液压支架快速推溜和移架系统设计

13

液压支架快速推溜和移架系统设计

侯　波,毛平淮

TheDesignofMovingSystemforHydraulicPoweredSupport

HOUBo,MAOPing2huai

(安徽理工大学机械系,安徽淮南　232001)

　　摘　要:对液压支架的推移方式作了分析研究,设计了用插装阀对推移千斤顶进行差动控制、用控制阀

防止移架时刮板机后退、在移架时具有旁路排液通道,并能实现推溜自保的快速推移系统,可加快推溜和移架速度,顺应工作面快速推进的需要。

关键词:液压支架;推溜;移架;差动;插装阀

中图分类号:TH137　文献标识码:B　文章编号:100024858(2005)0520013202

1　前言

液压支架是煤矿综采工作面中的配套支护设备。现代化煤矿为提高生产率,正越来越多地使用大功率电牵引采煤机和大运量刮板输送机,随着工作面采运能力的不断提高,要求加快工作面的推进速度。工作面的推进速度由推溜和移架两个环节所决定,而在液压支架中均是由推移千斤顶所完成,其工作方式是否合理,对工作面的推进速度有较大影响。现在经常采用的几种推移方式的着眼点在于使移架力大于推溜力,以合理利用液压系统的工作压力,而对如何提高推溜和移架速度考虑的较少。本文对此问题进行专门的分析研究,意图设计出一种既能加快推溜和移架速度,又简单、实用的推移千斤顶液压系统。2　推移方式分析

系统较为复杂,推移速度也未得到提高。

(3)浮动活塞式:属于直接安装式。推移千斤顶直接安装在支架底座和刮板机槽邦间,其两端分别同支架底座和刮板机槽邦相连,推移千斤顶的活塞和活塞杆间可相对滑动,推溜时,活塞先沿活塞杆滑动到缸盖处,然后,活塞杆再伸出推溜。由于活塞杆端的作用面积较小,使推溜力小于移架力。该种方式虽然取消了框架,简化了液压系统,但由于推溜时,活塞要先跑完一个空行程,降低了推溜速度。

(4)差动式推溜:属于直接安装式。推移千斤顶直接安装在支架底座和刮板机槽邦间,其两端分别同支架底座和刮板机槽邦相连,对推移千斤顶作差动控制,使移架力大于推溜力,并可提高推溜速度。

在上述几种推移方式中,以采用交替单向阀对推移千斤顶进行差动控制的推溜方式较为合理,既能移架力大于推溜力,又能提高推溜速度,,但交替单向阀的结构复杂,通流能力小,抗污染能力差,工作可靠性差,使推溜速度的提高受到制约,也未考虑提高移架速度的问题。为克服这些不足,可用通流能力大、抗污染能力强、动作灵敏、结构简单、工作可靠的插装阀取代交替单向阀组成推移千斤顶的差动控制油路,液压系统如图1所示。3　系统设计和工作原理分析

该系统采用了2个二通插装阀单元取代交替单向阀,对推移千斤顶进行差动控制,并在移架油路上加设

　收稿日期:2004209215

),男,山东烟台人,工学士,副教　作者简介:侯波(1958—

现代液压支架是用推移千斤顶实现推溜和移架的,按安装方式不同,有直接安装式和间接安装式两类,其特点分别为:

(1)推移框架式:属于间接安装式。推移千斤顶不是直接安装在液压支架的底座和刮板机槽邦之间,其两端分别同支架底座和推移框架相连;通过框架的换力作用,使移架力大于推溜力。此种方式,由于多了一个推移框架而显得较为笨重,对人员行走有妨碍,也增加了推溜阻力,推移速度未得到提高。

(2)高、低压供液:属于直接安装式。推移千斤顶直接安装在支架底座和刮板机槽邦间,其两端分别同液压支架的底座和刮板机槽邦相连,通过移架时采用高压、推溜时用低压,实现移架力大于推溜力。虽然取消了推移框架,但泵站要提供两种工作压力,使得液压

