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1、2006年第6期煤矿机电·49·几种掘进机械液压系统的分析张军(天地科技股份有限公司上海分公司,上海200030)摘要:本文介绍了四种掘进机械的液压系统,提出了掘进机械液压系统的发展方向。关键词:掘进设备;液压系统;分析中图分类号:TD421.5文献标识码:B文章编号:1001-0874(2006)06-0049-03AnalysisofHydraulicSystemsforRoadheaderZHANGJun(TiandiScience&TechnologyCo.Ltd.ShanghaiBran
2、ch,Shanghai200030,China)Abstract:Thepaperdescribesfourtypicalhydraulicsystemsforroadheaderandorientstheirdevelopment.Keywords:roadheader;hydraulicsystem;analysis本文通过对国内外几种典型掘进机械液压系统2EBZ2160SH型掘进机液压系统的分析,提出国内掘进机械液压系统的发展方向。该机型回路在多路换向阀前增加了一个不等量1S150型掘进机液
3、压系统齿轮式分流器1、单向阀2和顺序阀3,如图2所示。S150型掘进机液压系统(图1)采用齿轮泵(CBZb2050/2050和CBZb2050/2040/2032)直接向多路换向阀(DLY、DLO)供油,实现掘进机装载部的升降、机身的支撑、工作臂的升降与回转,和通过换向阀进行双泵合流,实现掘进机行走速度的有级控制。系统原理简单,运行可靠,备件容易采购,但功率损耗比较大,使得油液粘度降低、密封件老化,造成系统泄漏,环境污染,影响机器的工作效率。图2EBZ2160SH型掘进机液压系统原理图当掘进机切割
4、阻力较小时,齿轮式分流器A、B两端出油,QA、QB合并供给油缸,切割机构进给速度增大;反之,当切割阻力较大,油缸的工作油压高于顺序阀3的调定压力,顺序阀3开启,单向阀2关闭,分流器B端出油QB经顺序阀3回油箱,仅有分流器A端出油QA供给油缸,切割机构进给速度减小,(QA=2QB=Q/3)。由于分流器本身除了很小的内部摩擦和泄漏的能量损耗外,基本上不消耗能量。分流器A端以溢流阀4设定的压力泄出多余图1S150型掘进机液压系统原理图的油液,产生功率损耗,但较S150型掘进机液压系统功率损耗率低。·50
5、·煤矿机电2006年第6期压力P1、P2分别作用在端面尺寸相同的阀芯两3S100型掘进机液压系统端。由阀芯力平衡方程得:S100型掘进机液压系统使用定量泵和部分压ΔP=P1-P2=Fs/A力补偿负载敏感多路换向阀,如图3。式中:P1—调节节流口进口压力;P2—调节节流口出口压力;Fs—阀芯弹簧压力;A—阀芯端面面积。阀芯位移较小且用软弹簧,故Fs近似为定值。一般ΔP为0.6～0.8MPa。压力补偿器输出的流量与负载无关。如果负载压力升高,则P2升高。假设P1不变,则ΔP变小,压力补偿器阀芯左移,通
6、流面积减小,导致P1也增大,阀芯重新平衡,ΔP回复为恒定值;反之亦成立。该系统功率损耗主要是由多余的流量通过可变节流口所造成,由于压力P1仅比工作压力P2高0.6～0.8MPa,溢流阀不会工作。系统功率损耗(图5):图3S100型掘进机液压系统原理图ΔN=P1·Q1-P2·Q2=(P2+ΔP)·Q1-P2·Q2此系统通过集成在多路换向阀中的梭阀进行压=P2·(Q1-Q2)+ΔP·Q1力比较,引出最高负载压力信号通过旁通式压力补=P2·ΔQ+ΔP·Q1偿器进行压力补偿,使通过最高压力联的流量不随=P
7、2·ΔQ+(0.6～0.8)·Q1负载而变。由于掘进机工作机构一般不需同时工式中:ΔN—损耗功率;作,通往执行机构的油液不受负载影响,泵输出多余Q1—压力补偿器输入流量;的流量从压力补偿器的T口排入油箱,系统运行速Q2—压力补偿器输出流量。度平稳,不受负载影响,同时功率利用率也明显提高。当机器空载时,泵输出的油液通过电磁阀直接回到油箱。负载敏感多路阀中,主要是三通流量阀起着重要作用。为了实现所需的流量与负载压力变化无关的特性,在节流阀上并联一个可变节流口,当调节节流口两端压差发生改变,可变节流口随
8、之自动改变,这样压差变化立刻得到补偿,从而保持流量恒定。图4说明压力补偿器工作原理。图5系统功率分配图由于ΔP很小,ΔN≈P2·ΔQ,系统效率利用率明显提高。4ABM20型掘锚机液压系统ABM20型掘锚机液压系统较目前国内掘进机液压系统有了明显的改进,它由A4VSO变量泵和负图4压力补偿器原理图载敏感多路阀构成液压系统(图6)。2006年第6期煤矿机电·51·该负载敏感多路阀和S100型掘进机液压系统量泵输出流量与负载相适应;同时,如果换向阀没有中用的多路换向阀有明显的区别,它在每
