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1、掘进机液压技术的现状与未来 摘 要:掘进机的液压系统由液压泵、限制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。广泛应用于行走部,铲板部,截割部等。文章分析了目前液压系统在掘进机上的应用状况,简单出现的问题,液压系统的不足与优势,以及将来液压系统的发展趋势。 关键词:液压元件泵站掘进机流量 中图分类号:TD82文献标识码:A文章编号:1674-0101X(2022)06(b)-0060-02 液压传动作为一种传动方式,由于具备功率密度高,结构小巧,配置敏捷,组装便利,牢靠耐用等独到的特点,已胜利地用于一切须要中等以上功率输出,且需对运动过程进行敏捷限制和调整的地方。掘进机的许多传动方式都是液压传动,
2、广泛应用于掘进机的行走,铲板,截割等部位。液压系统主要由液压泵站、液压马达、液压回路及液压操作系统组成,油泵电机供应主泵的动力,主泵产生高压油源,通过液压阀的限制来完成各油缸的伸缩和马达的转动。详细为截割部的升降油缸和左右摇摆油缸,铲板部的升降油缸和星轮驱动马达,行走部的驱动马达,后支撑部的升降油缸,第一运输机的驱动马达。截割电机通过截割减速机的减速后驱动截割头转动。 掘进机工作时,首先启动油泵电机,打开喷雾装置,并开动第一运输机与铲板部,将截割部处于水平和机器中心位置,启动截割电机,然后开动履带行走机构,让机器慢速推动,使截割头渐渐插人岩石,插入深度300400mm。推动截割部回转油缸操作手
3、柄,使截割部向左向右横扫,再推动升降油缸,使截割部向上向下截割。利用截割头上下、左右移动截割,可截割出初步断面形态,如此截割断面与实际所须要的形态和尺寸有肯定的差别,可进行二次修整,以达到断面尺寸要求。 掘进机液压系统一般状况下包括液压油箱、主泵、多路阀、液压先导操作台、液压马达、油缸、冷却器以及各油管总成、胶管总成、接头、密封件,压力表等。油箱的主要作用使储存液压油的,装有呼吸器、主回油过滤器、液位液温计等液压辅件。主泵是为主油路及限制油路供应液压油源动力,也就是抽油的,使油能够循环。主阀位于操作台内,在先导阀的操作限制下使各个执行机构产生相应动作。泵站是由电机驱动,通过油泵、油箱,将压力油
4、分别送到截割部、铲板部、第一运输机、行走部、后支承的各液压马达和油缸。液压油由主油泵泵出经换向阀流向各执行元件,能量交换后,转换成低压油,通过换向阀及过滤器流回主泵吸油口,完成一个循环,由于液压油回油不经过油箱,因此该回路为闭式回路;补油泵为一齿轮泵,从油箱内经吸油过滤器吸油,经吸油过滤器向主油泵供油,一方面为主油泵补油,另一方面将液压油过滤和冷却回油箱,两个回路合称为半闭式系统。操作台上装有两组换向阀,通过手柄完成各油缸及液压马达的动作,并可实现无极调速,在其上还装有旋阀、压力表,显示变量泵的出口油压。掘进机液压系统的大致原理图如图1所示。 液压系统流量的主要参数和计算公式如下: 液压缸面积
5、(cm2)A=D2/4D:液压缸有效活塞直径(cm) 液压缸速度(m/min)V=Q/AQ:流量(l/min) 液压缸须要的流量(l/min)Q=VA/10=AS/10tV:速度(m/min) S:液压缸行程(m) t:时间(min) 液压缸出力(kgf)F=pA F=(pA)(pA) (有背压存在时) p:压力(kgf/cm2) 泵或马达流量(l/min)Q=qn/1010q:泵或马达的几何排量(cc/rev) n:转速 泵或马达转速(rpm)n=Q/q1010Q:流量(l/min) 或马达扭矩(N.m)T=qp/20 液压泵所需功率(kw)P=Qp/612 管內流速(m/s)v=Q21.2
6、2/d2 d:管内径(mm) 管内压力降(kgf/cm2)P=0.0006101USLQ/d4U:油的黏度(cst) S:油的比重 L:管的长度(m) Q:流量(l/min) d:管的内径(cm) 掘进机和其他工业机器液压系统将来的发展趋势主要向这几个方面: 削减能耗:充分利用能量。削减元件和系统的内部压力损失,削减节流损失,削减摩擦损失。 泄漏限制:主要包括两个方面:第一防止液体泄漏到外部造成环境污染,其次发展无泄漏元件和系统。 污染限制:发展封闭式密封系统, 改进元件设计,发展耐污染实力强的高效过滤材料和过滤器,开发油水分别净扮装置,发展新的污染检测方法。 主动维护:预先进行修理,避开设备
7、恶性事故的发生。开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件,开发液压系统自补偿系统。 机电一体化:电液伺服比例技术的应用将不断扩大,监控系统将得到发展,电子干脆限制液压泵,采纳通用的标准化调整机构,发展智能化液压元件。 计算机技术的应用:将计算机的仿真及实时限制结合起来,以达到最佳设计结果。紧密与高新技术结合,特殊是微电子技术、计算机技术、传感器技术等。 牢靠性和性能稳定性接着提高:新材料将逐步进入好用阶段。普遍削减由于粘附擦伤、气蚀而引起的损伤。系统牢靠性设计理论将成熟并普及应用。强化、完善系统介质的过滤技术。 增加对工作环境的适应性:高度重视能耗限制技术,进一步降低工作噪声,改善代用介质的性
8、能及其适应性探讨,发展横向派生系列产品。 高度集成化,提高元器件的功能密度:单功能元件的组合向多功能元件发展,集成器件子系统化*,强化电子部分,开发智能型一体化器件。 发展轻小型器件和微型液压技术:提高轻小型器件的功率密度,微型液压技术领域的开发。 微电子技术的飞速发展,为液压技术的进步注人了新的活力。液压器件是机电一体化的重要接口器件,充分考虑到液压技术的特点,而开发研制出的集液压、电子、传感技术于一体的新产品及其组成系统,兼备了电气和液压技术的双重优势。如低耗高速电磁铁及数字式电液器件,可作为干脆接口的电液转换器。内藏位移传感器的液压缸用于高精度闭环限制时,可实现工况监视和长感功能。液电技
9、术的融合使得液压技水的发展超出日身传统的科学领域,向着包括传动限制、检测在内的综合自动化技术方向发展。 参考文献 1路甬祥.电液比例限制技术M.北京:机械工业出版社,11018. 2刘兴才.护顶机液压平衡回路设计J.矿山机械,2022,(19):14. 3李鄂民.液压与气压传动M.北京:机械工业出版社,2001. 4杨尔庄.二十一世纪液压技术现状及发展趋势J.机械机电,2001.6 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页