煤矿掘进机液压系统的优化分析.pdfVIP

总第241期机械管理开发Total241

2023年第5期MechanicaltandDevelopmentNo.5,2023

Management

技术应用D0I:10.16525/14-1134/th.2023.05.102

煤矿掘进机液压系统的优化分析

杜聿静，董妍，卞泽宇

（路安职业技术学院，山西长治046204)

摘要：通过分析煤矿掘进机液压系统的结构组成，了解负载敏感变量泵液压原理，达到提高掘进机液压系统运行

稳定性，节省掘进机损耗的目的。通过仿真模型对液压升降回路及掘进机截割过程中压力波动情况进行模拟研究，

优化后的变量泵可满足各种运行状态下液压系统的稳定运行效果，且运行过程中动力损耗显著降低。

关键词：液压系统负载敏感变量泵液压升降回路溢流阀

中图分类号：TD421.5文献标识码：A文章编号：1003-773X(2023）05-0250-02

引言

近年来随着煤矿企业高速发展，煤炭产量已突破

千万吨级，为满足综采工作面煤炭资源的高强度开

采，相对应提高煤矿掘进机的机械化自动化水平，对

提升巷道工作面成型及开采速度都有着重大意义。煤

矿掘进机掘进作业过程中，液压系统控制着截割部运

移方向、深度等，为保证截割作业的稳定性，降低作业

动力损耗，将负载敏感控制技术应用于掘进机液压系

统，设计出的负载敏感变量泵可以实现通过外载荷压

力等的变化情况进行液压自适应控制调节。

1火

煤矿掘进机液压系统构成

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煤矿掘进机液压系统由行走机构、装载机构、输1—节流阀;2—敏感阀;3一压力切断阀;4—恒功率控制阀；

送机构以及截割支撑机构等构成，各机构的运行功能5一活塞缸（小径）;6一活塞缸（大径）;7一液压泵

为：行走机构，主要负责掘进机的前后、回转运行工图1变量泵液压控制结构示意简图

作，通过液压驱动掘进机两侧履带运动实现，常用定功率阀、节流阀等部件!。液压回路在掘进机运行过

量柱塞马达实现这一过程，具有输出转矩大、运行速程中，节流阀开启状态代表液压回路正常工作运行，

度低等运行特征；装载机构，掘进机的装载机构主要节流阀关闭状态则回路关闭；同时利用压力切断阀、

负责将截割部截割下的煤炭研石等搬运至输送机构负载敏感阀、恒功率阀等实现变量泵的多功能控制效

进行装载作业，主要由三爪星轮进行驱动，驱动过程果。具体负载敏感变量泵的控制运行原理如下：

中由于煤炭研石体积等因素的影响，造成了其负载大1)掘进机在停机状态时，此时的电机并未开始转

小的不同，因此驱动过程中需要配置大转矩定量马动，变量泵也就没有驱动动力，斜盘的摆角保持在最

达；输送机构，该机构主要是将装载机构转载搬运来大值处。

的煤炭研石等通过驱动刮板链输送至远离掘进巷道2)掘进机开始工作时，通过控制电机输出转速，

的位置，掘进机的传送系统中，刮板链是主要的驱动变量泵斜盘摆角开始同步变化，此时变量泵中开始有

设备，由液压马达带动驱动轮，控制刮板链同步转动压力输出，但由于压力值较低，敏感阀阀体中的压力

实现煤炭研石等的运输功能；截割支撑机构。该机构并不足以将节流阀打开。随着压力值的不断变化，当

主要负责掘进机的截割作业以及后支撑装置的供液，超出负载敏感阀设定压力值，其阀芯打开，变量泵压

本文的研究重点也就是通过对截割部的液压系统进力将与活塞缸的无杆腔连接。通过两活塞缸的作用面

行优化改造，以增设负载敏感变量泵的形式增强液压积上存在的差异，控制变量泵内的斜盘两侧受力大小

回路运行过程中的稳定性，降低能量损耗。以及斜盘的角度，此时斜盘角度变小至仅能补偿变量

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