分流式电液推杆电控原理及液压系统.pdf

2 0 0 0 年 增 刊 崩蒺 舛技 1 7 分流式电液推杆电控原理及液压系统 1 设备现状 山东省菜园生建煤矿宋丙臣 菜园矿副井安全门以前使用的控制系统技术落 后， 主要存在下列问题 1 实行分散控制， 四个安全门的打开、 复位， 分 别由四套油泵来控制。 2 系统工作的可靠性差， 无备用设备， 易造成 较长时间的故障停机。 3 设备数量多， 易损坏、 维修量大、 安全程度 低。 4 电液推杆的运行速度不可调。由于密封不 良， 漏油现象严重。 5 电机与油泵、 油箱采用了立式安装， 用转换 开关控制电机的正反转， 容易因缺 相烧坏电机。 6 油路及油箱中 无任何滤油装置， 固体杂质污 染工作液体， 易产生液压系统的故障。 7 无过载保护。 油路中的压力升高， 易造成油 管爆烈或损坏密封装置。 8 系统的噪音大， 耗油大， 漏油多， 污染环境。 9 油泵内的弹簧、 油泵轴上的键槽、 轴套、 密封 圈等经常损坏， 故障 率高， 维修不便。 2 研制过程 2 ． 1 新研制控制系统应具备的特点 1 实行远距离 集中控制， 可带负荷启动。 2 同一台电液推杆其推、 拉力可方便地实现无 级凋速， 驱动力范围大。 3 提高系统动作灵敏性、 工作平稳性， 有效地 吸收外负荷的惯性力， 减少冲击力， 行程控制准确。 4 采用机、 电、 液一体化全封闭结构， 不漏油、 体积 小， 使用、 维修、 调整、 安装、 拆卸方便。实现不 吸尘、 不进水、 不锈蚀、 寿命长、 造价低、 噪音小。 5 实行集中控制， 由 一套油泵控制四个安全门 的打开、 复位， 同时有备用电机、 油泵， 提高系统工作 的可靠性。 6 利用四个电磁阀分别控制供油油路的通断， 当需要某一安全门动作时， 压力油通过该支路的油 路通断控制电磁阀向该支路的电磁换向阀供油， 通 过改变电 磁换向阀通电方式改变供油方向来实现电 液推杆往复进退动作， 实现安全门的打开和复位。 7 设置过载保护。电液推杆工作时， 当推杆承 受的工作负荷超过规 定的工作负荷或达到行程极限 时， 油压升高， 溢流阀迅速而准确地溢流， 减少了电 机频繁启动和停止次数。 8 考虑选用“ M ” 型电磁换向阀， 中间位置时 进、 回液口P 、 T 连通， 即在换向阀不工作时， 能有效 地将油缸自锁， 保证了被控制对象位置的准确性。 9 安装粗细滤油器、 设置电机缺相保护、 短路 保护、 热继电器保护、 油路堵塞保护等。 2 ． 2 液压系统的选型计算如下 1 液压缸尺寸的选择 利用了原来的电液推杆， 型号为 D Y T一1 5 0 0以 此为准进行设计， 其液压缸内径为4 9 m m 。 2 计算液压缸所需流量 液压缸的最大流量 Q 一A v 一 0 ． O 0 5 6 5 m S ／ s 式中 A -液压缸的有效面积； V m 武 一液压缸的最大速度； m ／ s 为提高工作效率， 要求提高液压缸的速度， 按复 位时 v 删 0 ． 3 m ／ s 计算。 3 选择液压泵的规格 ①液压泵的流量应大于一个液压缸动作所需的 最大流量， 并考虑各种损耗， 因 此液压泵的 流量为 Q D ≥k Q 一 m 3 ／ s 2 式中 J f _ I 系统泄露系数， 取 k 1 ． 1 1 ． 3 ， 取 k 1 ． 3 ∑ Q 一 个液压缸动作时所需的最大 总流量； r n 3 ／ s 。 Q D ≥1 ． 3 0 ． 0 O 0 5 6 5 0 ． 0 0 0 7 3 4 m S ／ s 维普资讯 1 8 童 瞧晨 斜 技 2 0 0 0 年 增 刊 ②液压泵的最大工作压力按下式计算 P P P l眦 E z x p 式中 P l毗一执行元件的最大工作压力； ． P一 ‘ 一 一D ‰ 一 幽 一 0 ． 0 4 9 2 X 3 ．1 4X0． 9 2 2 ． 6 6 M P a 式中 一 液压缸的最大外载； N 。取 F o l-- 3 9 2 o N 1 一液压缸机械效率， 可取 O ． 9 2 I - 一 液压缸缸径； m P _ _ 泵出口到执行元件的压力损失， 包括沿 程损失和局部阻力损失， 对于流速不大的系统取 y _ ,z x p 2 5 X l O 5 P a 选取y _ ,z x p 4 X i o 5 P a 为提高液压泵的寿命， 选择泵的额定压力应比 其最大工作压力高2 5 6 o ％， 考虑到齿轮泵具有抗 污染能力强、 自吸性好及结构简单、 成本低等优点， 选择了齿轮油泵， 其型号为 c B 卜 一 A I P o 4 确定齿轮泵的 传动功率 对压力、 流量较稳定的泵， 其传动功率为 ．