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1、采煤机液压系统分析作者：李钊 时间：2011-10-10一、概述液压传动部主要由泵电机、齿轮传动箱和泵箱组成。牵引电机的动力通过齿轮传递给泵箱内的主泵、辅助泵和调高泵。在泵箱内，安装有主泵、辅助泵和调高泵、调速机构、阀块、冷却器、电磁阀、压力表、透气阀、放油塞（螺塞）、油标、粗滤油器、精滤油器等。二、液压传动系统液压传动系统包括牵引液压系统和调高液压系统，其中牵引液压系统又可分为主油路系统和保护系统。1.主油路系统主油路系统包括：主回路、补油回路和热交换回路。（1）主回路由ZB125斜轴式轴向柱塞泵和两只并联的ZM125型斜轴式定量马达组成闭式系统。主油泵工作时排出的压力油驱动两只油马达旋转，
2、油马达排出的油又供给主油泵吸入，形成一个闭合的循环回路，油马达的换向和变速通过改变主油泵的排油方向和排量来实现。【双向变量泵、双向马达】【闭式系统都有补油回路】主油泵为变量油泵，改变油泵缸体的摆角和摆向，即可改变其流量的大小和改变进油和排油的方向，从而达到改变油马达旋转速度和旋转方向的目的。（2）补油和热交换回路a在闭式传动中，由于各液压元件均有泄露，所以需要补充油液（如不及时补油，会引起主油泵的吸空，系统工作时会产生声响和震动）；b主回路油液不断循环工作，容易发热，使系统油温不断升高，油液粘度下降，必须冷却；c主油泵自吸能力差，主回路必须在吸油口建立所需的背压。因此，在主回路中必须增加补油和
3、热交换回路，以保证主回路系统正常工作。系统的补油由辅助齿轮泵（YBC-45/160）提供，该泵经粗滤油器从油池吸油，排出的油经精滤油器、单向阀进入主回路的低压路，补偿系统的泄露。主回路的回油保持2MPa的背压，一方面保证液压系统的稳定，另一方面与散热器相连，使液压系统的回油得到冷却。安全阀调定主回路高压端额定压力为14MPa。【这里需要介绍三位五通阀的作用】2.保护系统（1）截割电机功率超载保护保护过程通过二位四通电磁阀、调速机构中的伺服阀和推动油缸来实现。a在正常工作时，电磁阀处于欠载位置，二位四通电磁阀位于右位(在2MPa高压油作用下)，即伺服阀接通油源、推动油缸左右两腔断开，调速手把按需
4、要任意调至牵引速度；b当截割电机功率超载时，电气信号使电磁阀处于超载位置，控制油源来的压力油推动二位四通电磁阀阀芯，使其位于左位，此时，推动油缸左右两腔接通，同时伺服阀油源切断，推动油缸中被压缩的弹簧伸展使主油泵向零位返回，因此主油泵排量减少而达到牵引速度下降、截割功率减少的目的。当截割电机功率超载消失后，又恢复到正常工作位置。（2）恒压控制恒压控制系统是通过远程调压阀、调速机构的二位四通电磁阀和推动油缸来实现的。当主油路的工作压力超过额定值13MPa时，远程调压阀打开，溢出的高压油一部分经旁路分流掉，另一部分则进入二位四通电磁阀，使其从正常工作时的右位改成左位，从而达到牵引速度下降，工作压力
5、降低的目的。当工作压力降低到调定值以下时，远程调压阀关闭，失压阀恢复到右位，牵引速度又自动恢复到原先的调定值。系统中的阻尼是为了提高系统的稳定性而设置的。（3）高压保护采煤机工作时，经常会遇到蹩卡现象，牵引阻力突然增加，工作压力急剧上升。当系统压力达到高压安全阀的调定压力14MPa时，高压安全阀开启，溢出的油回到主回路的低压油路，造成高低压油路窜通，系统压力不再上升【逐渐降低到2MPa】，牵引速度很快下降至零，实现了采煤机的高压的高压保护。（4）低压保护（又称失压保护）其作用是使回路保持一定的背压以保证液压系统的正常工作，由二位四通电磁阀和调速机构来实现。当低压回路中的油压下降到1.5MPa以
