掘进机截割机构液压升降回路的改进精密铸件

掘进机截割机构液压升降回路的改进

掘进机截割机构液压升降回路的改进 2011年12月09日 来源： 该回路由手动换向阎，液控单向阀，限速阀以及升降油缸组成，其动作为液压油经手动换向阀、限速闹中单向阎、液控单向阀进人升降油缸大腹（无活塞杆腔，下同），使截割机构上行（回油经手动换向阀后回油箱）。下行时，液压油经手动换率。 阀进人升降油缸小腔（有活塞杆腔，下同）同时打开限速阀和液控单向阀，大腔回油经波控单向阀、限速阀和手动换向阀后回油箱。该回路的设计意图是：当液控单向阀打开，截割机构下行时。由限运阀提供背压，控制升降油动，使截割机构平稳下行。当截割机构不动作时，由波控单向阀锁住油缸活塞，阻止截割机构下沉。 在机器调试过程中，截割机构下行时出现突然停止，再下行、再突然停止的运动反复间断现象，由于其悬臂很长，因此对机器震动很大，极易造成机件损坏。1 回路的分析和计算 从现象分析，显然限速阀没起到使截割机构平稳下行的作用，排除限速阀本身原因后，看来问题出在液按单向间和限速阀的组合上。 从回路上初步分析，截割机构下行时该组合中限速阀必先于液控单向阀开启，否则油路不通，液投单向阀打不开，其次当液控单向阀开启时，限速阀的开口已较大，不能及时提供有。效的背压，来消除压力陡变现象。下面对该机构和回路进行粗略计算（以下计算不计摩擦等其他阻力）。从图1对N点取矩 PL1＋FL2=0式中P-----割机构重量，P=7tL1----截割机构重心与 N点距离， L1= 1800mmF——升降油缸活塞杆作用于悬臂支点之力L2——升降油缸活塞杆与 N点距离，L2= 480mm实际使用时，L1与L2是个变量。活塞杆上受力F’=-F=PL1/L2=26.25t 截割机构有两个升降油缸，缸径φ=180mm，由于截割机构的重力使液控单向阀中导阀承受的原始油压PL2=F'/2Al2=5.16 Mpa式中 AL——升降油缸大胜面积液控单向间结构见图2。由图2可列出P2A3＞（P2A2/A1＋P1）A4十P3A5＋S式中P2——液控单向阀反向控制压力，镇压力同时作用在升降油缸小腔P3——液技单向阀控制活塞的回油阻力，P3=2MPAA2——升降油缸小腔面积，A1/A2=0.69A3——液控单向阀控制活塞大端面积，A3=3.14CM2A4——液控单向阀中导阀作用面积，A4＝0.33CM2A5——液按单向阎控制活塞小端面积，A5=2.64CM2S——弹簧的预压力，S=20 N 将上式整理得反向控制压力P2＞（P1A4+P3A5+S)/(A3-A2/A1A4)=2.47MPa 由于只同时作用在限速阀上，在液控单向阀开启前，该压力已使限速阀的开口．较大，当液控单向阀打开，截割机构下行时，限速阀已不能马上提供有效的背压。而截割机构向下运动时其重心向下与运动方向相同，因此对升降油缸油活塞有一个向下的加速作用，当限速阀不能及时提供有效的背压，来消除压力陡变现象以阻止油缸活塞的加速运动时，就造成截割机构的突然加速下行。而油缸活塞的突然加速，使油缸小腔瞬时失，《减小，以至液控单向阎关闭，截割机构停止向下运动。随着油缸活塞停止下行，油缸小腔压力又升高，再次打开液控单向阀，截割机构又向下运动。因此液控单向阀始终工作在启闭的过渡状态，造成截割机构下行运动的间断现象，影响了其运动的平稳住。2 回路的改进 改进后的截割机构液压升降回路见图 3，用一只弓 l进“力士乐”技术生产的平衡阀代替液控单向阀和限速接控制方阵油缸，消除压力变现象。利用平衡问随负载变化而改变其锥阀开启度的平稳开启特性，使截割机构的下降速度基本不受因高度变化而变化的负载的影响，保持平稳下行。当回路不通油时，平衡阀中的锥阀锁住油缸活塞，使截割机构保持不动。3 结语 改进后的掘进机升降国路战割机构升降回路，可使截割机构升降自如、平稳，同时也简比了液压管路的布置。采用该回路的掘进机在井下使用至今未出现任何问题，现已用于批量生产的悬臂式掘进机上。

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