煤矿掘进机液压系统的改进设计分析

王文杰

(平煤股份设备租赁站，河南 平顶山 467000)

0 引言

近年来，随着各矿井开采年限的增加，矿井易开采煤炭资源越来越少，很多矿井不得不把开采目标投向一些埋藏更深、地质概况更复杂的深部煤层，矿井各类开采设备的作业环境更恶劣，这就给设备的安全性和稳定性提出了更高的要求。而掘进机作为矿井采煤的主要设备，其稳定可靠的运行是煤炭开采高产高效的重要保证。对此，研究掘进机液压系统现存的不足，并进行必要的改进也显得越来越重要。

1 掘进机液压系统控制的工作原理和缺点

集中润滑、左右行走、水泵、截割升降、张紧、截割回转、左右星轮、铲板升降、中间运输机、后支撑等构成了掘进机动作。控制掘进机的动作的是2组多路阀；2组多路阀分别是六联多路阀和四联多路阀，单独液压泵给2组多路阀供油。四联多路阀原理图如图1所示。

1—进油联；2—进油减压阀；3—执行联；4—尾联。

若仅有液压先导控制被四联多路阀使用时，供油给液压系统的先导控制阀的进油联减压阀要经过Z口来完成这一操作，多路阀的全部动作都未有失常现象出现；在安装电控手柄和液控手柄的时候，多片同时动作，阀片容易出现动作滞后、无动作的问题，执行元件也出现无动作问题。

2 原因分析及解决方法

关于以上问题，对电控手柄与液控手柄之间的连接方法和原理进行分析，液控手柄和电控手柄连接如图2所示。回转机构、手柄、2个比例减压阀等构成了液压先导手柄，若手柄下压的方向是其中一方时，由手柄和减压阀的输出压力之间构成了角度，其角度为线性关系，若压力大于2 MPa，所有的减压阀会打开，全流量输出是主阀阀芯当时的状态。处在中位的液控手柄中的减压阀与油箱直接相连接并卸荷。若电磁铁安装在多路阀并进行操纵时，控制油的卸荷经过的是手柄旁通，不可以使压力被建立，主阀芯不被电磁阀控制。所以，1个单向阀安装在控制油路的上面，1个节流孔安装在油口，用于控制旁通的泄漏量，因此，控制油的流量一定要弥补上面所涉及的旁通的泄漏量。电磁先导阀的阻尼孔的直径为0.7 mm，在一组电磁先导阀中，若2个阻尼孔泄漏流量在1.4 L/min以上，又因为液控手柄中有内泄漏的现象，所以，2 L/min的流量是进油联减压阀能够供给的最大量，其流量只能够达到1片阀需要的流量，若有多片阀同时动作发生时，其动作就会有速度变慢、动作滞后的现象出现，执行元件乃至无动作问题出现。

图2 液控手柄和电控手柄连接图

依据上面的分析可知，多片阀要同时动作就需要提高先导油源的流量才能满足这一要求。增加流量的最好选择是自多路阀内部增加，为了使具有通用性的多路阀不受影响，就需要把一个大流量减压阀安装在尾联。2种减压阀的性能参数如表1所示。

3 两组四联多路阀对比试验

为了对加入尾联减压阀的控制成效进行检验，对2组四联多路阀进行比较试验，这2组四联多路阀分别是没有加尾联减压阀和加入了尾联减压阀。掘进机在实际工作时的状况被测试系统模仿出来，供油给液压系统的是A11V0190柱塞变量，设置的流量参数与四联多路阀的压力都依据实际工作时的数据，Y型的是阀片的中位机能，120 L/min是其流量。对首片主阀控制口的压力与主阀芯输出流量的变化进行测量。

由于逐渐增加的阀片同时动，首片主阀控制口的压力逐渐减小，主阀芯输出流量逐渐减少。结果显示，极易出现速度变慢、动作滞后，达不到现场使用的标准，未加尾联减压阀多路阀参数变化如表2所示。

由于阀片同时动作的增多，其首片主阀控制口的压力几乎无变化，主阀芯输出流量变化比较小，能达到现场使用的标准，加尾联减压阀多路阀参数变化状况如表3所示。

表1 两种减压阀的性能参数

表2 未加尾联减压阀多路阀参数变化

表3 加尾联减压阀多路阀参数变化

4 结语

经过对比试验可知，增加尾片减压阀有助于进一步提高掘进机液压系统工作的稳定性。当实际使用时，多片阀同时动作，无动作、缓慢、动作滞后的状况未出现。通过比较，增加尾片减压阀是最经济、方便和实用的选择。