N _3 ． 2 5 k W 式中 Q 厂 泵的实际流量； m 3 ／ s P 厂 泵的实际工作压力； P a 泵的总效率， 齿轮泵 O ． 6 0 一 O ． 7 0 ， 取T } P 0 ． 6 0 选择功率为4 k W的三相异步电动机， 型号为 Yl l 2 M- 4 。 5 控制阀选择 根据计算结果， 选择两单向阀的型号为 卜_ 加， 溢流阀的型号为Y 1 一 B 1 O H ， 控制油路通断的四个电 磁阀型号为2 2 E 2 --2 5 B H ， 四个电磁换向阀的型号为 3 4 D G l 一Hl O B - 一T 。 6 辅件的选择和计算 ①油箱 用 3 m m厚的钢板制作， 规格为 9 0 X 5 0 4 5 c m ， 并在吸、 回液口之间设置滤网和消泡隔 板。 ②滤油器 采用网式滤油器进行粗过滤， 网式滤 油器结构简单， 过滤能力强、 压降小 小于0 ． 2 5 b a r ， 便于清洗， 可过滤0 ． 1 m m的颗粒。利用纸质滤油器 进行精过滤， 过滤精度高， 可达5 g m ， 又在滤油器上 端并联有压差发讯装置。 ③管道 电磁换向阀阀 座的出、 回 油孔与电液推 杆的进、 回油孔利用内径为1 6 m m的橡胶软管连接， 可承受4 0 M P a 压力， 其余部分管道自行加工。 现将液压系统各组成部分的名称、 型号、 数量、 用途如表 1 表 1 液压系统组成部分 序号 名称 型号 数量 用 途 D Ⅵ 一l 5 0 o l 液压推杆 D Ⅵ 一 3 o o 各2 台 执行元件 2 电磁阀 2 2 E 2 2 5 B H 4 控制油路通断 3 电磁换向阀 3 4 D G M一 2 5 B H 4 控制向电 液推杆供油方向 4 压力表 Y 一1 5 0 l 显示工作液压力 5 溢流阀 Y F B 1 0 H l 过载保护 6 单向阀 I 一 4 0 2 控制工作液只向一个方向流动 7 纸质滤油器 m【 一 2 5 2 0 2 精过滤 8 齿轮泵 C B F E 一 6 P 2 提供一定压力和流量的 工作液体 9 网式滤油器 l 粗过滤 l O 电机 Y l 1 2 M一 4 2 动力源 - f ．r ’ 维普资讯 ， ／ } ▲ V 2 0 0 0 年 增 刊 童 谯蒺 舛 技 1 9 2 ． 3 电气集中控制系统 1 电机3 8 0 V电源由副井绞车电控系统引入， 当 罐笼到达上井I1 出 车平台， 待信号工打完停点后， 才会有3 8 0 V电源。确保了提升安全。在三相电源 线路中 设置了三个保险及两个热继电器， 并安装了 缺相保护。 2 电机的控制回路采用 1 2 7 V电源。 图1 电气集控系统 3 电 控原理 设定电机D 1 工作 见图1 当罐笼到达正常停车位置时， 待信号工打完停 点后， 按下启动按钮Q A ， 线路接触器J C 吸合， J C 辅助常开点J c 。 闭合， 继电器1 J 或2 J 才有带电吸合 的可能。此时， 按下启动按钮 1 Q A ， 继电器 1 J 通过 J C 的辅助常开点、 继电 器2 J 的常闭点带电吸合， 即 控制安全门 打开的继电器 l J 通电吸合。1 J 的另一 串 在安全门打开电磁阀1 G 回 路中的常开点闭合， 1 q通电。 油路通断控制电磁阀G回路中的1 J 常 开点也闭合， q 电磁阀通电， 油路通。此时G为 l c供油， 安全门打开。这时信号闭锁继电器X B J 由于磁性接近开关动作， 使信号闭锁继电器X B J 断 电释放， X a J 常闭点闭合。安全门打开后， 按下停止 按钮1 T A ， 1 q、 q断电， 停止向电液推杆供油。 当信号工按下2 Q A 时， 控制安全门复位的继电 器2 J 通过线 路接触器 J c l 的辅助常开点、 X B J 常闭 点、 l J 常闭点带电吸合， 2 J 常开点闭合。油路通断 控制电磁q通电， 油路通。安全门复位电磁阀1 G 2 通电动作， 此时q向1 G 2 供油， 安全门复位， 在复位 电 磁阀1 G 2 回 路中串接了 信号闭锁继电器X B J 的常 闭点， 待安全门关闭后由于磁性接近开关动作， 信号 闭锁继电器X B J 通电吸合， 其常闭点断开， 断开了 继 电 器2 J 塌源， 油路通断控制电磁阀G l 及安全门复 位电 磁阀l G 2 自 动断电， 停止向电液推杆供油。 