维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期（总第２９期） ２００８年７月 流体 幼 控副 Ｆｌｕｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｎｏ．４（Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２９） 新型掘进机液压系统的设计改进 杜军 刘洋 贾文明 李文超ｚ 上海２０ｔ２０６） （１．齐重数控装备股份有限公司技术中心齐齐哈尔 １６１００５；２．何威国际贸易（上海）有限公司摘要：着重介绍新型掘进机采用负载敏感式变量泵与负载敏感式多路阀组成的液压系统的设计特点。 关键词：采掘机械；掘进机；液压系统 中图分类号：ＴＨ１３７．８ 文献标识码：Ａ 随着国民经济快速的发展，电力、能源日趋紧 张。由于我国的电力行业大部分是火力发电，所以 对煤炭的需求量日益增加。为了加强安全生产，国 家关闭了小煤窑，扶持大煤矿，加大煤矿开采的现 代化装备，从上带动了煤矿机械的大发展。 １掘进机简介 掘进机是集切割、装运和行走于一体的综合掘 进设备。用于截割任意断面形状的井下巷道。边打 煤巷边用锚杆机打煤巷的帮和顶，进行支护。然后 采煤机才能进入巷道，骑在刮板运输机上进行采煤 及运输。 掘进机是由截割部、装运部、行走部、本体部、 后支撑部五大部分以及液压、电气、水路三大系统 组成。除截割部、本体部及电气系统外，其他部分均 由液压系统驱动的。 工作时，后支撑部的支腿液压缸支撑地面，截 割部的防爆电机带动截割头旋转，液压缸驱动截割 臂回转、升降，破落煤（岩），煤落在装运部的铲板 上，铲板可升降，在铲板上安装两个星轮，星轮旋转 将落在铲板上的煤块送到一运的刮板上，将煤块运 出。掘进机能够自力走行，在头部安装内、外喷水系 统进行灭尘。 ２老型掘进机液压系统的特点 老型掘进机是参照日本技术设计的，上世纪五 六十年发的产品，经过不断完善而成，下面以 ＥＢＺ１５０型为例，来说明系统的优缺点。 （１）该系统采用的是多泵配多组阀的形式。五 个齿轮泵，型号较多，需要加分动箱。 掘进机在硬岩或半煤岩工作时需要承受较大 的外力冲击，由于大排量齿轮泵的工作压力不高， 承受的液压冲击能力较差，同时又是连续工作，使 收稿日期：２００８—０４—１７ 作者简介：杜军，助理工程师。 文章编号：１６７２—８９０４（２ｏｏ８）ｏ４—００４８—００２ 用寿命较低。 （２）采用的国产三位六通阀，阀的内泄漏量大， 片间及操纵杆处容易漏油。 （３）阀多，安装比较分散，管路较乱。 （４）由于空间所限油箱较小，发热较快。 （５）星轮采用齿轮分油器，由于受压力冲击较 大，纠正偏载能力差，容易漏油，使用寿命较短。 （６）系统采用阀控节流调速，能量损失较大。 ３新型掘进机液压系统的特点 新的掘进机液压系统采用负载敏感式变量泵 与负载敏感式比例多路阀组成的负载敏感式控制 系统，图ｌ所示为液压系统原理图。该系统具有以 下特点： （１）系统在非工作状态下，比例多路阀上公共 的负载ＬＳ信号通道通过Ｔ口卸压，泵的流量一压力 控制器上的ＬＳ也无压力信号，此时视为无负载状 态，泵的斜盘在２～３ＭＰａ压力作用下，使泵处于最小 摆角，泵最小摆角时的压力是由压力流量控制器中 安装的弹簧的特性曲线决定的。一般出厂时压力调 整为２．５ＭＰａ，泵的溢流流量约２－４Ｌ／ｍｉｎ。这样系统 在非工作状态的功率损失较小，系统油液的空循环 量较少，可提高油液的使用寿命。 在停机时，泵的斜盘在回位弹簧的作用下，达 到最大摆角。 （２）本系统采用德国哈威液压公司生产的 Ｖ３０Ｄ１４０负载敏感式双联变量泵配ＰＳＶ５５２／２３０－３ 型６联和ＰＳＶ５５／２３０—３型４联，两组负载敏感式比 例多路阀，一个泵配一组阀，系统管路配置简洁、紧 凑，便于组装和维修。 （３）系统能够与其变化的负载无关地控制执行 元件的流量不受负载变化的影响，即不管负载如何 变化，执行元件都能够得到恒定的流量，同时多执 行元件可同时工作，压力、流量互不影响。即４联阀 上的两个星轮、第一运输、一个喷水，这四个动作一 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年７月 杜军等：新型掘进机液压系统的设计改进 ４９ 般情况下都同时长时间工作，且都是马达驱动，没 （５）行走工作时，使用ＰＳＶ阀Ｚ口４ＭＰａ压力 有频繁换向，不会影响工作运行的平稳性，控制方 打开行走马达制动器，不需要额外控制油源，节省 式为手动定位。 一个齿轮泵。 ６联阀上头两联是用于走行，流量为８０Ｌ／ｍｉｎ。 其他动作依此为截割头升降、截割头回转、铲板升 ４总结 降、后支撑，其流量为６０Ｌ／ｍｉｎ。在安排动作的顺序 通过改进后的掘进机液压系统性能稳定可靠， 上，考虑有同步要求的行走放在第一和第二联，由 故障率低，工作效率高，受到用户的一致好评。目前 于流量充裕、阻力小同步精度高，且几个动作均可 国内掘进机的液压系统的设计各有特色，但基本上 同时工作。 都采用负载敏感式变量泵加负载敏感式比例多路 （４）阀的Ｌｓ口压力信号为每组阀中工作压力 阀的液压系统形式，控制方式采用手动比例或液动 通过梭阀进行比较取最大的压力值，两组阀的Ｌｓ 比例。但总的发展趋势是向遥控方向发展，目前国 口分别接在两个负载敏感式变量泵的ＬＳ口上。泵 外掘进机的液压系统采用遥控形式已非常成熟。 的流量一压力控制器可根据执行元件所需流量总和 参考文献 来控制泵的摆角位置。 ［１】雷天觉．新编液压工程手册［Ｍ】．北京理工大学出版社 ［２］杨政．ＰＳＶ型负载敏感式比例插曲向阀大全 图１液压系统原理图 Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ ＤＵ Ｊｕｎ
