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      采煤機液壓系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:5331725閱讀:544來源:國知局
      專利名稱:采煤機液壓系統(tǒng)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型屬于采煤機的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種采煤機液壓系統(tǒng)。
      背景技術(shù)
      長期以來60(T1200KW電牽引采煤機,泵站系統(tǒng)油溫過高(90° C左右)。井下使用 期間,液壓系統(tǒng)故障頻繁發(fā)生,最后走進修復(fù)_停機_再修復(fù)_再停機的惡性循環(huán)怪圈內(nèi), 最終,造成采煤機停機率增加,出煤量降低。另外經(jīng)常拆裝系統(tǒng)造成接頭密封損壞后而將空 氣帶入將會導(dǎo)致系統(tǒng)中更大的故障。液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量,主要包括泵和馬達的功率損失、溢流閥的溢流損失、液流通 過閥及管道的壓力損失所產(chǎn)生的熱量。如圖1所示,為現(xiàn)有采煤機的液壓原理圖,造成現(xiàn)有采煤機液壓系統(tǒng)存在上述問 題的原因分析如下1、采煤機在一般情況下,運動到刮板輸送機,機頭或機尾時,才將處于兩位置的左 右搖臂,進行互換采高、臥底狀態(tài),所占用的時間,僅僅為整個采煤機割煤總時間的5%左 右,而泵輸出的油液卻始終進行大循環(huán)狀態(tài),這樣存在下列幾個問題1. 1、油液流經(jīng)三個手動換向閥閥芯時,由公式3* Δ P 局=3* γ ξ V2xl(T4/2xg (Kg/cm2)不難看出,當通徑由大驟然變成小孔和縫隙,流動的液體會被這些小孔和縫隙,產(chǎn) 生巨大的局部壓力損失和較強的阻力。液體在克服這些阻力時,會消耗掉相當?shù)哪芰浚辉偌?上,液體粘度的存在,并在高速、高壓下產(chǎn)生的摩擦能,疊加后將這種能全部轉(zhuǎn)化為熱能。1. 2、液體長期在背壓溢流閥的2. 5MPa上回油。同上述公式一樣,當液體流經(jīng)該 閥時,又一次產(chǎn)生液流方向和斷面的變化,引起壓力損失,同樣將這種損失的能量轉(zhuǎn)化為熱 能。1.3、管路系統(tǒng)中,Δ Pfi=Y λ (1/d) χ (V2xl(T4/2xg) (Kg/cm2),V=4. 612Q/d2顯然流量一定的情況下,管子內(nèi)徑越小,液流速度越快,原回油管為G3/8通徑???徑小、流速快所產(chǎn)生的摩擦阻力,沿程壓力損失轉(zhuǎn)化成的熱量。2、油箱小也是一個不利的重要因素公知的,對于空間、面積不受限制的設(shè)備,油箱的有效容量為泵每分鐘流量的6-12 倍。對于行走機械,在冷卻效果較好的情況下,油箱的有效容量可選為泵每分鐘流量的3-7 倍。現(xiàn)有采煤機由于空間有限,所設(shè)計的油箱有效容量遠遠不足泵每分鐘流量的3倍。3、冷卻器效果不佳,也是一個不利的重要因素冷卻器的散熱面積A= (H-Hl) / κ Atm ,由公式可見板式水冷方式的傳熱系數(shù) K=465W/m2x°C,較蛇形管式的傳熱系數(shù)K=110W/m2x°C,大的多,冷卻效果會更好。而現(xiàn)采 煤機液壓系統(tǒng)使用的冷卻器,是自行彎制成的紫銅管,其形狀還不歸整,就離蛇形管的要求 還相差甚遠。更不可比板式冷卻。實際情況也證實了這一點,現(xiàn)冷卻器的進出口水的溫度幾乎一樣(如進冷卻器入口水溫度為60°C,出口水溫度為65°C顯然溫差不大),顯然,冷卻效 果不佳。