6、下时，失压阀的阀芯在弹簧力的作用下由右位推倒左位，调速机构中的推动油缸动作，主油泵向零位返回，采煤机停止牵引。3.调高液压系统调高液压系统由调高泵（A2F10）、高压安全阀（20MPa）、手动换向阀、左右调高油缸（附有液力锁）和有关管路组成。调高换向阀分别安装在左、右牵引行走箱上。a左、右调高采用串联连接，当调高一边滚筒时，另一边的手动换向阀应处于中位机能（H）型。b液力锁是用于不调时锁住调高油缸，使滚筒保持在所需的高度。c调高泵的最大工作压力由高压安全阀来控制，其调定值为20MPa。d调高油缸上有高压溢流阀进行过载保护【当出现防冒顶等情况时，短时间内快速保护液压系统，其压力值为32MPa】三
7、、液压元部件（1）ZB125斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵的传动轴轴线与缸体轴线相交成一个角度，当带动缸体旋转时，柱塞在缸体内往复运动，柱塞通过配油盘使高低压腔不断进行吸油和排油，完成整个输油过程。油泵缸体的摆角通过调速机构的拨叉拨动油泵连接来实现。（2）ZM125型斜轴式定量马达（略）（3）YBC-45/160、A2F10.R.4.P.4齿轮泵（4）电磁阀采煤机的制动电磁阀、功控电磁阀设置在电磁阀腔内，其机能均为二位四通Y型矿用隔爆电磁换向阀。电磁阀通过阀座连接块和泵箱内的油管连接。（6）阀组【原理图中间部分】阀组是五个阀的组合体：背压阀（2MPa）、单向阀（2个）、梭形阀（三位五通阀）和
8、高压溢流阀（14MPa）。低压溢流阀是一种直动型锥阀，其作用是维持系统2MPa的背压，故又称背压阀。单向阀是一个密封性能很好的锥阀，用来实现对系统补油。其工作原理与一般锥形单向阀相似。它的工作位置和初始密封靠弹簧力来保证。梭形阀是一种液控动作、弹簧复位的三位五通滑阀。由阀芯、圈、弹簧、端盖等组成。它控制辅助泵对主油路系统的冷、热油交换。高压安全阀是由阀套、阀芯、弹簧、先导阀芯、先导阀弹簧、垫片、弹簧等组成，其工作原理与先导式溢流阀相同。该阀在系统中起高压保护作用，出厂的整定压力为14MPa。（7）调速机构【可略，看接受情况】调速机构由失压控制阀、伺服阀、推动油缸及杠杆系统等组成，通过螺钉直接固
9、定在主油泵上。伺服阀与推动油缸组成调速机构的执行部分。当拉杆向左拉动时，反馈杆迫使伺服阀阀芯也向左移动，控制油液通过伺服阀的阻尼螺丝排回油池。同时带动反馈杆把伺服阀阀芯拉回原始位置。随着推动活塞向右移动，主油泵缸体也摆动了某一角度，使其流量发生变化，相应改变了采煤机的牵引速度。同理，当拉杆向右推动时，主油泵缸体反方向摆动某一角度，整个调速过程是无级的。失压控制阀是一个液控二位四通滑阀，其工作原理是通过系统的背压与调定的弹簧力来控制伺服的进油及推动油缸两腔的通、断，其动作压力调定为1.5MPa。失压阀除了其低压保护、停机回零保护作用外，还与远程调压阀配合起到恒压调速作用；（8）滤油器采煤机的液压
