柴油機(jī)單軌吊液壓傳動系統(tǒng)研究

張峻琿

摘 要：由于國內(nèi)柴油機(jī)單軌吊車系統(tǒng)還存在一定的局限性，不能很好地滿足大型采礦設(shè)備的作業(yè)需求，也不能很好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)、高效、安全的建設(shè)要求。因此，將基于液壓傳動系統(tǒng)原理，對柴油機(jī)單軌吊液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行原理分析和設(shè)計。仿真實(shí)驗表明，該系統(tǒng)的設(shè)計方案具有可行性和實(shí)效性。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；液壓傳動系統(tǒng)；液壓主回路；發(fā)動機(jī)

中圖分類號：TD562 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.099

現(xiàn)如今，在我國的能源行業(yè)中，煤炭行業(yè)仍是中流砥柱。隨著煤炭企業(yè)運(yùn)輸作業(yè)量的不斷增大，目前主要使用的單軌吊井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中取得了一定的成效。不過，為了進(jìn)一步提高單軌吊輔助運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)效率，降低煤炭企業(yè)的運(yùn)營成本，還需要對單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化。本文將基于液壓傳動系統(tǒng)原理，提出一種柴油機(jī)單軌吊液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案，為煤炭企業(yè)高產(chǎn)、高效提供有利發(fā)展條件。

1 柴油機(jī)單軌吊車系統(tǒng)改進(jìn)的必要性

柴油機(jī)單軌吊車是目前國內(nèi)煤礦輔助運(yùn)輸中的一種主要設(shè)備。該設(shè)備主要用于行駛懸吊單軌系統(tǒng)的運(yùn)輸作業(yè)，具有機(jī)動性強(qiáng)、運(yùn)行速度快、載重量大、安全可靠性高的特點(diǎn)，在現(xiàn)代煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要的作用。但是，由于國內(nèi)柴油機(jī)單軌吊車系統(tǒng)還存在一定的局限性，例如牽引力小、爬坡能力差、運(yùn)輸能力不足等，不能很好地滿足大型化采礦設(shè)備的作業(yè)需求，更不能很好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)、高效、安全的建設(shè)要求，因此，柴油機(jī)單軌吊車系統(tǒng)面臨著亟待改進(jìn)的發(fā)展重任。為提高現(xiàn)代煤礦企業(yè)單軌吊的作業(yè)水平，本文對柴油機(jī)單軌吊液壓傳動系統(tǒng)的原理進(jìn)行了分析和設(shè)計。

2 原理分析和設(shè)計

2.1 原理分析

傳動平穩(wěn)、發(fā)熱少、無節(jié)流與溢流損失、能量利用率高，這些是對柴油機(jī)單軌吊液壓傳動系統(tǒng)提出的總目標(biāo)。因而，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計原理和方案應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，其中，系統(tǒng)主要由3大部分構(gòu)成：①主系統(tǒng)。包括6個液壓馬達(dá)的牽引裝置、軸向柱塞變量泵。②控制系統(tǒng)。包括液壓閥、補(bǔ)油泵，主要功能是給主系統(tǒng)供油，并控制機(jī)車的運(yùn)行速度。③輔助系統(tǒng)。包括制動泵、液壓閥，主要功能是實(shí)現(xiàn)對柴油機(jī)的啟動和控制。

