采煤机液压系统毕业设计(编辑修改稿)

采煤机液压系统毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

科学校 /机械工程系 18 图 – 7 防滑保护 过零保护 过零保护是为了防止采煤机降速时过头反转。 它主要依靠开关圆盘来控制行程开关在零位时将接头断开，造成电磁阀 22 断电，失压控制阀 26 失压复位，主泵回零，同时液压制动器在弹簧作用下抱闸。 另外，在用液压按钮操作时，通过液控牵引液压缸 25 到达零位时所连通的油路（活塞油孔与缸体油孔对齐）使控制油推动牵引阀按钮，向司机发出已停机信号；司机应立即松手，以避免出现反向牵引。 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 19 第 二 章 调高系统 采煤机的调高液压系统包括截煤滚筒调高系统和破碎滚筒调高系统 ， 2 个系统基本相同。 其区别是：截煤滚筒调高系统有手动、液动和电气 3 种操作方式，而破碎滚筒调高系统只有手动、液动 2 种操作方式。 此外， 调高液压缸两端油路上均装有安全阀（调定压力 ），用于截煤滚筒受到过大载荷时保护调高液压缸。 左右摇臂内装有截割电动机和齿轮传动装置。 左右牵引部不仅安装了直流牵引电机及齿轮传动装置，而且装有液压泵电机、液压泵与阀组。 摇臂与牵引部通过对接板连接，对接板与摇臂用螺钉紧固为一体，与牵引部用销轴铰接，位于牵引部下部空挡内的调高液压缸活塞杆与对接板上的耳板铰接。 电气控制箱装有电缆插座、高压隔离开关和操作控制与显示装置。 电器操作 当 发出电信号 后， 电磁阀 42 动作，即可移动牵引油缸 25 的齿条活塞，通过齿轮 2螺旋副 1调速套 18 等来实现功能。 电信号消失后，电磁阀 42 复位，机器就以一定的牵引方向和速度运行。 同理，发出电信号后也可是电磁阀 450 动作，从而实现左右滚筒的调高。 如 图 – 1 所示 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 20 图 – 1 电器 操作 滚筒调高 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 21 液压操作 液压操作主要是截煤滚筒调高和破碎滚筒调高。 调高 锁紧回路 在讨论滚筒调高之前，有必要对调高系统中的“调高锁紧回路”做一个具体解释。 锁紧回路是指使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会在外力作用下移动位置的回路 ，如 图 – 1 所示。 当换向阀处于左位或右位工作时液控单向阀控制口 1X 或 2X 通入压力油，缸的回油便可反向流过单向阀口，故此时活塞可向左或右移动。 到了 该停留的位置时，只要令换向阀处于中位，因阀的中位机能为H 型，控制油直通油箱，故控制压力立即消失，液控单向阀不再单向导通，液压缸因两腔油液封死便被锁。 采煤机的滚筒调高正好利用了锁紧回路，使采煤机 滚筒 在一定位置 固定，即使短时间辅助泵不供油，也可以维持在稳定的高度，提高了采煤机的工况适应能力。 图 – 1 调高锁紧回路 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 22 滚筒 调高 调高液压缸用于控制摇臂升降，由 手、液动换向 电磁阀 3 32 操纵。 调高时通过专用的 径向柱塞泵 2三个 H 机能的手动换向阀 3 32 来实现的。 其中换向阀 31 控制左右摇臂的升和降，换向阀 32 控制破碎装置小摇臂的升或降，如 图 – 2 所示。 安全阀 33 的调定压力为 20 MPa，用于限制调高泵 29 的最大压力。 安全阀 34 的调高压力为 32 MPa，用以保护调高油缸。 液控单向阀 35（液压锁）的作用是固定调高缸的位置。 应当指出，由于采用了三个串联的 H 机能的换向阀，故三个油缸只能单独操作。 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 23 图 – 2 液压滚筒调高 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 24 调高油路 电磁阀 30 的右 端电磁铁通电时，调高液压缸的活塞腔进油，活塞杆腔回油，活塞杆伸出，带动摇臂上摆，油路是： 进油路： 调高 液压泵 29→ 手、液动换向阀 30→ 液压锁的 右 方单向阀（同时打开 左 方单向阀） → 调高液压缸活塞腔。 回油路：调高液压缸活塞杆→液压锁左 方单向阀→ 手、液动换向阀 332→油池。 手、液动换向阀 30 的 左 端 手动按钮打开 时，油路与上述相反，摇臂下摆。 液压锁到调高液压缸油路上的安全阀 34 是在滚筒割到顶板或支架顶 梁以及顶板突然来压造成液压缸过载时实现保护的。 卸载回路 当手、液动换向阀 3 32 不动作时， 手、液动换向阀 32 下端油口与油缸相通，液压泵卸荷，油路是：液压泵→手、液动换向阀 3 32 → 油池。 当 手、液动换向阀 3 32 动作时， 手、液动换向阀 32 的 下端油口不与油缸联通 ，此油路不通，保证系统正常工作。 调高油缸位置锁定 同理，按动每对调高阀 3 40 或 41 之一时，即可利用液动的方法移动换向阀 31 或 32 的阀芯，使左右滚筒或破碎滚筒升降。 松开按钮，控制油源被切断，换向阀在弹簧作，用下 复位，即被锁定在一定位置，如 图 – 1 所示 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 25 图 – 1 油缸位置锁定 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 26 第 三 章 液压系统计算 液压传动系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单，工作安全可靠、效率高、寿命长、经济性好、使用维护方便等条件。 （ 1） 用途分析 采煤机可 与 SGZ730/264 型刮板输送机、 ZY400— 18/38(或 QY320— 20/38)型液压支架、 SZZ— 730/132 型转载机、 PEM980 815 型颚式破碎机以及 SDZ—150 型伸缩带式输送机等组成综采配套设备。 （ 2） 工作环境分析 该机靠四个滑靴骑在工作面刮板输送机上工作。 靠煤壁侧两个滑靴支撑在输送机的铲煤板上；靠采空区侧的两个滑靴支撑在输送机的槽帮上，并通过齿条上的导轨为滑靴导向，使采煤机不至脱离齿轨。 采煤机可用斜切法自开锁口。 液压缸 的选择 （ 1） 确定液压缸 根据液压缸作用特性，即牵引 液压 系统需要将液压缸的直线运动转换成齿 轮的回转运动 ，截煤调高系统和破碎调高系统需要活塞双向运动产生推力和拉力，故牵引液压系统选用组合式齿条传动活塞液压 缸 ，调高系统选用单活塞杆无缓冲液压缸。 液压缸无杆腔工作面积为有杆面积的两倍，活塞杆直径 d 与缸筒直径 D的关系为 d=。 （ 2） 确定油缸面积 由各类常用设备工作压力可知，采煤机牵引液压系统工作压力小于 16MPa。 选定工作压力 初选工作压力 P=16MPa. 确定液压缸有效工作面积 A 2 2 26400000 2 . 5 1 01 6 1 0FA m mP     确定缸筒内径 D，活塞杆直径 d 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 27 24 4 2 . 5 1 0 1783 . 1 4AD m m   按 GB/TR3481993 取 D=160mm。 d==, 按 GB/TR3481993, 取d=110mm. 液压缸实际有效面积计算 无杆腔面积 2 2 21 (1 6 0 ) 2 0 0 9 644A D m m   有杆腔面积 2 2 2 2 22 ( ) ( 1 6 0 1 1 0 ) 1 0 5 9 844A D d m m     活塞杆面积 2 2 23 ( 1 1 0 ) 9 4 9 944A d m m   （ 3） 最低稳定速度验算 . 最低速度为工进时 υ =50mm/min,工进采用无杆腔进油，单向行程调速阀速度，查得最小稳定流量 qmin= 226m i nm i n1 202050 mmmmqA   满足最低速度要求。 （ 4） 绘制液压缸工况图。 计算各工况下的压力，流量和功率汇总于表 89，液压缸的工况 见 表。 系统 计算公式 速度（ m/s） 有效面积（ M2） 最大负载（ kN） 压力（ MP） 牵引系统 ρ =F+ρ 2A2/A1 q=υ 1A1 P=ρ q 0 6 A1=20206106 A2=10598106 A3=9499106 400 16 表 液压缸工况表 液压泵与马达 的选择 根据油液流动循环路线的不同，主回路可分为开式循环系统和闭式循环系统 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 28 两种基本型式。 由于与开式循环系统相比，闭式循环系统有如下优点：油箱容积小，系统比较紧凑，系统封闭性能好；回路油有一定压力（背压），空气和灰尘很难侵入工作液体，可延长液压元件和液压油 的使用寿命；液压马达的转速和转向的调节一般使用双向变量控制阀来控制，故主回路选择闭式循环系统。 液压马达的 选择 根据采煤机机械部分设计参数， 液压马达外 负载转 T 为 1300 N m，液压马达设计实际排量 625mL/r， 额定转速 160 r/min,则 液压马达的排量 62 2 3 . 1 4 1 3 0 0 6 4 8 /0 . 9 1 4 1 0m mm Tq m L rp    液压马达所需要的最大流量为 m a x m a x 6 2 5 1 6 0 0 . 7 5 7 5 0 0 0mmVqV n m L     式中 mm —— 液压马达机械效率，一般取 mm = ~。 maxn —— 液压马达的最高 额定工作 转速； mV —— 液压马达的容积效率 ，是个不定值，随马达工作状态改变。 端面配流型低速大扭矩液压马达具有良好的启动型，调速平稳，低速稳定，过载保护简单，重量轻等优点。 查 表（见 [1]163 页） ，选择 BM— ES630 摆线液压马达，其具体参数如 表 所示 马达 液压马达型号 BM— ES630 液压马达型式 端面配流摆线马达 排量 ml/r 625 额定转距 Nm 1300 额定压差 MPa 14 额定转速 r/min 160 表 马达参数 采煤机液压系统 新疆工业高等专科学校 /机械工程系 29 液压泵的选择 根据所选定的液压泵类型及系统工作压力，以计算出的液压泵最大工作压力和最大流量 选择液压泵。 选择时，泵的额定流量不低于计算所需流量，泵的额定压力可以比系统最高工作压力高 10%~30%。 先根据设计要求和系统工况确定泵的类型，然后根据液压泵的最大工作压力和最大供油量来选择泵的规格。 比较液压泵的应用及主要性能优点， 轴向柱塞泵具有转速高、结构紧凑、径向尺寸小的优点，故 选择轴向柱塞泵。 液压泵的最大工作流量 由于 已经算出一只液压马达所需最大流量为 75000mL，所以液压泵最高流量为 m a x 75 00 0 4 30 00 00 30 0q m L L    为了使液压泵的工作安全可靠，液压泵应有一定的压力 储备，通常泵的额定压力可比 VPq 高 25% ~ 60%。 泵的额定流量则宜与 VPq 相当，不要超过太多，以免造成过大功率损失。 根据计算结果， （查阅 [2]第 94 页） 先预选 ZB125 型 斜轴式轴向柱塞泵。