专利名称：采煤机液压系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于采煤机的技术领域，具体涉及一种采煤机液压系统。
背景技术：
长期以来60(T1200KW电牵引采煤机，泵站系统油温过高(90° C左右)。井下使用 期间，液压系统故障频繁发生，最后走进修复_停机_再修复_再停机的恶性循环怪圈内， 最终，造成采煤机停机率增加，出煤量降低。另外经常拆装系统造成接头密封损坏后而将空 气带入将会导致系统中更大的故障。液压系统产生的热量，主要包括泵和马达的功率损失、溢流阀的溢流损失、液流通 过阀及管道的压力损失所产生的热量。如图1所示，为现有采煤机的液压原理图，造成现有采煤机液压系统存在上述问 题的原因分析如下1、采煤机在一般情况下，运动到刮板输送机，机头或机尾时，才将处于两位置的左 右摇臂，进行互换采高、卧底状态，所占用的时间，仅仅为整个采煤机割煤总时间的5%左 右，而泵输出的油液却始终进行大循环状态，这样存在下列几个问题1. 1、油液流经三个手动换向阀阀芯时，由公式3* Δ P 局=3* γ ξ V2xl(T4/2xg (Kg/cm2)不难看出，当通径由大骤然变成小孔和缝隙，流动的液体会被这些小孔和缝隙，产 生巨大的局部压力损失和较强的阻力。液体在克服这些阻力时，会消耗掉相当的能量；再加 上，液体粘度的存在，并在高速、高压下产生的摩擦能，叠加后将这种能全部转化为热能。1. 2、液体长期在背压溢流阀的2. 5MPa上回油。同上述公式一样，当液体流经该 阀时，又一次产生液流方向和断面的变化，引起压力损失，同样将这种损失的能量转化为热 能。1.3、管路系统中，Δ Pfi=Y λ (1/d) χ (V2xl(T4/2xg) (Kg/cm2)，V=4. 612Q/d2显然流量一定的情况下，管子内径越小，液流速度越快，原回油管为G3/8通径。口 径小、流速快所产生的摩擦阻力，沿程压力损失转化成的热量。2、油箱小也是一个不利的重要因素公知的，对于空间、面积不受限制的设备，油箱的有效容量为泵每分钟流量的6-12 倍。对于行走机械，在冷却效果较好的情况下，油箱的有效容量可选为泵每分钟流量的3-7 倍。现有采煤机由于空间有限，所设计的油箱有效容量远远不足泵每分钟流量的3倍。3、冷却器效果不佳，也是一个不利的重要因素冷却器的散热面积A= (H-Hl) / κ Atm ,由公式可见板式水冷方式的传热系数 K=465W/m2x°C，较蛇形管式的传热系数K=110W/m2x°C，大的多，冷却效果会更好。而现采 煤机液压系统使用的冷却器，是自行弯制成的紫铜管，其形状还不归整，就离蛇形管的要求 还相差甚远。更不可比板式冷却。实际情况也证实了这一点，现冷却器的进出口水的温度几乎一样(如进冷却器入口水温度为60°C，出口水温度为65°C显然温差不大)，显然，冷却效 果不佳。
发明内容本实用新型为了解决现有采煤机液压系统油温过高，故障频繁发生，造成采煤机 停机率增加、出煤量降低的问题。本实用新型采用如下的技术方案实现采煤机液压系统，包括油箱、油泵以及若干油缸工作组，所述的油缸工作组包括左 调高油缸工作组和右调高油缸工作组，左调高油缸工作组包括左调高油缸以及与左调高油 缸连接的手液动换向阀和电磁换向阀，右调高油缸工作组包括右调高油缸以及与右调高油 缸连接的手液动换向阀和电磁换向阀，其特征在于油泵出口连接蓄能器，蓄能器连接减压 阀，然后连接制动器；蓄能器出口还与互相并联的各油缸工作组连接，各油缸工作组的出油 口通过出油管直接与冷却器入口相连接，冷却器出口与油箱连接；油泵、先导溢流电磁换向 阀以及油箱形成卸荷回路。蓄能器连接压力控制器。增设压力控制器的目的是，当系统中的液压油一旦有渗 漏现象，系统高压低于调定工作压力(16 20Mpa)时，压力控制器发出电信号，先导溢流电 磁换向阀换向，泵开始给蓄能器储压力油，达到设定压力时压力控制器发电信号，先导溢流 电磁换向阀换向，泵重新回到卸荷状态。油箱底板设有S形自制加工的循环水槽，用不锈钢 盖板封闭，油箱内设有除渣磁铁，油箱顶部放置有专业厂生产的板翅式冷却器(并与S形自 制加工的循环水槽系统相连通)。油箱注油口增设了通气加油过滤器，加油必须经过滤的程 序，确保的系统中油液的清洁度，降低了故障率。本实用新型具有如下有益效果1、执行元件非工作时泵处于卸荷状态。2、原系统工作循环温度在85 100°C，现系统为25 40°C。3、原系统万吨煤故障为0. 5小时，现系统为0. 1小时。显然故障率降低了 80%，提 高了采煤机的开机率。4、大大降低了矿工的维修时间和更换备件的劳动强度。5、提高了整机产品可靠性，提升了产品的品牌质量。
