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滚筒采煤机调高机构研究 第六图书馆 对滚筒采煤机调高机构结构九进行了分析讨论,介绍了合理选择各结构参数的方法。对滚筒采煤机调高机构结构九进行了分析讨论,介 绍了合理选择各结构参数的方法。滚筒采煤机 调高机构 参数选择 采煤机煤矿机电沈利华 王蓓不详1998第六图书馆 第六图书馆 煤矿机电1 9 9 8 I f 一 滚 筒 采 煤 机 调 高 机 构 研 究 ，／ ／ 丑 陶 峥 【 摘要】 对滚筒采煤机调高机构结构参数进行了分析讨论 【 关健词】滚筒采煤机调高机构 参数选择 _ 刀 代滚筒采煤机利用调高机构调整滚筒位置来适应采 高变化和满足下切深度的要求。调高机构的设计受采煤 机总体结构空间狭小的限制，所以设计结构紧凑且能提 供足够调高力矩的调高机构具有重要的意义。 滚筒采煤机采用的摇臂调高机构如图l 。 图i调高机构示意图 影响调高机构的工作性能的因素，主要涉及到液压 回路形式，调高机构结梅参数的选择和强度、刚度设计 等。本文着重探讨摇臂调高机构结构参数的合理选择。 1 调高机构结构参数分析 根据采煤机总体设计给定的截割高度 ⋯下切深 度日 、擂臂回转中心距底扳高度 、滚筒直径D、摇 臂长L， 如稠2， 则摇臂最大仰角 I 及晟大俯角 护2分 别为； ． 1 a r c s i n [ Hn a x Hi D ／ 2 ／ L 】 【 1 】 蹈； 骼 躺 皴 舫 溆 口2 a r c s i n [ Ht H 一 D ／ 2 y I ．, ] 图 2 短摇臂的摆动范围和摇臂的摆动范围相同 就是 】 口1 是摇臂水平位置时，短摇臂与竖直线的夹角， 则摇臂和短摇臂的夹角为Ⅱ 1 2 。 以O A l 和O A 2 表示短摇臂的两个相应的边界位置， 选取不同的 ， A l 和 A 2 相对位置是不同的，若取 0】 一 0 2 ， 2 ， 则A l 和A 2 在一条水平线上， 一般 大于零，即摇臂和短摇臂的夹角一般是钝角． 原则上油缸的安装位置是根据其直径和长度以及采 煤机结构来确定． 如图3 所示，用尺寸L 1 和 确定油缸 后支承点E的安装位置，则擂臂在任意位置 上仰 口 角 时，对应的油缸摆角可有下列一般式表示； 当 口 时 。 a r c t g { [ L 2 - L c o s 0 一 弘l L s i n e 一 W 卜。。 图3 4 结论 1 图1 牵截部结构紧凑，采用小力矩高速油马达 及齿轮销轨式无链牵引较为可靠，但摇臂轴颈处开有缺 口．限制了截割功率和牵引力的提高。 2 图2 牵截部结构简单、可靠，怛采用安全裕度 较小的中速摆线洫马达及承载能力较低的销轮齿条无链 牵引，影响了牵引力的进一步提高。 3 图3 牵截部兼有稠l 、图2 的结构优点，是一种 较为合理的牵截部结构型式。 3l 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 煤矿机电≥ 1 9 9 8 1 或当 0 6 0 ， 应适当增大摇臂工， 比如增加情 轮数目 增加￡ 2 的确定 油缸放置空间根有限．上有机身下沿，下诸如有滑 靴腿，这也就是本文为什么要研究合理选择调高机构结 构参数的主要原因。 ￡ 2 的值取决于采煤机总体结构，如图l 。决定 2 的 结掏因素有摇臂支承点到机身下沿、 滑靴腿上沿的距离h 和h l 、油缸外经 、油缸与机身下沿、滑靴艟上沿之间 必要的间隙量 和h 】 ’ 、 油缸固定点到机身前端、 滑靴髓 前端距离L ] 和L 4 ，则 2 的取值范围为 h a ／ 2 o s口t 眦x L t g ⋯ ‘ L 2 ‘ - - d I 2 c o s 口 T - L d g T ～ 式中 ～口 T 分别表示油缸工作过程中可能有 的最太仰角和最大俯角。若不上仰．则 n O， 可 取得最小值． 且工 2 d 口 。 ； 若不下俯． 则 口 T m 0 ，上 2 可取得最太值，且 噬h r h l d ／ 2 ． 3 、L 的确定 当 I 2 、L I 及 变化范围确定时． 决定短摇 臂的两个极限位置，若 太大．则极限位置 O A 2 可能碰 机身前瑞；若 太小 设置油缸所需空问大。而 。 则与 油缸作用力臂密切相关。因此， 、L 的选择对调高机 构的设计质量有较大影响。油缸摆角 太小，也影响油 缸所需空间，在讨论确定 、L 时，首先应满足口 最小 原则．采用作图{ 去 根容易得到 a 的最小值，即短摇臂在 两个极限位置时． 如果油缸中心线重合，则油缸摆角最 小、油缸作用力臂变化也最小 如图 4，下面分几种情 况具体讨论； 圉 4 1 当 口l 0 2 一定时，选择 ； J ． 口 2 ，贝 短 摇臂摆动到两个极限位置时A I 、A 2 在同一水平上． 