全液壓鉆式采煤機液壓系統(tǒng)

鄧建飛

（太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院，山西太原 030024）

0 概述

全液壓鉆石采煤機在薄煤層和極薄煤層有著優(yōu)秀的開采能力，同時對邊角煤以及頂板松軟破碎煤層也都具有優(yōu)秀的開采能力。在開采施工和應(yīng)用的過程中還能實時回收各種類型的煤柱。

1 全液壓鉆式采煤機

在施工過程中，優(yōu)秀的施工能力能夠極大地節(jié)省開采過程中的人工成本，降低能源消耗，把握整體開采工程的順利進展，提升開采速度和質(zhì)量。一般情況下，全液壓鉆石采煤機能夠根據(jù)自身的工作原理發(fā)揮綠色環(huán)保的開采技能和標準。在不斷運用全液壓系統(tǒng)的運行原理過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)無人狀態(tài)的全自動開采。系統(tǒng)采用的是MZY425型全液壓鉆式采煤機[1]，全程采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)進行控制。采煤深度基本控制在0.4～0.6 m，采煤上下角范圍標準20°。采煤機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是經(jīng)過了專業(yè)設(shè)計和精心改良的經(jīng)驗結(jié)果，包括推進機構(gòu)、支撐機構(gòu)、截割機構(gòu)、機架和液壓系統(tǒng)等相關(guān)部分。其中截割機是采煤機的主要工作部件，主要由鉆頭、鉆桿和驅(qū)動液壓馬達組成。鉆頭的工作流程是先使鉆頭鉆進煤礦層進行采煤工作，挖出來的煤經(jīng)過螺旋葉片進行輸送和傳導(dǎo)。全液壓鉆式采煤機如圖1所示。

2 全液壓鉆式采煤機工作原理

（1）按照最基礎(chǔ)的螺旋鉆開采技術(shù)，能夠與開采的應(yīng)用過程進行有效的運用，應(yīng)用煤礦的有利資源對開采的模式進行調(diào)整。在應(yīng)用鉆桿中的螺旋葉片的轉(zhuǎn)動模式進行輸出[2]，煤炭被輸出管孔后，通過刮板將煤收集，轉(zhuǎn)運到礦井之外。

圖1 全液壓鉆式采煤機

（2）采煤機應(yīng)用的一個孔狀表現(xiàn)的煤礦資源開采完畢后，需要選擇新的孔內(nèi)進行開采。針對具體的位置和煤礦的探測對新管孔進行有效的鉆頭定位。

（3）鉆式采煤機的采出率相對較高，在相鄰孔之間控制煤源之間的距離，能有效提升采出率。同時采煤機采出煤礦率越高，其工作完成后的穩(wěn)定性就越強。

（4）當孔距達到一定長度或鉆孔的工作結(jié)束以后，就需要拆除鉆桿。

（5）退鉆桿的環(huán)節(jié)十分耗時，需要花一些時間控制鉆桿從鉆孔中全部退出。使其與相鄰的工作保持一致。

鉆采工作面設(shè)備布置如圖2所示，鉆機式采煤機在工作面中工作狀態(tài)如圖3所示。

圖2 鉆采工作面設(shè)備布置

圖3 鉆機式采煤機在工作面中工作狀態(tài)

3 全液壓鉆式采煤機液壓系統(tǒng)（圖4）設(shè)計

3.1 油路以及動作回路的設(shè)計

3.1.1 主油路設(shè)定

2臺YB280S-4型75 kW電機進行帶動，再附加2臺主油泵工作，在系統(tǒng)中充當主油路，在高壓油的運轉(zhuǎn)中，按照馬達的旋轉(zhuǎn)進行機械的配合，運用驅(qū)動的工作原理進行鉆桿的轉(zhuǎn)動和應(yīng)用。在轉(zhuǎn)動的過程中對轉(zhuǎn)速應(yīng)用范圍做好控制，一般情況下在55～65 r/min[3]。在控制的范圍內(nèi)需要對回路進行動作設(shè)定，但是很多轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)不能夠超過上面應(yīng)用的具體范圍，否則在施工控制的過程中會出現(xiàn)問題。對于油路系統(tǒng)的工作壓力也需要進行有效的范圍設(shè)定和應(yīng)用監(jiān)管。在主要溢流閥的控制過程中，回油環(huán)節(jié)能夠?qū)鋮s器的冷區(qū)進行合理的溢出，滯后在進行過濾器的二次進油，保證了輸出的質(zhì)量。變量泵的定量標準能和馬達匹配產(chǎn)生差異，在問題中需要依據(jù)主要油泵配合馬達來完成工作。

