭的需求量越來越大，需進行大量開采。但煤炭的開采大多處于地下，空間狹小，環境惡劣，受煤炭開采空間和環境的限制，對煤炭開采的設備也有一定影響。所以，為能有效促進煤炭開采，就需使用煤炭機械液壓傳動技術來進行。煤炭機械液壓傳動技術的工作原理是在電動機的轉動下帶動液壓泵轉動，然后將液壓油排出，從而將機械能轉變為液壓能通過一定的方式傳遞到油馬達。液動機作為一種能量轉換裝置又可將液壓能再轉換為機械能，最后通過液壓油傳遞能量促進工作機構進行運作。目前，液壓傳動技術發展十分迅速，也造福了很多行業，具有很大發展前景。

1煤炭機械液壓傳動技術的發展前景

煤炭開采設備種類眾多，但目前最普遍使用的就是高壓大流量的液壓系統及液壓的元件兩種，這兩種煤炭開采設備促進了煤炭機械液壓傳動技術在煤炭開采業的應用和發展。高壓大流量液壓系統在采煤業被廣泛應用，例如，中國的雙滾筒型采煤機械及很多其它的采煤機械都是應用高壓大流量系統的油泵。這種油泵主要運用結構合理、變量機構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行比較分析，柱塞斜軸式柱塞油泵的油泵和油馬達尺寸比較小，在重型機械環境中很難進行使用。比較而言，斜軸式油泵不僅擁有合理的結構和完善的變量機構，且沖擊性也比較強，相比較柱塞式斜軸式油泵，更適合工作于重型機械的工作環境中。以前的液壓傳動技術系統比較落后，要想建成一個液壓傳動系統，需使用成千上百的液壓元件，且要跟系統管道相連接才可成型。目前，隨著科技不斷進步，液壓傳動技術系統的回路只需將控制閥及油馬達聯系在一起就可完成，且更加好安裝和保養維修。同時，為避免加工過程中出現一些問題，還要進一步提高液壓元件加工的精確度，這個過程不僅要使用先進的技術和設備，還要根據實際情況對抗污染、小體積、壽命長及高性能的液壓元件進行研發，促進采煤行業進一步發展，保證采煤業安全有效[1]。

2煤炭機械液壓傳動技術的類型

煤炭機械液壓傳動技術的存在形式有兩種，都可很好地體現出煤炭機械液壓傳動技術不僅可變換速度，還可多路復合[2]。這兩種形式分別是：a)開式。開式是一個不封閉的回路系統，在整個循環煤炭機械液壓傳動技術系統中大多數系統都是以這種形式存在的。在具體工作中，油泵會吸收經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行冷卻和沉淀，就像煤炭開采機械上的高液壓系統，管道少散熱快，所以，這個系統的工作運行比較簡單方便，且比較容易安裝和保養維修。煤炭機械液壓傳動技術系統也存在一定的缺點，就是其在工作過程中為避免吸入空氣使管道發生振動，所以工作時必須使用大容量油箱。所以，開式在煤炭開采機械中很少被使用。圖1為采煤機中的搖臂調高液壓系統；b)閉式。與開式相反，閉式在整個循環煤炭機械液壓傳動技術系統中是以閉的形式存在的。為防止液壓油過快發熱，油泵吸收的液壓油不需進入油箱，而是直接進入油泵進行冷熱交替。閉式系統一改開式系統郵箱容量大的缺點，而是需要體積小的油箱，且擁有比較緊湊的結構，可避免空氣被吸入及造成油污染。煤炭開采機械的功率往往都很高，加上較大的阻力和狹小的安裝空間，也會出現散熱比較差的現象，而煤炭機械液壓傳動技術的應用可幫助油泵進行冷熱交換并補充一定的油量，所以，煤炭機械液壓傳動技術在煤炭開采設備中被廣泛應用。

3如何對煤炭機械液壓傳動進行調速和控制

3.1對煤炭機械液壓傳動技術系統進行調速設

要想對煤炭機械液壓傳動技術系統進行調速設計，就要根據實際情況進行。有的工作機構的速度是需保持不變，像煤炭采購設備中的搖臂調高液壓系統，只要擁有一定數量的馬達或油泵就可以，所以類似設備就不需進行調速。還有的設備不能滿足于此，像一些煤炭采購設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的流量及容量進行調速。前者進行調速主要是為了改變節流閥門的流通面積，通過對節閥門進行調整，可對油流量流入液動機的流量大小進行相應調節，完成對煤炭開采系統的調速設計。這一過程主要是在關閉閥的控制油路上安裝可進行調節的節流閥門，可調節節流活塞運動快慢，這種設計大多適用于油馬達液壓等系統中，因為它們的功率比較小。相比較于前者，后者通過直接調節油泵流量及油馬達排量進行調速。這種調速方式主要包括馬達調速及恒轉矩調速。馬達調速比較適合在高速段中使用，而恒轉矩調速只能適用于低速段中，兩者相比，恒轉矩調速可根據實際情況對調速范圍進行調節。總之，不管是對系統的流量進行調節，還是對系統的容量進行調節，煤炭機械液壓傳動技術系統都可實現調速目標。

3.2對煤炭機械液壓傳動技術系統進行控制方式設計

在實際工作過程中，煤炭機械液壓傳動技術系統擁有兩種控制方式，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節油泵的流量，這種調節主要是通過變量油缸進行的。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，通過伺服閥位置進行控制。圖3為采煤設備牽引液壓系統調速控制。根據圖3分析，將伺服閥桿及反饋桿與圖3的A、B兩點相連接，將調速機與C點相連接。為了將A、B兩點自動往另一個角度擺動，對油進入變量油缸的速度進行控制，就要對C點處輸入相應位移信號來實現。同時，變量活塞會在也壓力推動下朝向右方移動，同時會帶動B進行45°角的擺動，一直擺動到靜止，這時候A油路就會出現自動關閉現象，設備都會停止運作，從而實現調速。如果在工作過程中相關數據出現誤差，立即進行修復以保證機械設備正常運行，以控制機械震蕩的速度來控制準確度[3]。

4結語

隨著科學技術發展，為應對當今市場的發展需要，要加速對煤炭機械液壓傳動技術的開發應用，提高對煤炭的開采質量，加快對煤炭開采的速度，從而使煤炭開采業能順應時展的需要，能不斷進步，從而加速中國的經濟發展及促進中國工業化的進步。

參考文獻：

［1］劉小華，許賢良，鮑和云，等.純水液壓傳動技術的現狀與應用展望［J］.煤礦機械，2011(10)：178-179.

［2］恩剛，黃太祥，吳張永，等.煤礦機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.純水液壓傳動技術及其在煤礦機械中的應用展望［J］.科技信息(學術版)，2013(10)：156-157.

作者：趙艷珍 單位：山西西山晉興能源有限責任公司