淺談EBZ200掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

摘要：我國目前已成為世界最大的掘進(jìn)機(jī)制造的基地和最大的應(yīng)用市場(chǎng)，各種建設(shè)事業(yè)的發(fā)展離不開掘進(jìn)機(jī)械行業(yè)，掘進(jìn)機(jī)械行業(yè)也已經(jīng)成為國內(nèi)高端制造業(yè)和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)支持發(fā)展產(chǎn)業(yè)，本文針對(duì)EBZ200型掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)存在的問題，提出改進(jìn)優(yōu)化的方案。

關(guān)鍵詞：EBZ200掘進(jìn)機(jī);液壓系統(tǒng);優(yōu)化方案

1.EBZ200掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)

EBZ200掘進(jìn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)裝載、連續(xù)切割以及運(yùn)輸作業(yè)，EBZ200掘進(jìn)機(jī)主要適用于煤巷或煤巖巷以及有軟巖的巷道掘進(jìn)，并且可以在鐵路、公路以及水利工程等隧道中使用，其在設(shè)計(jì)上有以下特點(diǎn)：首先第一運(yùn)輸機(jī)和鏟板都采用的是低速大扭矩壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，這樣可以減少故障環(huán)節(jié)：而行走部采用的是液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，截割電機(jī)是雙速水冷電機(jī)，有熱敏對(duì)其的保護(hù)。EBZ200掘進(jìn)機(jī)截割效率高，機(jī)器穩(wěn)定性較好，在操作方面比較方便，并且運(yùn)行安全可靠。

掘進(jìn)機(jī)主要是有截割部、行走部、裝運(yùn)部、本體部和后支撐部五大部門，由液壓、水路和電氣三大系統(tǒng)組成，在這些構(gòu)成的部門中，除了截割部、電氣系統(tǒng)以及本體部外，其他的部分都是由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)的。

掘進(jìn)機(jī)的工作原理：在工作時(shí)，由后支撐的支腿液壓缸支撐地面，截割部的防爆電機(jī)來帶動(dòng)截割頭的旋轉(zhuǎn)，這時(shí)就由液壓缸來驅(qū)動(dòng)截割臂回轉(zhuǎn)、升降以及破落，在鏟板上安裝的兩個(gè)星輪可以在旋轉(zhuǎn)時(shí)就可以將鏟板上的東西送到一運(yùn)的刮板上。掘進(jìn)機(jī)是可以自立行走的，運(yùn)用在其頭部安裝的內(nèi)外噴水系統(tǒng)進(jìn)行除塵。

2.EBZ200掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)

EBZ200掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)系統(tǒng)是由操縱臺(tái)、泵站、液壓馬達(dá)、油箱、油缸和相互連接的配管組成。

在EBZ200掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)最基本的原理就是液壓內(nèi)部壓強(qiáng)是相等的，利用油泵產(chǎn)生的一定內(nèi)部壓力的液態(tài)油，會(huì)通過液壓管路傳送到液壓的執(zhí)行元件，比如說液壓油缸，高壓油將作用于活塞上，使得活塞兩端的壓力不平衡所以活塞就會(huì)運(yùn)動(dòng)做功，這時(shí)高壓油就可以作用在周圍布置的葉片上，帶動(dòng)葉片軸的旋轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)就是傳送壓強(qiáng)的裝置，壓強(qiáng)傳送的載體是液壓油，具有一定壓強(qiáng)的液體就會(huì)作用在一定的載體上而產(chǎn)生作用力。

3.液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

EBZ200掘進(jìn)機(jī)具有可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)截割、裝載以及運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)，但是其在使用過程中還是存在一定的問題的，其液壓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上存在缺陷，這嚴(yán)重影響到掘進(jìn)機(jī)性能的發(fā)揮，本文針對(duì)其出現(xiàn)的問題，提出可以改進(jìn)的措施。

3.1 EBZ200掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)存在的問題

掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)目前都存在液壓油溫過高、系統(tǒng)發(fā)熱量很、工作時(shí)能量損失大、密封件過早老化、油的粘度下降、泄漏量逐漸增加、液壓系統(tǒng)效率降低等問題。不過EBZ200掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)也存在如下的問題。

3.1.1液壓系統(tǒng)伸縮油缸液壓回路缺少閉鎖元件

伸縮油缸在收到外力的影響時(shí)，油缸將會(huì)進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，這樣就會(huì)給生產(chǎn)帶來安全隱患，如果只是單單依靠閥的能力，這不僅會(huì)損壞伸縮油缸也會(huì)大大影響其使用壽命。其次呢，是換向不穩(wěn)定、效率低下、這樣就會(huì)影響生產(chǎn)的速度，阻礙生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3.1.2裝運(yùn)能力與截割能力不協(xié)調(diào)