其余三 个安全门的 控制原理与上述相同。 电控系 统中各电器的名称、 型号、 数量、 用途如 表2 。 表2 电控系统组成部分 序号 符号 名称 型 号 数量 用 途 1 1 Z K ， 2 Z K 自 动空气开关 D Z 一 1 0 0 ／ 3 3 0 ， ～ 3 8 0 V 2 电源开关 K 转换开关 H Z 1 O 一 2 5 P l／ 3 l 2 1 2 5 A ， 2 2 0 V 1 5 A ， 2 8 0 V 转换电机控制回 路 3 】 R D ～ 5 I iD 螺旋式熔断器 R L 一 6 0 ， 2 0 A 5 保护电源回 路 4 埘1 ， a d 2 热继电器 1 5 A 2 电 机过载保护 5 J c l ， J q 交流接触器 a1 O 一 4 0 。 一 1 2 7 V 2 控制电机电源 控制安全门打开、 复 6 1 J ～ 8 J 中间继电器 J Z 7 4 4 ． ～1 2 7 V 8 位 7 Q J l ， Q J 2 中间 继电 器 J Z 7 4 4 ， ～ 3 8 0 V 2 缺相保护 8 Y J 中间继电器 J Z 7 4 4 ． ～ 2 4 V 1 油路堵塞保护 团 圆 维普资讯 2 0 互 崩晨 斜技 2 0 0 0 年 增 刊 淮北矿务局“ 三软’ ’ 中斜煤层液压支架 的选型及初撑力和工作阻力的确定 江苏省苏南煤矿机械厂 时全元 摘要 根据淮北矿务局“ 三软” 中 斜煤层的 地质特点和要求， 对液压支架 进行了 选型及初撑力和工作阻力的 确定， 设计制造后的Z Q 4 0 0 0 ／ 1 7 ／ 3 5型液压支架， 应用在淮北矿务局“ 三软” 煤层倾角为4 z t O 综采工作面， 取得 了 初步成功。 关键词“ 三软” 中斜煤层 液压支架 初撑力确定 工作阻力确定 “ 三软” 煤层是指顶板软、 煤层软、 底板软。 顶板软的主要特点是顶板岩层隙发育、 破碎、 强 度指数低， 不稳定。当顶板暴舞 { } 后必须及时支护， 避 免梁端冒顶， 引起煤壁片邦， 甚至超前冒顶， 造成恶 性循环， 因此要求支架应能实现即时支护和超前支 护， 支架顶梁封顶性能好， 有较大的梁端支撑力。 煤层软的主要问题是煤壁易片邦， 进而加速梁 端冒 顶， 因此要求支架应有护顶护邦， 防止片 邦恶化 的能力。 底板软如泥岩之类， 其裂隙发育， 抗压强度低， 松软， 遇水膨胀。底 板软使支架受载后底座容易陷 入底板。这样一方面致使支架的初撑力降低， 诱发 顶板下沉， 另一方面造成移架困难， 因此， 要求支架 的底座面积大， 比压小， 并且具有合理的初撑力和工 作阻力。 所谓中斜煤层是指煤层倾角为2 5 o 一 4 5 的工作 面， 由于煤层倾角较大， 在综采工作面中会出现以下 主要问题， 1 工作面运输机下滑， 2 支架自 身发生 下滑和倾倒， 因此要求支架底座尾部应有调架能力， 保持支架移架后与工作面运输机呈垂直状态。 3 经济技术分析 3 ． 1 经济分析 1 配件通用性强， 易于购置。 2 系统的 故障率低， 便于维修。 液压系统不漏 油， 体删 、 、 配置方便。 使用、 维修、 调整、 安装、 拆卸 方便。 不吸尘、 不进水、 不锈蚀， 寿命长。 3 不需要昂贵的附属设备， 投资少。 4 系统噪音低， 无空气、 地面等环境污染。 3 ． 2 技术分析 1 在油箱进、 回液口 之间安装了 滤网隔板， 过 滤了回液中的颗粒杂质， 保证了回油的清洁。 2 在吸油口 装设了网式滤油器。排液管道上 安装了纸质滤油器， 提高了液压元件的 使用寿命。 3 安装了备用电机、 齿轮泵， 提高了系统工作 的可靠性。并用两单向阀保证工作油路、 备用油路 的闭锁。 4 利用溢流阀进行过载保护。 5 采用了“ M ” 型电磁换向阀， 实现自锁卸荷功 能。 6 电控中设置了油路堵塞保护。当油路中出 现堵塞时， 断开电机电源， 使齿轮泵停止工作， 防止 因油路长时间堵塞造成油管爆裂。 7 过流保护。当电机主线路中电流过大时能 及时使电 机停止工作， 防止 烧坏电 机。 8 缺相保护。当电机主线路任一相缺相时， 电 机停止工作， 防止因缺相 烧坏电 机。 4 推广价值 分流式电流推杆解决了以 前控制系统工作可靠 性低、 故障率高、 维护不便的 状况。 该系统的安装使 用提高了副井提升系统的工作效率， 缩短了候车时 间， 实现了 安全提升， 在地 方煤矿副井安全门 控制系 统中 有较高的推广价值。 ． ． 维普资讯