授,主要从事液压技术方面的科研和教学工作。

14

液压与气动2005年第5期

开手把,均可以保持该阀的阀位不变。推溜结束后,向液控口k2供液或操作手把使推溜阀中的二位二通阀阀芯右移,切换到左位,k1口卸压,二位三通阀复位。

该系统可提高推溜工作的可靠性,利于加块推溜速度。

b移架:操作手把使移架阀1切换至右位(推溜阀2中的二位三通方向阀也回复到右位)时,插装阀5和6的左腔通压力油,右腔通油箱,二通插装阀5的阀口关闭,6的阀口开启,油液经二通阀5的阀口进入千斤顶的有杆腔,此时,液控二位二通阀3被切换至左位,液控单向阀的阀口也被强迫打开,千斤顶无杆腔中的油液经推溜阀2中的二位三通阀右位和二位二通阀3的左位(在千斤顶无杆腔排液时起旁通作用,以减小液阻,加快排液速度)排回油箱,使千斤顶缸体带动液压支架的底座以较快的速度向前移动,实现快速移架。

此时的油路为:进油:泵站→移架阀1右位→插装阀5的阀口→千斤顶的有杆腔。

回油:千斤顶的无杆腔→液控单向阀→推溜阀2中的二位三通方向阀右位(同时经二位二通阀3的左位)→油箱。由液控单向阀和安全阀组成的控制阀4是用于防止相邻支架移架时,刮板输送机被拉回,使采煤机的实际截深减小。4　结论

11移架阀　21推溜阀　31旁通阀　41控制阀5、61二通插装阀　71支架　81推移千斤顶　91刮板输送机

图1　快速推移系统

了1个液控二位二通阀3,以减小移架时的回液阻力,加快推溜和移架速度,为防止移架时刮板输送机后退,在液压缸无杆腔油路上加设了1个由液控单向阀和安

全阀组成的控制阀(其中安全阀的设定压力应略低于液压缸的最高工作压力),液压缸的运动方向由2个二位三通阀控制,其工作原理如下:

a推溜:将推溜阀2中的二位三通方向阀切换至左位(移架阀1也处于左位)时,插装阀5和6的左腔通油箱,右腔通压力油,插装阀6的阀口关闭,插装阀5的阀口开启,油液进入千斤顶的无杆腔(此时,二位二通阀3处于右位),有杆腔的油液经二通阀6的内部通道和二通阀5的阀口也进入千斤顶的无杆腔,使其处于差动工作状态,活塞杆快速伸出,推动刮板机前移,实现快速推溜,适当选取活塞杆直径,可使移架力大于推溜力,推溜时的油路为:

进油:泵站→推溜阀2中的二位三通阀左位→液控单向阀→千斤顶的无杆腔。

回油:千斤顶的有杆腔→插装阀6内腔→插装阀5的阀口→千斤顶无杆腔。

由分析可知,该系统具有以下优点:

(1)用插装阀对推移千斤顶进行差动控制,可降低液阻,加快推溜速度;

(2)采用推溜自保回路,可排除误操作的影响,利于实现快速推溜;

(3)在系统中加设旁路排液通道,可减小移架时的排液阻力,加快移架速度;

(4)在系统中加设控制阀,可防止移架时刮板机后退,使采煤机的实际截深减小。

参考文献:

[1]　姜继海1液压与气压传动[M]1北京:高等教育出版社,

2002.

[2]　陶驰东1采掘机械(修定本)[M]1北京:煤炭工业出版

为使推溜动作不受误操作影响,在推溜油路上加设了推溜自保阀,组成推溜自保回路,其工作原理如下:

推溜时,将移架阀1置于图示位置,用手把操作使推溜阀2中的二位三通阀阀芯右移,切换到左位,压力油经液控单向阀进入推移千斤顶的无杆腔,有杆腔经移架阀1的左位回液,实现推溜,同时经节流孔和单向阀作用于二位三通阀左端的液控口k1,不管操作者是否放

社,1993.[3]　侯波1采用插装阀的支架液压系统设计[J]1液压与气

动,2004(1):42-43.[4]　李海宁1基于电掖控制的液压支架液压系统实现[J]1液

压与气动,2003(8):51-53.