图1为现有采煤机液压系统示意图图2为本实用新型采煤机液压系统示意图图中1-左调高油缸，2-右调高油缸，3-制动器，4-手液动换向阀，5-液力锁， 6-电磁换向阀，7-刹车电磁阀，8-压力继电器，9-高压溢流阀，10-油泵，11-油箱，12-高 压表，13-真空表，14-粗过滤器，15-精过滤器，16-低压表，17-低压溢流阀，18-冷却器， 19-温度表，20-蓄能器，21-先导溢流电磁换向阀，22-减压阀，23-单向阀。
具体实施方式
采煤机液压系统，包括油箱11、油泵10以及若干油缸工作组，所述的油缸工作组包括左调高油缸工作组和右调高油缸工作组，左调高油缸工作组包括左调高油缸1以及与 左调高油缸1连接的手液动换向阀和电磁换向阀，右调高油缸工作组包括右调高油缸2以 及与右调高油缸2连接的手液动换向阀和电磁换向阀，其特征在于油泵10出口连接蓄能器 20，蓄能器20连接减压阀22，然后连接制动器3 ；蓄能器20出口还与互相并联的各油缸工 作组连接，各油缸工作组的出油口通过出油管直接与冷却器18相连后，再与油箱11连接； 卸荷回路为油泵10经先导溢流电磁换向阀21、冷却器18流回油箱11。本实用新型的工作原理1、摇臂不调整时，油泵10输出的油液可通过先导溢流电磁换向阀21直接与油箱 11连通，形成卸荷状态。这样，油泵10在采煤机整个截割煤的95%时间内，是处于无阻力少 循环液路回油，几乎也不产生压力损失。2、当摇臂需要调整时，油泵10输出的高压压力油，经调高油缸后，因取消了原有 2. 5MPa的背压溢流阀，形成无背压回油。因此，减少了系统的发热源。3、本实用新型所述的液压系统设置了蓄能器，其作用是采煤机在割煤行走时，打 开刹车装置所需的液压油，和用摇控器操作摇臂升降时，手液动换向阀所需的液控液压油， 均由蓄能器储存的压力油来提供。确保了泵在长期卸荷状态下，采煤机能正常工作。4、蓄能器连接压力控制器，其作用是当管路系统的接头、弯头、软硬管、密封垫、 联接螺纹以及各种阀、阀块、阀组还有其它元件等，造成渗漏时，蓄能器会即时给系统补充 压力油。若长时间渗漏，导致蓄能器压力降低到2调定的工作压力时(16 20Mpa)，压力控 制器触点闭合，给先导溢流阀发出电信号，这时先导溢流阀的电磁铁得电，阀芯芯杆动作换 向，泵输出的高压油从卸荷状态转变为给蓄能器补充压力油。另外，辅以如下其他改进1、采用板翅式冷却器，油道外壳装有横向和纵向有易阻碍水流的散热翅片。所增 加的散热面积，可达光管的8-10倍。椭圆管带矩形翅片的传热效率平均值比圆管带翅片的 高8倍。这样在高速冷却水流和液压系统回油油液间被散热翅片隔离，由散热翅片将油液 中的热量快速传递给涌流的水，并被其带走。从而降低了系统的温度。2、油箱底板增设了循环水冷却装置。将油箱底板加工出S形循环水槽，用不锈钢 盖板封闭。因油箱两侧壁与主机架间已无空间来增加侧壁板壁厚的可能，只能在油箱底板 上增设。由于油箱底板面积大，它的冷却作用必将带走经过冷却器后，回到油箱内油液的热 量。从而起到了二次冷却器的效果，又不另外占有保贵的空间。3、油箱加大采煤设备空间相当紧凑。因此，只能在现有空间结构不变的情况下，保证不影响后 部电缆通道、前面不与溜槽电缆槽帮干涉，又要方便操作的条件下。充分考虑还没有利用起 来的空间资源。发现油箱上面阀组后，空间闲置，浪费的可惜。因一边是油箱小，一边是空 间富裕没有利用。现用的冷却器外形，没有油箱后面的面积大，但它却占了其长度方向的全 部。所以本申请将背置冷却器方式，改为油箱顶部放置。将腾出的位置让给油箱断面在长 度方向的加大。