      發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有采煤機液壓系統(tǒng)油溫過高,故障頻繁發(fā)生,造成采煤機 停機率增加、出煤量降低的問題。本實用新型采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)采煤機液壓系統(tǒng),包括油箱、油泵以及若干油缸工作組,所述的油缸工作組包括左 調(diào)高油缸工作組和右調(diào)高油缸工作組,左調(diào)高油缸工作組包括左調(diào)高油缸以及與左調(diào)高油 缸連接的手液動換向閥和電磁換向閥,右調(diào)高油缸工作組包括右調(diào)高油缸以及與右調(diào)高油 缸連接的手液動換向閥和電磁換向閥,其特征在于油泵出口連接蓄能器,蓄能器連接減壓 閥,然后連接制動器;蓄能器出口還與互相并聯(lián)的各油缸工作組連接,各油缸工作組的出油 口通過出油管直接與冷卻器入口相連接,冷卻器出口與油箱連接;油泵、先導(dǎo)溢流電磁換向 閥以及油箱形成卸荷回路。蓄能器連接壓力控制器。增設(shè)壓力控制器的目的是,當系統(tǒng)中的液壓油一旦有滲 漏現(xiàn)象,系統(tǒng)高壓低于調(diào)定工作壓力(16 20Mpa)時,壓力控制器發(fā)出電信號,先導(dǎo)溢流電 磁換向閥換向,泵開始給蓄能器儲壓力油,達到設(shè)定壓力時壓力控制器發(fā)電信號,先導(dǎo)溢流 電磁換向閥換向,泵重新回到卸荷狀態(tài)。油箱底板設(shè)有S形自制加工的循環(huán)水槽,用不銹鋼 蓋板封閉,油箱內(nèi)設(shè)有除渣磁鐵,油箱頂部放置有專業(yè)廠生產(chǎn)的板翅式冷卻器(并與S形自 制加工的循環(huán)水槽系統(tǒng)相連通)。油箱注油口增設(shè)了通氣加油過濾器,加油必須經(jīng)過濾的程 序,確保的系統(tǒng)中油液的清潔度,降低了故障率。本實用新型具有如下有益效果1、執(zhí)行元件非工作時泵處于卸荷狀態(tài)。2、原系統(tǒng)工作循環(huán)溫度在85 100°C,現(xiàn)系統(tǒng)為25 40°C。3、原系統(tǒng)萬噸煤故障為0. 5小時,現(xiàn)系統(tǒng)為0. 1小時。顯然故障率降低了 80%,提 高了采煤機的開機率。4、大大降低了礦工的維修時間和更換備件的勞動強度。5、提高了整機產(chǎn)品可靠性,提升了產(chǎn)品的品牌質(zhì)量。

      圖1為現(xiàn)有采煤機液壓系統(tǒng)示意圖圖2為本實用新型采煤機液壓系統(tǒng)示意圖圖中1-左調(diào)高油缸,2-右調(diào)高油缸,3-制動器,4-手液動換向閥,5-液力鎖, 6-電磁換向閥,7-剎車電磁閥,8-壓力繼電器,9-高壓溢流閥,10-油泵,11-油箱,12-高 壓表,13-真空表,14-粗過濾器,15-精過濾器,16-低壓表,17-低壓溢流閥,18-冷卻器, 19-溫度表,20-蓄能器,21-先導(dǎo)溢流電磁換向閥,22-減壓閥,23-單向閥。
      具體實施方式
      采煤機液壓系統(tǒng),包括油箱11、油泵10以及若干油缸工作組,所述的油缸工作組包括左調(diào)高油缸工作組和右調(diào)高油缸工作組,左調(diào)高油缸工作組包括左調(diào)高油缸1以及與 左調(diào)高油缸1連接的手液動換向閥和電磁換向閥,右調(diào)高油缸工作組包括右調(diào)高油缸2以 及與右調(diào)高油缸2連接的手液動換向閥和電磁換向閥,其特征在于油泵10出口連接蓄能器 20,蓄能器20連接減壓閥22,然后連接制動器3 ;蓄能器20出口還與互相并聯(lián)的各油缸工 作組連接,各油缸工作組的出油口通過出油管直接與冷卻器18相連后,再與油箱11連接; 卸荷回路為油泵10經(jīng)先導(dǎo)溢流電磁換向閥21、冷卻器18流回油箱11。本實用新型的工作原理1、搖臂不調(diào)整時,油泵10輸出的油液可通過先導(dǎo)溢流電磁換向閥21直接與油箱 11連通,形成卸荷狀態(tài)。這樣,油泵10在采煤機整個截割煤的95%時間內(nèi),是處于無阻力少 循環(huán)液路回油,幾乎也不產(chǎn)生壓力損失。