不同工況下壓濾機液壓系統(tǒng)的選型與工作特性的分析

張盛棟

(陽泉煤業(yè)集團一礦選煤廠，山西 陽泉 045008)

1 壓濾機液壓系統(tǒng)的概述

本文所研究的壓濾機為板框壓濾機，其主要結(jié)構(gòu)包括機架、壓緊機構(gòu)和壓濾機構(gòu)。壓緊機構(gòu)是在液壓缸的作用下帶動濾板壓緊物料。本文所研究的液壓系統(tǒng)包括壓緊機構(gòu)的液壓缸和翻板裝置的液壓缸。根據(jù)該廠壓濾機的工作任務(wù)，特選定如表1所示的液壓缸參數(shù)。

表1 液壓缸參數(shù)

2 液壓系統(tǒng)元器件的選型

2.1 液壓泵的選型

不同功能液壓缸所選用的液壓泵的類型不同。壓緊油缸選用恒功率變量泵，翻板油選用定量泵[2]。

2.1.1 壓緊油缸液壓泵的選型

根據(jù)系統(tǒng)需求，壓緊液壓系統(tǒng)元件的最大工作壓力為18MPa，考慮液壓泵出口和執(zhí)行元件入口之間的壓力損失為0.5MPa，則得出液壓泵的最大工作壓力為18.5MPa。根據(jù)液壓泵的額定工作壓力應(yīng)高于其最大工作壓力的20%～60%，可得出壓緊液壓泵的額定工作壓力(P額)，P額=18.5×(1+25%)=23MPa。

根據(jù)液壓泵額定壓力的計算結(jié)果，選用壓緊液壓泵的型號為PPA12N00的恒功率變量柱塞泵，該柱塞泵的額定壓力為28MPa，額定轉(zhuǎn)速為2000r/min。

2.1.2 翻板油缸液壓泵的選型

根據(jù)液壓泵額定壓力的計算結(jié)果，選用翻板液壓泵的型號為RAB01MB的定量齒輪泵，該齒輪泵的額定壓力為25MPa，額定轉(zhuǎn)速為3500r/min。

2.2 液壓系統(tǒng)輔件的選型

分析不同工況下壓濾液壓系統(tǒng)工作特性需建立液壓模型，故需明確液壓系統(tǒng)中各類元器件的類型及相關(guān)參數(shù)。壓濾機液壓系統(tǒng)中涉及到的輔件類型及相關(guān)參數(shù)如表2所示。

表2 液壓系統(tǒng)輔件類型及參數(shù)

3 壓濾機液壓系統(tǒng)工作特性分析

3.1 壓緊液壓系統(tǒng)保壓工況工作特性的仿真分析

根據(jù)壓緊液壓系統(tǒng)原理圖，建立如圖1所示的壓緊液壓系統(tǒng)仿真模型。

圖1 壓緊液壓系統(tǒng)仿真模型

如圖1所示，蓄能器設(shè)定的開啟壓力為10MPa，即當系統(tǒng)的壓力達到10MPa時，蓄能器動作開始充液操作，直到蓄能器的壓力值達到23MPa時，蓄能器停止充液操作，此時壓緊液壓系統(tǒng)進入保壓工作狀態(tài)。

3.2 壓緊液壓系統(tǒng)泄壓工況工作特性的仿真分析

壓緊液壓系統(tǒng)中蓄能器在保壓工況下動態(tài)特性仿真結(jié)果如圖2所示。當在66s左右系統(tǒng)達到蓄能器開啟壓力時，蓄能器開始充液，此時蓄能器的壓力從10MPa(100bar)不斷增加，與此同時蓄能器內(nèi)氣體體積不斷減小；當蓄能器壓力達到23MPa(230bar)時，蓄能器停止充液，此時蓄能器的壓力和體積恒定不變，此時壓緊液壓系統(tǒng)處于保壓工況。

缸進行返回動作[4]。否則，在未泄壓情況下對壓緊油缸進行返回動作時會對液壓系統(tǒng)造成較大的沖擊，進而對液壓系統(tǒng)造成損壞。

當電磁球閥得電后，壓緊油缸開始泄壓動作，當油缸內(nèi)的油壓降為零時，此時壓緊油缸開始返回動作。當壓緊油缸返回行程達到5～10cm時，返回動作停止。

為確保壓濾機液壓系統(tǒng)的安全性，需根據(jù)工作需求對系統(tǒng)進行泄壓操作，泄壓操作完成后對其壓緊油壓緊液壓系統(tǒng)泄壓操作時其對應(yīng)油缸內(nèi)的壓力變化曲線如圖3所示。壓緊液壓系統(tǒng)在大約71s時開啟泄壓操作，并在大約100s時系統(tǒng)泄壓操作完成，此時液壓油缸開始返回操作。經(jīng)對壓濾機壓緊液壓系統(tǒng)保壓和泄壓階段的動態(tài)特性進行仿真分析可知，該壓濾機能夠按照預(yù)定設(shè)計流程工作，即無需對當前的液壓系統(tǒng)進行改造。

2-1 壓力變化曲線 2-2 體積變化曲線圖2 蓄能器動態(tài)特性分析

圖3 壓緊液壓系統(tǒng)泄壓油缸內(nèi)壓力變化曲線

4 結(jié)語

壓濾機作為選煤廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，其運行效率及效果直接決定選煤廠最終的分選效果和質(zhì)量。壓濾機液壓系統(tǒng)作為設(shè)備的關(guān)鍵分系統(tǒng)，其動態(tài)性能決定著壓濾機的工作性能。通過對壓濾機液壓系統(tǒng)的液壓泵、油濾器、蓄能器等部件進行選型設(shè)計，對保壓、泄壓工況下的動態(tài)特性進行仿真分析可得，所設(shè)計的壓濾機液壓系統(tǒng)能夠滿足實際生產(chǎn)需求。