油缸 固定在 E 1 点 且只能下摆 单向下摆 ， 这种情况下． 可实现最小，即 h呻 h h d ／ 2 ，此时 工 L 2 ／ c o s [ 0 I 口 2 ／ 2 1 。 调高机构结构最紧凑． 不足的是 v 为 最大值．极限位 O A 靠机身前端较近，甚至会干涉．但 一 般通过结构设计可避免。因此，这种情况较台理。 2 选择 口I 2 y 2．￡’ 不变且L’ 蛳 ／ c o s 【 I 2 ／ 2 1 。这种情况是在短摇臂极限0 A 2 与机 身前端出 现干涉．通过结构设计又不能消除而采取的办 法。因为 减小， 可使O A 2 下移， 如田中的O A，． 但要 满足油缸摆角最小，油缸固定点就下移到E 】 ．而且v 较 小的变化． 固定点位移却很大． 在 有限的变化范圈内， 减小量是非常有限的，由于 变小，调高机构所需空 伺增加，甚至不能满足结构设计要求，因此这种情况不 舍理。 3 不变，L。 增大．即 01 2 y 2 ，L ≥ 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 了 坚互 ‘ ● _ 一 ● ●一 【 摘要】通过对i G 3 4 4 一 P D 型来蝶机的调高系统分析计算． 得到正确的曰油阻尼参款． 使用表明摇臂下降平稳连续 羌冲击现象． 【 关键词】滚筒采煤机调高液压系统回油阻尼 一】 1问题的提出 现代{ 寰 筒采煤机都设有调高液压系境，以满是i 寰 墒 调整现采高和卧底的需要．调高液压系统的执行元件为 液压油缸，在摇臂下谓过程中．由于播臂及其上截割滚 筒重力的作用，将加速摇臂下降，从而产生调高油泵的 供液量不足 满足油缸话塞运动的需要，造成调高油缸 进油侧压力急剧下降。当压力降低到不足以维持打开调 高液压锁锥阀所需要的开启压力时．液压锁关闭，切断 调高油缸的进出油路，调高停止。但是摇臂巨太的回转 惯量，对调高油缸产生液压冲击。当压力升高后，再次 打开渡压镪．继续进行摇臂下调。如此反复，堵成摇臂 运动时断时续，使调高油泵与调高油缸承受冲击负荷， 缩短油泵的正常使用寿命和造成调高油缸密封损坏、管 接头松动漏油以及产生振动与噪声等危害。并且可能由 于调高油缸进油侧压力过低，而出现油气分离．加剧摇 臂调高过程中的振动与噪声。据实测．在回油路没有设 置阻尼的情况下，瞬时冲击压力为正常工作压力的 2 3 倍以上．并可明显观察到调高油管管壁脉动．在调高系 统回油路上设置阻尼是消除液压冲击危害、保证摇臂下 降平稳极为i 荀 单有效的措施。 笨 2调高液压系统回油路阻尼分析与计算 M G 3 4 4 一 P I| o型采煤机调高液压系统贰理如圜 l所 示，在摇臂下谓时，调高油泵提供的压力油经过换向阀 后，打开液压锁．进入 腔。由于没有外力阻挡． 在重 力矩的作用下．摇臂有加速下降的趋势，但由于在油缸 回油腔 B与液压锁之间设有单向节漉阀，回油受单向阀 所阻，只能经过节流孔，再通过液压锁、换向阀回油池。 只要回油阻尼孔产生足蟛的背压，以平衡摇臂回转重力 矩，就能保证摇臂下降平稳．在正常上调时，因节流孔 图 1 H G 3 4 ● 一 P D 型采蝶机调高系统原理圃 0 s I 口l 十 1 。L 。油缸作用力臂是成正比的， L‘ 增大可增大油缸最小力臂 此时， b吐 。 0 o s 【 p I 0 2 1 ．当最大反力矩一定，在 取值范围内，上‘ 增 大可缩小油缸的直径，但调高机构并不繁1 羹 ，在泊缸作 用力臂已足够丈时，这种选择也并不合理。 4 变小，工。 增大．卵 0 l 一0 2 y 2L ≥ L 2 ， c 0 s 【 【 十0 2 】 ，实际是 2 、 3 两种情况的叠加， 结果会使调高机构变得报庞大．显然不足取。 4 L I 的确定 如图3 ，假定油缸摆动到撮位O A 2 时．油缸撂角为 口．则厶应满足{ ≥ C c o s d 。 。 s 2 式中 c由油缸两蜊头、活塞厚度、导向长度辞结构 尺寸确定． 油缸行程 工 、口 。 取决于 】 0 2 、 和工 ， 当上述参数已定，工 】 也就可确定．但实际设计时仍要结 合采煤机总体结构，如横向布置采煤机机体有几段组 成，油缸固定点与摇臂支承点应l设置在同一段机体上， 这将使帆俸受力简化，工作可靠．若油缸固定点位置不 理想且是因为L I 太大，则需重新调整其它参数。 3结语 在总结设计实践经验的基础上．通过以上的分析研 究可9 叮 ，调高机构的设计．受采煤机总体结构的限制， 在满足总体结构要求的情况下．各参数的选择还有合理 性的问题，在设计时．可进行分析比较，从而获得合理 的结构参数．使调高机构鲔构紧凑．可改善调高帆构的 工作性能． 提高采攥机的可靠性。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