2.2 設(shè)計

2.2.1 液壓主回路

本文將采用閉式系統(tǒng)來設(shè)計液壓主回路，如圖1所示。具體設(shè)計主要包括4個方面：①設(shè)計H3（補(bǔ)油閥），使補(bǔ)油泵中清洗冷卻油經(jīng)過H3統(tǒng)一進(jìn)入環(huán)路。②設(shè)計H36（速度控制閥），實(shí)現(xiàn)對整個操作速度的控制，同時實(shí)現(xiàn)H1（主泵）給主環(huán)路一側(cè)供油，使H9（驅(qū)動馬達(dá)）在油進(jìn)入后轉(zhuǎn)動馬達(dá)，進(jìn)而帶動機(jī)車的運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計師需確保H1在完成送油操作后回歸主環(huán)路的另一側(cè)，以實(shí)現(xiàn)H9對油的持續(xù)需求。③增設(shè)H5（清洗冷卻閥），以及時清洗和冷卻H1、H9環(huán)路中循環(huán)使用的油。④設(shè)計H63（超壓閥），以調(diào)節(jié)液壓主回路系統(tǒng)中的壓力，一方面通過H63斜盤主泵來降低系統(tǒng)的過高壓力，另一方面利用H63自動切斷環(huán)路來處理系統(tǒng)壓力不正常情況，以保護(hù)主泵和避免油的外泄。

2.2.2 輔助回路

在特殊情況下，柴油機(jī)單軌吊車在起動發(fā)動機(jī)后會遇到主泵轉(zhuǎn)動遲緩的狀況，進(jìn)而影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行。為解決該問題，可在輔助回路中安裝輔助泵，利用超動蓄能器來實(shí)現(xiàn)起運(yùn)，進(jìn)而確保H23（關(guān)閉閥）的帶動和供油，以維持H22（斷油閥）、H24（排泄閥）、H72（空氣關(guān)閉柱塞）的運(yùn)轉(zhuǎn)。

輔助回路的設(shè)計思路是利用H8（安全踏板閥）來劃分和控制輔助泵中油的運(yùn)行方向和速度，利用H37（傳動隔離閥）讓油進(jìn)入操作機(jī)車并控制機(jī)車的運(yùn)行方向和速度，使得H36滿足主泵起動的速度要求。同時，利用H40（梭閥）來實(shí)現(xiàn)對H62（制動隔離閥）的控制，使其回歸正常工作位置，并通過H62對液壓進(jìn)行操作，使其進(jìn)入H51（梭閥）。借助柴油機(jī)調(diào)速閥的一級柱塞，為發(fā)動機(jī)的正常工作作好準(zhǔn)備，通過H52（換向閥）實(shí)現(xiàn)H62對H43（超載閥）的制動，從而進(jìn)一步制動缸來增強(qiáng)機(jī)車的移動動力，使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速提高到1 500 r/min。此外，還可利用H62來制動H36，以開動機(jī)車，并利用H39（反向閥）促進(jìn)發(fā)動機(jī)的提速，使得轉(zhuǎn)速增至2 300 r/min。

2.2.3 增壓回路

系統(tǒng)環(huán)路中的油在循環(huán)使用之后容易加熱和產(chǎn)生雜質(zhì)，因而需要設(shè)計增壓回路，對油進(jìn)行必要的清洗和冷卻。

液壓傳動系統(tǒng)中的柴油都是循環(huán)在系統(tǒng)里經(jīng)過和使用，因而容易產(chǎn)生雜質(zhì)，溫度容易過高。為此，可在增壓回路系統(tǒng)中裝置6 μm濾芯的中壓過濾器對循環(huán)油進(jìn)行清潔過濾，主要包括對H7、H37、H36部件中循環(huán)油的清潔和過濾，然后通過H3（補(bǔ)油閥，壓力一般在25 bar左右）向主驅(qū)動環(huán)路送入清洗過濾后的油。同時，為控制供油速度，達(dá)到節(jié)能的效果，本系統(tǒng)還增設(shè)了H7（節(jié)流閥）來控制系統(tǒng)中的流量。

3 結(jié)束語

通過仿真實(shí)驗驗證了基于液壓傳動系統(tǒng)原理所設(shè)計的單軌吊液壓傳動系統(tǒng)的可行性，有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)傳動平穩(wěn)、發(fā)熱少、無節(jié)流與溢流損失的運(yùn)輸總目標(biāo)。柴油機(jī)單軌吊液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)大大提高了煤礦企業(yè)輔助運(yùn)輸?shù)墓ぷ餍剩瑥亩M(jìn)一步促進(jìn)了煤礦企業(yè)的盈利和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]周俊華.液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷方法的研究[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2011（05）.

〔編輯：王霞〕