防爆液压绞车液压系统的设计.pdf

防爆液压绞车液压系统的设计 刘刚虎 太原技师学院 ， 山西 太原 0 3 0 0 2 1 摘要 介绍了防爆液压绞车的液压系统组成特点， 针对其 液压系统设计中相关液压元件进行选型设计与计算 ， 提出 了一些可供参考的思路和方法。 关键词 液压系统； 设计； 元件选择 中 图分 类号 T D 5 3 8 文 献标 识 码 A 文章 编 号 1 0 0 8 8 8 8 1 2 0 0 8 0 1 - 0 1 0 5 - 0 1 液压绞车由于采用液压传动， 减少了产生电气火花的 元件； 又由于全部使用鼠笼型电动机， 空载直接起动， 使电 气控制设备简单， 容易做成防爆型。 所以， 采用防爆液压绞 车是解决煤矿井下绞车安全防爆的有效途径。 防爆液压提 升绞车主要用于有沼气 、 煤尘爆炸危险的煤矿井下， 作为 提升和下放人员、 煤及运输材料、 机械设备之用。 一 、液压绞车的液压 系统的组成部分 液压绞车的液压系统一般由以下四部分组成 1 动 力元件。液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原 动机的机械能转变为液压系统能供给液压系统。 2 执行 元件。液压马达是液压系统的执行元件 ，其作用是将液 压系统提供的液压能转变为机械能， 拖动外负载做机械运 动。 3 控制元件。 液压系统用阀做控制元件 ， 执行机构 的运动都具有一定的力、 速度和方向， 这三个要素都是由 阀来控制的。阀可以分为压力控制阀、 流量控制阀和方向 控制阀。 4 辅助元件。 除了上述三类元件外 ， 其他元件 均为辅助元件。他们主要用于液压油的储存 、 油管的连接 和密封 ， 油液的滤清、 冷却， 液压系统的某些参数的显示 等。 二、 液压元件的计算与选择 液压系统的主要参数是流量和压力。 这里主要对流量 和压力进行了计算，并根据计算结果选择了合适的液压 泵。 1 、 确定液压 系统的工作压力 液压系统的工作压力一般按照机械设备的功率的大 小来选择， 由 机械设计师手册 查得 在制动系统中一般 的工作压力为 6 ． 3 M P a 。 2 、 确定液压执行元件的所需流量 1 油缸 的有效面积 A F 式中 一活塞的最大负荷， N， 包括工作负荷 F 、 摩擦和惯性阻力等， 简化计算可取 1 ． 1 ～1 ． 2 F ； △ p 一 油缸的进出口压差， P a ；由手册查得 田 一油缸的机械效率， 一 般取 0 ． 8 5～0 ． 9 9 。由以上的计算得出 油缸的有效面积 1 3-48 x 1 0 3 m2 2 油缸 的流量 Q m 3 ／ s ⋯ 式中 Q ～ 一油缸的最大 流量 ， m ； A 一油缸的有效面积， m 2 ； ～ 缸体或活塞移动的最大速度， m ／ s ； 旷一 油缸的溶积效率， 密封较好时其值为 1 。 经计算可得， 其值为2 ． 5 9 L ／ mi n 。 3 液压泵的选择 液压泵是系统的动力源， 其功能是将机械能转换成液 压能。它的基本参数是流量和压力， 考虑到提升机的工作 状态 ， 初步选择 为叶片泵 ， 1 油泵的工作压 力 P PpI A p1 Pa 式 中 p l 一液 压 执 行 元 件 的最 大 的 工 作 压 力 ， P a ； △p l 一系统的总压力损失， P a 。 在初步计算时， 对于流速不 大， 一般的节流阀及管路简单的系统取 0 ． 2 ～0 ．5 MP a ； 高压 大流量、 油路有调速阀， 及管路复杂的系统取 1 ． 5 MP a ； 在 设计中可得到， 这个制动系统为简单的液压系统 ， 其背压 可取 0 ． 5 M P a 。 考虑到系统的动态压力及油泵的使用寿命 ， 通常在选 ．择油泵时， 其额定压力要比工作压力高出 2 5～ 6 0 ％。即其 额定压力应该大于 I O MP a 。 2 油泵的流量 在没有蓄能器的系统中， 按系统的最大流量来选取， Q K Q ～ m3 ／ s 式 中 Q ～ 一系统 中同时动作 的各个并 联执行元件所 需要的总的流量 ， m 3 ／ s ； K 一系统液泄露系数， 一般取 K I ． 1 ～1 ． 3 。 3 油泵的驱动功率 Ⅳ 盟 叼 式 中 尸 n 一油泵的最大的工作压力 ， P a ； Q 一所选油泵的额定流量 ， m 3 ／ s ； 旷一 泵的总效率， 取 0 ． 7 5～0 ． 8 5 。 经计算可得， 油泵的驱动功率为4 ． 2 K W。 4 油泵 的选择 根据以上的计算结果， 以及系统工作稳定程度、 工作 条件以及其他的条件 ， 即可确定油泵的结构形式， 型号及 台数 。 查表得 出 选 为 T 6 C 一 0 1 0 。 5 油箱的容积计算 油箱的作用是储存油液， 散发油的热量 、 沉淀油的杂 质和使油中的气泡上浮释出，制动系统中所选择的泵为 T 6 C 一 0 1 0 ， 查表可得 泵的额定流量为 3 3 L ／ m i n 。 若主回路中主油泵的型号为Z B S H 9 1 5 ， 查表可得， 其 额定流量为 9 1 5 L ／ mi n 。 