2、當搖臂需要調(diào)整時,油泵10輸出的高壓壓力油,經(jīng)調(diào)高油缸后,因取消了原有 2. 5MPa的背壓溢流閥,形成無背壓回油。因此,減少了系統(tǒng)的發(fā)熱源。3、本實用新型所述的液壓系統(tǒng)設(shè)置了蓄能器,其作用是采煤機在割煤行走時,打 開剎車裝置所需的液壓油,和用搖控器操作搖臂升降時,手液動換向閥所需的液控液壓油, 均由蓄能器儲存的壓力油來提供。確保了泵在長期卸荷狀態(tài)下,采煤機能正常工作。4、蓄能器連接壓力控制器,其作用是當管路系統(tǒng)的接頭、彎頭、軟硬管、密封墊、 聯(lián)接螺紋以及各種閥、閥塊、閥組還有其它元件等,造成滲漏時,蓄能器會即時給系統(tǒng)補充 壓力油。若長時間滲漏,導(dǎo)致蓄能器壓力降低到2調(diào)定的工作壓力時(16 20Mpa),壓力控 制器觸點閉合,給先導(dǎo)溢流閥發(fā)出電信號,這時先導(dǎo)溢流閥的電磁鐵得電,閥芯芯桿動作換 向,泵輸出的高壓油從卸荷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻o蓄能器補充壓力油。另外,輔以如下其他改進1、采用板翅式冷卻器,油道外殼裝有橫向和縱向有易阻礙水流的散熱翅片。所增 加的散熱面積,可達光管的8-10倍。橢圓管帶矩形翅片的傳熱效率平均值比圓管帶翅片的 高8倍。這樣在高速冷卻水流和液壓系統(tǒng)回油油液間被散熱翅片隔離,由散熱翅片將油液 中的熱量快速傳遞給涌流的水,并被其帶走。從而降低了系統(tǒng)的溫度。2、油箱底板增設(shè)了循環(huán)水冷卻裝置。將油箱底板加工出S形循環(huán)水槽,用不銹鋼 蓋板封閉。因油箱兩側(cè)壁與主機架間已無空間來增加側(cè)壁板壁厚的可能,只能在油箱底板 上增設(shè)。由于油箱底板面積大,它的冷卻作用必將帶走經(jīng)過冷卻器后,回到油箱內(nèi)油液的熱 量。從而起到了二次冷卻器的效果,又不另外占有保貴的空間。3、油箱加大采煤設(shè)備空間相當緊湊。因此,只能在現(xiàn)有空間結(jié)構(gòu)不變的情況下,保證不影響后 部電纜通道、前面不與溜槽電纜槽幫干涉,又要方便操作的條件下。充分考慮還沒有利用起 來的空間資源。發(fā)現(xiàn)油箱上面閥組后,空間閑置,浪費的可惜。因一邊是油箱小,一邊是空 間富裕沒有利用?,F(xiàn)用的冷卻器外形,沒有油箱后面的面積大,但它卻占了其長度方向的全 部。所以本申請將背置冷卻器方式,改為油箱頂部放置。將騰出的位置讓給油箱斷面在長 度方向的加大。這樣可一舉兩得。油箱前面也加大到,既不妨礙操作,又較美觀的合適位置 上。油箱左右方向已沒有任何發(fā)展空間,因一邊是與電控箱的隔板相鄰,另一邊是與泵電機 筋板相鄰,這兩相鄰間隙均為10毫米左右,除各別機型有水閥組件時,還間隙稍大些,但還 要保證水閥手柄的操作。最主要是想采煤機油箱制作的通用性。[0041]綜合上述考慮了有利與不利的全部因素后,最終使油箱的容量滿足了油箱最小容 積的設(shè)計要求。4、泵的更換由美國派克重型齒輪泵替代了力士樂輕型齒輪泵,首先泵的殼體由鑄鐵材料替代 了鋁制材料。相比較降低了熱膨脹系數(shù),當受同等熱量的條件下,相比壽命大大提高。5、原液壓系統(tǒng)中,沒有設(shè)置磁鐵。本系統(tǒng)中增加了強力磁鐵,能使油箱本身及系統(tǒng) 中各種閥、閥塊、管道等內(nèi)的鐵屑或鐵沫,在隨液體流動時會被吸附到強力磁鐵表面上。從 而,保證了油路系統(tǒng)的暢通無阻。強力磁鐵還可定期清理。6、新增設(shè)了通氣加油過濾器,通氣口徑較原來增大3倍。有效地維持了油箱內(nèi)的 壓力與外界大氣壓的平衡。加油過濾器可以有效地防止,井下工人在用油桶加油時,將煤炭 顆粒及其它雜質(zhì)無意帶入油箱系統(tǒng)內(nèi)。造成沒必要的液壓故障。7、泵輸入軸與電機輸出軸的聯(lián)接方式,應(yīng)采用撓性聯(lián)軸節(jié),來補償兩軸不同心的 偏差。