淺談EBZ200掘進機液壓系統的優化設計方案

摘要：我國目前已成為世界最大的掘進機制造的基地和最大的應用市場，各種建設事業的發展離不開掘進機械行業，掘進機械行業也已經成為國內高端制造業和戰略性產業的重點支持發展產業，本文針對EBZ200型掘進機液壓系統存在的問題，提出改進優化的方案。

關鍵詞：EBZ200掘進機;液壓系統;優化方案

1.EBZ200掘進機的特點

EBZ200掘進機可以實現裝載、連續切割以及運輸作業，EBZ200掘進機主要適用于煤巷或煤巖巷以及有軟巖的巷道掘進，并且可以在鐵路、公路以及水利工程等隧道中使用，其在設計上有以下特點：首先第一運輸機和鏟板都采用的是低速大扭矩壓馬達直接驅動，這樣可以減少故障環節：而行走部采用的是液壓馬達驅動，截割電機是雙速水冷電機，有熱敏對其的保護。EBZ200掘進機截割效率高，機器穩定性較好，在操作方面比較方便，并且運行安全可靠。

掘進機主要是有截割部、行走部、裝運部、本體部和后支撐部五大部門，由液壓、水路和電氣三大系統組成，在這些構成的部門中，除了截割部、電氣系統以及本體部外，其他的部分都是由液壓系統來驅動的。

掘進機的工作原理：在工作時，由后支撐的支腿液壓缸支撐地面，截割部的防爆電機來帶動截割頭的旋轉，這時就由液壓缸來驅動截割臂回轉、升降以及破落，在鏟板上安裝的兩個星輪可以在旋轉時就可以將鏟板上的東西送到一運的刮板上。掘進機是可以自立行走的，運用在其頭部安裝的內外噴水系統進行除塵。

2.EBZ200掘進機液壓系統

EBZ200掘進機的液壓系統系統是由操縱臺、泵站、液壓馬達、油箱、油缸和相互連接的配管組成。

在EBZ200掘進機液壓系統中，液壓系統最基本的原理就是液壓內部壓強是相等的，利用油泵產生的一定內部壓力的液態油，會通過液壓管路傳送到液壓的執行元件，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運動做功，這時高壓油就可以作用在周圍布置的葉片上，帶動葉片軸的旋轉。液壓系統就是傳送壓強的裝置，壓強傳送的載體是液壓油，具有一定壓強的液體就會作用在一定的載體上而產生作用力。

3.液壓系統優化設計

EBZ200掘進機具有可以實現連續截割、裝載以及運輸等作業，但是其在使用過程中還是存在一定的問題的，其液壓系統在設計上存在缺陷，這嚴重影響到掘進機性能的發揮，本文針對其出現的問題，提出可以改進的措施。

3.1 EBZ200掘進機液壓系統存在的問題

掘進機的液壓系統目前都存在液壓油溫過高、系統發熱量很、工作時能量損失大、密封件過早老化、油的粘度下降、泄漏量逐漸增加、液壓系統效率降低等問題。不過EBZ200掘進機液壓系統也存在如下的問題。

3.1.1液壓系統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，油缸將會進行前后運動，這樣就會給生產帶來安全隱患，如果只是單單依靠閥的能力，這不僅會損壞伸縮油缸也會大大影響其使用壽命。其次呢，是換向不穩定、效率低下、這樣就會影響生產的速度，阻礙生產的正常進行。

3.1.2裝運能力與截割能力不協調

在進行截割時，裝運能力往往跟不上，并且不時就會出現堵轉甚至是卡鏈的情況，這時一般都需要投入人工進行清理，這樣就會減緩工作的速度，降低工作的效率。

3.1.3履帶漲緊油缸效果不佳

在履帶漲緊的時候，油缸有墊片定位，這時手柄就可以控制到中位，但是由于漲緊油缸緩慢卸載負荷，這時的漲緊油缸就不起作用了，而且在長時間的負荷下，履帶就會變形，導致履帶的松弛，行走輪的磨損，這樣不僅影響工作效率還會影響機器的使用壽命。

3.2液壓系統的優化

3.2.1可以在伸縮油缸中加入一個閉鎖元件

因為液壓系統的伸縮油缸在調定壓力下，工作不穩定，所以在伸縮油缸中的回路中可以增加一個閉鎖元件，利用其反向截止作用來實現對兩路的封閉，這樣可以使執行元件在雙向負載的作用下都能夠停在所需的位置，這樣就不會發生緩慢移動的現象，加入一個閉鎖元件就會使外力的發生減少伸縮油缸回路壓力的不穩，從而保護伸縮油缸并且可以穩定壓力。

3.2.2改變液壓回路的流量

改變液壓回路的流量會使裝運以及截割生產能力匹配。由于四聯閥的結構一樣，在噴霧工作中，在履帶漲緊操作時關閉高壓截止閥，負載變量泵仍會有信號，這時就會使得系統的流量重新分配，一旦運流量增加，運刮板的速度就會提高，最終達到裝運與截割生產能力相互匹配。

3.2.3加設高壓截止閥

在履帶漲緊的時候，關閉了高壓截止閥，操縱手柄可以推進或是拉出或者是在中位，這樣就會避免閥中的內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，因為負載敏感變量，泵就仍然會后負載信號，這時油液就會從履帶漲緊回路回到主系統中，這樣就會在無形中增加星輪的流量，從而使速度提高轉輪提速。在高壓截止閥中，加上墊片的定位作用，就會使履帶的漲緊效果會更好。

3.3優化后的效果及特點

在液壓系統優化后，液壓系統采用負載敏感變量和負載敏感比例多路轉向閥的形式。優化后的液壓系統，首先伸縮油缸液壓在回路上有原來的負載變化，伸縮油缸不能穩住壓力，現在優化后可以隨時停在某個工作位置上，這樣就給生產和檢修帶來很大的方便，效果也明顯提高，也使得安全生產有了保障。其次，通過對履帶漲緊油缸系統的改進，不僅不需要頻繁的使用四聯閥來操作定位，還在一定程度上保護了四聯閥，降低了勞動強度，當履帶有松動的跡象，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，在液壓系統進行了改進后，星輪的裝載能力有了大大的提高，減少了堵轉的想象，滿足了生產的需要。

4.總結

掘進機液壓系統在改進后不僅使其液壓系統性能穩定可靠，使得工作效率高、故障率大大的降低，也使得其系統的布局更加合理，整體機子的運行更加和諧，液壓系統的改進為掘進機在工作中提供了保證。液壓系統的改進也使得掘進機的工作效率大大的提高。

參考文獻：

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[2]閆福明.S100A掘進機液壓系統的優化設計[J].山西焦煤科技，2010.

[3]宋會挺.EBZ132SH型掘進機液壓系統改進設計[J].煤礦機電，2011.

作者簡介：

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機械工程學院機械設計及自動化工程碩士。