在整个系统 中， 总的流量为 3 3 9 1 5 9 4 8 L ／ m i n 。 收稿 日期 2 0 0 7 1 1 - 2 2 下转 第 1 0 7页 作者简介 刘刚虎 1 9 7 3 一 ， 太原技师学院招生就业指导中心副主任， 讲师。 维普资讯 为提高煤矿职工队伍的整体素质， 保证职工队伍的相对稳 定， 应具体从以下几方面做起 一 是研究制定煤矿企业的最低工资标准。 为了稳定煤 矿职工队伍， 国家应研究制定煤矿一线工人分地区最低工 资标准， 并根据需要适时进行调整， 并向社会发布吸引较 高素质的人来煤矿工作 ，同时对煤矿经营者进行有效监 管。 二是制定有利于稳定煤 矿职工 队伍 的管理办法 ， 提高 协议工养老保险和工伤保险提取比例。 对煤矿现行用工制 度进行改革， 支持企业实行协议工可定期转为长期合同制 工人 ， 以稳定职工队伍 。 三是加强安全知识教育和安全技术培训， 提高各类人 员的意识， 增强 自我保护能力。 要加强煤矿职工培训， 制定 新的符合实际的培训标准和培训教材，以防培训流于形 式。煤矿企业要提高认识， 积极配合有关部门对从业人员 进行教育和培训， 合理利用现有人力资源 ， 采取有效措施， 充分调动各专业人员的积极性 。 四是提高从业人员的安全意识。 要使煤矿职工从思想 上引起对安全生产的重视 ， 把“ 要我安全” 变为“ 我要安 全” ， 使 自觉履行安全生产责任制成为现实， 形成安全资金 投入 自觉化、 安全动作习惯化 ， 减少人为失误， 预防事故发 生 。 总之 ， 煤矿的安全工作来不得半点侥幸心理， 安全生 产就是煤矿最大的效益， 是煤矿生存发展的保障。随着安 全管理水平的提高 ， 安全生产投入的增加 ， 工人安全意识 的增强， 安全生产就有了保障， 煤矿的经济效益就能够提 高。各级领导要始终把安全工作放在第一位 ， 绝不能为一 时的眼前利益去铤而走险， 而是应该摆正安全生产与经济 效益之间的关系， 实现安全生产与经济效益“ 双赢” 。 上接 第 1 0 5页 由经验公式可得 油箱的容积 V 6 Q p 5 6 8 8 L 。 为了使 油箱获得最大的散热面积 ， 由经验可得， 长、 宽、 高的比例 应为 1 l l 。经计算， 初步选为 长、 宽、 高都为 1 8 0 0 c m。 4 管件的选择 在液压传动、 气压传动和润滑系统中常用的导管有钢 管 、 铜管、 橡胶管和塑料管等。钢管能承受的工作压力较 高 ，通 常 压力 导 管推 荐 用 1 5 、 2 0号冷 拔 无缝 钢 管 YB 2 3 1 - 7 0 。对卡套式管接头用管， 采用高精度的冷拔钢 管， 焊接式管接头用管， 采用普通精度的冷拔钢管。 紫铜管 承受的工作压力较底， 并对抗震能力较弱， 也易使油氧化， 应尽量少用， 黄铜管的承受压力较高， 但不如紫铜管容易 弯曲。 尼龙管可用在低压系统 ， 塑料管通常用在回油路上。 橡胶管可用做两个相对运动部件的管道。 橡胶管分为高压 和低压两种， 高压橡胶管是钢丝编制体为骨架或钢丝缠绕 体为骨架的橡胶管， 可用于压力油路， 低压橡胶管是麻线 或棉线编制体为骨架的橡胶管， 常用于压力较底的回油路 或气动管路 中。 1 管道 内径的计算 管道 内径 d ， 按流量要求所允许 的流速决定 d 1 3 m 式 中 p 一液体流量 ， m 2 ／ s ； 一 流速， m ／ s 。荐用流速 对于吸油管 ≤1 2 m ／ s ， 对 于压油管 ≤3 6 m ／ s 压力高、 管道短或油粘度小时取大 值 ， 反之取小值 ， 对 于回油管 ≤1 、 5 2 、 5 m ／ s 。 2 金属导管壁厚的计算 m 式中 p 一工作压力， P a ； 导管 内径 ， m； 卜许 用 应力 ， P a 。对 于钢 管[ o ] o b l n o b --抗 拉强 度 ， P a ； n 安全 系数 ， 当 P7 MP a时 ， n 8 ； 当 P1 7 ． 5 MP a 时 ， n -- - 4 o 对于铜 管【 】 ≤2 5 MP a 。 考 虑到防爆提升绞车的工作环境和经济方面的因素， 采用钢 管做系统的主要的管件。 三、 结论 由于防爆液压绞车简化了操作程序， 提高了安全程度 和机械化程度， 已在煤矿成功地应用， 并取得了较大的经 济效益，同时也为煤矿增加了一种安全设备的新型产品， 即将在煤矿等矿山中推广应用。 参考文献 ⋯ 1陈奎生． 液压与气压传动【 M】 ． 武汉 武汉理工大学出版 社 ． 2 0 0 1 ． 【 2 】 吴辉海． 液压绞车【 M】 ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 8 9 、 【 3 】 刘春峰 ， 吴清平． 液动翻车机液压 系统的设计Ⅱ ] ． 煤矿机 械 ， 2 0 0 5 ， 7 1 卜 1 2 ． 【 4 】 熊诗波掖 压测试技术 【M】 ． 北京 机械 工业 出版社 ， 1 9 8 5 、 维普资讯