在進(jìn)行截割時(shí)，裝運(yùn)能力往往跟不上，并且不時(shí)就會(huì)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)甚至是卡鏈的情況，這時(shí)一般都需要投入人工進(jìn)行清理，這樣就會(huì)減緩工作的速度，降低工作的效率。

3.1.3履帶漲緊油缸效果不佳

在履帶漲緊的時(shí)候，油缸有墊片定位，這時(shí)手柄就可以控制到中位，但是由于漲緊油缸緩慢卸載負(fù)荷，這時(shí)的漲緊油缸就不起作用了，而且在長(zhǎng)時(shí)間的負(fù)荷下，履帶就會(huì)變形，導(dǎo)致履帶的松弛，行走輪的磨損，這樣不僅影響工作效率還會(huì)影響機(jī)器的使用壽命。

3.2液壓系統(tǒng)的優(yōu)化

3.2.1可以在伸縮油缸中加入一個(gè)閉鎖元件

因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的伸縮油缸在調(diào)定壓力下，工作不穩(wěn)定，所以在伸縮油缸中的回路中可以增加一個(gè)閉鎖元件，利用其反向截止作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路的封閉，這樣可以使執(zhí)行元件在雙向負(fù)載的作用下都能夠停在所需的位置，這樣就不會(huì)發(fā)生緩慢移動(dòng)的現(xiàn)象，加入一個(gè)閉鎖元件就會(huì)使外力的發(fā)生減少伸縮油缸回路壓力的不穩(wěn)，從而保護(hù)伸縮油缸并且可以穩(wěn)定壓力。

3.2.2改變液壓回路的流量

改變液壓回路的流量會(huì)使裝運(yùn)以及截割生產(chǎn)能力匹配。由于四聯(lián)閥的結(jié)構(gòu)一樣，在噴霧工作中，在履帶漲緊操作時(shí)關(guān)閉高壓截止閥，負(fù)載變量泵仍會(huì)有信號(hào)，這時(shí)就會(huì)使得系統(tǒng)的流量重新分配，一旦運(yùn)流量增加，運(yùn)刮板的速度就會(huì)提高，最終達(dá)到裝運(yùn)與截割生產(chǎn)能力相互匹配。

3.2.3加設(shè)高壓截止閥

在履帶漲緊的時(shí)候，關(guān)閉了高壓截止閥，操縱手柄可以推進(jìn)或是拉出或者是在中位，這樣就會(huì)避免閥中的內(nèi)泄造成履帶的緩慢松弛。但是若是操作手柄沒在漲緊的位置時(shí)，因?yàn)樨?fù)載敏感變量，泵就仍然會(huì)后負(fù)載信號(hào)，這時(shí)油液就會(huì)從履帶漲緊回路回到主系統(tǒng)中，這樣就會(huì)在無形中增加星輪的流量，從而使速度提高轉(zhuǎn)輪提速。在高壓截止閥中，加上墊片的定位作用，就會(huì)使履帶的漲緊效果會(huì)更好。

3.3優(yōu)化后的效果及特點(diǎn)

在液壓系統(tǒng)優(yōu)化后，液壓系統(tǒng)采用負(fù)載敏感變量和負(fù)載敏感比例多路轉(zhuǎn)向閥的形式。優(yōu)化后的液壓系統(tǒng)，首先伸縮油缸液壓在回路上有原來的負(fù)載變化，伸縮油缸不能穩(wěn)住壓力，現(xiàn)在優(yōu)化后可以隨時(shí)停在某個(gè)工作位置上，這樣就給生產(chǎn)和檢修帶來很大的方便，效果也明顯提高，也使得安全生產(chǎn)有了保障。其次，通過對(duì)履帶漲緊油缸系統(tǒng)的改進(jìn)，不僅不需要頻繁的使用四聯(lián)閥來操作定位，還在一定程度上保護(hù)了四聯(lián)閥，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，當(dāng)履帶有松動(dòng)的跡象，就可以直接打開高壓截止閥，使得漲緊油缸漲緊，改善漲緊的效果。最后，在液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)后，星輪的裝載能力有了大大的提高，減少了堵轉(zhuǎn)的想象，滿足了生產(chǎn)的需要。

4.總結(jié)

掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)在改進(jìn)后不僅使其液壓系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，使得工作效率高、故障率大大的降低，也使得其系統(tǒng)的布局更加合理，整體機(jī)子的運(yùn)行更加和諧，液壓系統(tǒng)的改進(jìn)為掘進(jìn)機(jī)在工作中提供了保證。液壓系統(tǒng)的改進(jìn)也使得掘進(jìn)機(jī)的工作效率大大的提高。

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作者簡(jiǎn)介：

李國慶（1974.10.1-），男，籍貫：山西太原，職稱：工程師，2012年就讀太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化工程碩士。