圖4 全液壓鉆式采煤機液壓系統(tǒng)原理

3.1.2 副油路設(shè)定

由電機和聯(lián)軸器組成整個針對附油泵的控制系統(tǒng)。需要1臺TB225S-4型37 kW電機，控制副油路進行合理分配調(diào)整。通過輸出管把高壓油傳輸?shù)綋Q向閥，在經(jīng)過推進和支撐以及穩(wěn)定鉆桿的幾個步驟進行，以保證系統(tǒng)供油的正常運行。在應(yīng)用的過程中需要對換向閥的位置進行調(diào)整。在油經(jīng)過換向閥以及過濾器回路油箱的過程中，會出現(xiàn)泵油的現(xiàn)象。因此需要換向閥在工作中進行換向推閥促進油缸的運行。運行標準的油路壓力的技術(shù)調(diào)整，針對桿腔提供油路以及油缸的活塞方向配合。根據(jù)完成退鉆的工作狀態(tài)，保證油缸在工作中不產(chǎn)生漏油現(xiàn)象，同時要確保液壓鎖的安置。

3.1.3 執(zhí)行機構(gòu)確認

通常情況下，螺旋鉆桿是應(yīng)用液壓馬達驅(qū)動進行方向旋轉(zhuǎn)的工作原理。通過動力傳送，達到循環(huán)的運動模式。在運行的過程中，需要按照支線運行的標準和狀態(tài)進行。在循環(huán)的運動模式下完成有效的單活塞桿液壓缸的直驅(qū)原理。

3.1.4 設(shè)定液壓馬達動作回路

由于螺旋桿的結(jié)構(gòu)因素，使其在工作中以正向的模式運行，因此，液壓馬達僅僅按照單向旋轉(zhuǎn)進行動力傳輸，這在一定程度上節(jié)省了反向的功率和動作時間，可以在穩(wěn)定性和效率中進行有效提升。系統(tǒng)在此時進行系統(tǒng)保護中對制動部件進行合理保障的同時，能夠滿足整個傳動系統(tǒng)的安全運行保障。

3.1.5 推進缸動作回路

在推進缸動作回路中進行系統(tǒng)的回路設(shè)定，保證回路節(jié)流在運行中的適當調(diào)節(jié)。針對推進缸體在進鉆工序中的應(yīng)用標準，完成了一部分大量供油標準。回路對于速度和穩(wěn)定性的要求相對較高，針對回路節(jié)流的應(yīng)用范圍和方法的實施，能夠滿足對回路問題進行合理的技術(shù)性解決。

3.2 電磁鐵的工作狀態(tài)

3.2.1 機器的正常運行

機器工作中，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)進行電路的聯(lián)通和控制。在電磁鐵YA2的接線聯(lián)通過程中，通過電磁鐵的應(yīng)用，通過發(fā)信開始向下位移。在壓力油路暢通的情況下進行整體的系統(tǒng)工作和技術(shù)性調(diào)節(jié)。

3.2.2 調(diào)斜與支撐的管理

在工作運行中，當開關(guān)處于“支撐”狀態(tài)時，需要通過電磁鐵進行電磁訊號聯(lián)通，在操作的過程中，對換向閥位移進行一側(cè)中間位置對位，兩邊的油路經(jīng)過換向閥的分流傳送到油箱中，在保證機能標準的情況下實現(xiàn)溢流閥控制的整個過程。

［1］吳超.采煤機液壓系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2014（16）:61-62.

［2］徐明陽,李文亮,徐培,等.淺析 MZ110/235 螺旋鉆削式采煤機［J］.煤礦現(xiàn)代化,2015（1）:87-88.

［3］吳新生,陽東山.基于Automation Studio的造紙機液壓系統(tǒng)設(shè)計與仿真［J］.計算機與現(xiàn)代化,2015（8）:29-31，66.