这样可一举两得。油箱前面也加大到，既不妨碍操作，又较美观的合适位置 上。油箱左右方向已没有任何发展空间，因一边是与电控箱的隔板相邻，另一边是与泵电机 筋板相邻，这两相邻间隙均为10毫米左右，除各别机型有水阀组件时，还间隙稍大些，但还 要保证水阀手柄的操作。最主要是想采煤机油箱制作的通用性。[0041]综合上述考虑了有利与不利的全部因素后，最终使油箱的容量满足了油箱最小容 积的设计要求。4、泵的更换由美国派克重型齿轮泵替代了力士乐轻型齿轮泵，首先泵的壳体由铸铁材料替代 了铝制材料。相比较降低了热膨胀系数，当受同等热量的条件下，相比寿命大大提高。5、原液压系统中，没有设置磁铁。本系统中增加了强力磁铁，能使油箱本身及系统 中各种阀、阀块、管道等内的铁屑或铁沫，在随液体流动时会被吸附到强力磁铁表面上。从 而，保证了油路系统的畅通无阻。强力磁铁还可定期清理。6、新增设了通气加油过滤器，通气口径较原来增大3倍。有效地维持了油箱内的 压力与外界大气压的平衡。加油过滤器可以有效地防止，井下工人在用油桶加油时，将煤炭 颗粒及其它杂质无意带入油箱系统内。造成没必要的液压故障。7、泵输入轴与电机输出轴的联接方式，应采用挠性联轴节，来补偿两轴不同心的 偏差。但由于两轴直径差距较大，联接的挠性联轴节外径就相当大，转动惯量大大增大。为 此，仍采用小直径的刚性联接，在工艺上采取了保证同心度的措施。并加大了渐开线花键啮 合的侧隙，因该泵传动为单向旋转。8、液压系统中，在工作油缸进油口管路上新增了可调节流量的单向节流阀，其作 用是为了在操作摇臂下降时，防止因速度快而产生摇臂抖动现象。用它可以调节到摇臂平 稳下降为此。本实用新型不仅提升了产品质量的整体性能，而且具有现实的经济效益。因 600-1200KW电牵引采煤机，申请人年产台数约80台。平均每台煤机上泵的使用寿命，约为 1. 5个月(因油温过高造成寿命低)。采煤机质保期一般为一年，那么一年一台煤机就要赔8 台泵，80台煤机共赔偿640台泵。每台买进价为8000元(售给矿方为10000元)，共节约512 万元。
权利要求一种采煤机液压系统，包括油箱(11)、油泵(10)以及若干油缸工作组，所述的油缸工作组包括左调高油缸工作组和右调高油缸工作组，左调高油缸工作组包括左调高油缸(1)以及与左调高油缸(1)连接的手液动换向阀和电磁换向阀，右调高油缸工作组包括右调高油缸(2)以及与右调高油缸(2)连接的手液动换向阀和电磁换向阀，其特征在于油泵(10)出口连接蓄能器(20)，蓄能器(20)连接减压阀(22)，然后连接制动器(3)；蓄能器(20)出口还与互相并联的各油缸工作组连接，各油缸工作组的出油口通过出油管直接与冷却器(18)入口相连接，冷却器(18)出口与油箱(11)连接；油泵(10)、先导溢流电磁换向阀(21)以及油箱(11)形成卸荷回路。
2.根据权利要求1所述的采煤机液压系统，其特征在于蓄能器(20)连接压力控制器。
3.根据权利要求1或2所述的采煤机液压系统，其特征在于油箱(11)底板设有S形循 环水槽，用不锈钢盖板封闭，油箱内设有除渣磁铁，油箱顶部放置板翅式冷却器，油箱加油 口设置通气加油过滤器。
专利摘要本实用新型属于采煤机的技术领域，具体涉及一种采煤机液压系统，解决了现有采煤机液压系统油温过高，故障频繁发生，造成采煤机停机率增加、出煤量降低的问题。采煤机液压系统，其油泵出口连接蓄能器，蓄能器连接减压阀，然后连接制动器；蓄能器出口还与互相并联的各油缸工作组连接，各油缸工作组的出油口通过出油管直接与冷却器入口相连接，冷却器出口与油箱连接；油泵、先导溢流电磁换向阀、油箱形成卸荷回路。本实用新型具有如下有益效果执行元件非工作时泵处于卸荷状态；原系统工作循环温度在85～100℃，现系统为25～40℃；原系统万吨煤故障为0.5小时，现系统为0.1小时，显然故障率降低了80%，提高了采煤机的开机率。
文档编号E21C31/02GK201696044SQ20102024112
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者樊二村 申请人:太原矿山机器集团有限公司