但由于兩軸直徑差距較大,聯(lián)接的撓性聯(lián)軸節(jié)外徑就相當大,轉(zhuǎn)動慣量大大增大。為 此,仍采用小直徑的剛性聯(lián)接,在工藝上采取了保證同心度的措施。并加大了漸開線花鍵嚙 合的側(cè)隙,因該泵傳動為單向旋轉(zhuǎn)。8、液壓系統(tǒng)中,在工作油缸進油口管路上新增了可調(diào)節(jié)流量的單向節(jié)流閥,其作 用是為了在操作搖臂下降時,防止因速度快而產(chǎn)生搖臂抖動現(xiàn)象。用它可以調(diào)節(jié)到搖臂平 穩(wěn)下降為此。本實用新型不僅提升了產(chǎn)品質(zhì)量的整體性能,而且具有現(xiàn)實的經(jīng)濟效益。因 600-1200KW電牽引采煤機,申請人年產(chǎn)臺數(shù)約80臺。平均每臺煤機上泵的使用壽命,約為 1. 5個月(因油溫過高造成壽命低)。采煤機質(zhì)保期一般為一年,那么一年一臺煤機就要賠8 臺泵,80臺煤機共賠償640臺泵。每臺買進價為8000元(售給礦方為10000元),共節(jié)約512 萬元。
      權(quán)利要求一種采煤機液壓系統(tǒng),包括油箱(11)、油泵(10)以及若干油缸工作組,所述的油缸工作組包括左調(diào)高油缸工作組和右調(diào)高油缸工作組,左調(diào)高油缸工作組包括左調(diào)高油缸(1)以及與左調(diào)高油缸(1)連接的手液動換向閥和電磁換向閥,右調(diào)高油缸工作組包括右調(diào)高油缸(2)以及與右調(diào)高油缸(2)連接的手液動換向閥和電磁換向閥,其特征在于油泵(10)出口連接蓄能器(20),蓄能器(20)連接減壓閥(22),然后連接制動器(3);蓄能器(20)出口還與互相并聯(lián)的各油缸工作組連接,各油缸工作組的出油口通過出油管直接與冷卻器(18)入口相連接,冷卻器(18)出口與油箱(11)連接;油泵(10)、先導(dǎo)溢流電磁換向閥(21)以及油箱(11)形成卸荷回路。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤機液壓系統(tǒng),其特征在于蓄能器(20)連接壓力控制器。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采煤機液壓系統(tǒng),其特征在于油箱(11)底板設(shè)有S形循 環(huán)水槽,用不銹鋼蓋板封閉,油箱內(nèi)設(shè)有除渣磁鐵,油箱頂部放置板翅式冷卻器,油箱加油 口設(shè)置通氣加油過濾器。
      專利摘要本實用新型屬于采煤機的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種采煤機液壓系統(tǒng),解決了現(xiàn)有采煤機液壓系統(tǒng)油溫過高,故障頻繁發(fā)生,造成采煤機停機率增加、出煤量降低的問題。采煤機液壓系統(tǒng),其油泵出口連接蓄能器,蓄能器連接減壓閥,然后連接制動器;蓄能器出口還與互相并聯(lián)的各油缸工作組連接,各油缸工作組的出油口通過出油管直接與冷卻器入口相連接,冷卻器出口與油箱連接;油泵、先導(dǎo)溢流電磁換向閥、油箱形成卸荷回路。本實用新型具有如下有益效果執(zhí)行元件非工作時泵處于卸荷狀態(tài);原系統(tǒng)工作循環(huán)溫度在85~100℃,現(xiàn)系統(tǒng)為25~40℃;原系統(tǒng)萬噸煤故障為0.5小時,現(xiàn)系統(tǒng)為0.1小時,顯然故障率降低了80%,提高了采煤機的開機率。
      文檔編號E21C31/02GK201696044SQ20102024112
      公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
      發(fā)明者樊二村 申請人:太原礦山機器集團有限公司
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