10、系统部分设置有粗、精滤油器各一个，以保证系统内部油质的清洁，其职能符号为：（9）冷却器其职能符号为：（10）DBD型直动式溢流阀在液压系统中装有高、低压安全阀及远程调压阀各一个。这三种阀都是插入式直动型溢流阀，调高安全阀为高压安全阀，其调定压力为20MPa，安装在调高泵排油口处；低压安全阀安装在精滤油器的吸油口处，其调定压力为2.5 MPa ；远程调压阀固定在电磁阀箱壁上，调定压力为13 MPa；（11）湿式制动器煤矿安全规程规定，工作面倾角大于16时，采煤机必须设有可靠的防治装置。本采煤机使用倾角035，其防滑装置采用了湿式制动器，它是由外壳、油缸、活塞、碟形弹簧、内外摩檫片 、花键套等组成
11、。内摩檫片通过花键套与牵引机构的制动轴相连，外摩檫片与固定箱壳体上的外壳相连，当进入制动器的控制油压力大于1.5MPa时，活塞移动压缩碟形弹簧，使内外摩檫片脱开而松闸，采煤机正常牵引。当制动电磁阀断电复位，制动器内部的控制油经电磁阀通油池，活塞在碟形弹簧作用下复位，压紧内外摩檫片，产生制动力矩； 【其控制油液来自于补油泵，这里设置了一个单向阀，防止油压波动对制动器造成影响。】（12）管路采煤机液压管路采用两种连接形式，控制油路多用无缝钢管，以卡套式管接头联接：其余油路多采用高胶管，以快速接头联接。（14）压力表其职能符号为：五、液压系统故障分析采煤机液压系统分牵引和调高两部分，我们分析故障液压
12、系统故障可从这两部分分别分析。液压系统不能正常工作最主要原因是堵和漏。油路堵了，油液不能流到所需的管路、元部件，工作元部件缺少动力源，或油液无处排放，产生蹩劲；油路有漏损，工作元部件建立不起正常工作所需工作压力。1.牵引故障生产过程中，常见的牵引故障有不牵引（不能正常牵引）或单向牵引。（1）采煤机不牵引（或不能牵引）a主油泵损坏主油泵因油质污染严重，导致配油盘拉毛，不能建立起压力，如将泵箱上盖打开，当调速手把放在有速度位置时，可见油泵外漏严重；b油马达损坏油马达断轴或配油副损伤时也将导致不牵引，此时，油马达外漏显著增加。c主油管破裂或接头漏损；如果主油管（吸、排油管）均损坏或接头严重漏损，则采
13、煤机双向均不能牵引，如果一根管路损坏不太严重，则有时尚能进行单向牵引，但效率大大下降；d辅助泵损坏【这里指的是补油泵，补油泵为制动器提供控制油】制动器和失压阀因无压力控制油而动作，制动器抱闸，失压阀不动作，主油泵处于零位，致使采煤机不能牵引；e粗、精滤油器严重堵塞滤油器堵塞后，回引起严重吸空现象，除有气穴声响外，一般由于建立不起正常背压，使采煤机不能牵引（因失压阀回复到停机位置）；f制动器失灵制动器失灵，一直处于制动状态，导致采煤机无法牵引（系统产生不正常声响）；以上原因中，a、b、c三种情况表现为高压表上无较高压力显现；d表现为低压表无压力显示；e情况若背压表和低压表的压差较大（超过0.5MPa），则精滤油器堵塞，若背压表（或低压表）显示压力过低，则粗滤油器需处理。（2）单向牵引a主油泵或油马达配油盘一侧拉毛，引起一侧高压密封失效，建立不起压力，导致单向牵引；b梭形阀单向蹩卡；c主油管或接头单根破裂、漏损；d伺服阀体上一个阻尼孔堵塞（两孔中的任一个）；2.摇臂不能升降a调高泵损坏。虽操作调高换向阀，任无法使滚筒升起，一般表现为调高压力表上无压力显示；b高压胶管损坏，或接头松脱；c溢流阀失灵，提前卸载，使回路不能保证正常的工作压力；d调高油缸内活塞密封损坏，或缸体焊缝脱焊；e油缸液压琐密封不严，互相串油；f粗滤油器严重堵塞。
