谈煤矿机械液压传动技术设计应用
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【摘要】随着我国煤矿行业的不断发展，煤矿相关技术也愈加成熟，逐步跟上发达国家水平。现今煤矿机械化生产已成为趋势，装载机、掘进机、液压支架以及输送机等都被广泛应用到采煤工作中。然而，部分采煤设备易受采煤空间和环境的影响，这就需要液压传动技术来维持采煤设备的稳定运行。液压传动是以液压油作为传递介质，可以排出液压油，实现机械能－液压能－机械能的三段转变，是一种高效的能量转换装置，在减少污染的同时保持设备的稳定性和安全性。本文分析了煤炭机械液压技术的类型，结合煤炭机械液压技术发展前景，探讨如何从调速和控制方面进行设计，解决实际应用中常见问题，以保证煤矿事业的可持续发展。
1前言
煤炭行业是我国重要的经济支柱，是国家能源的主要来源，随着我国经济的发展，工业上对煤炭的需求量越来越大。然而，我国大多数煤炭企业仍应用传统的开采方式，地下开采空间狭小，开采环境治理工作做得不够，煤炭开采设备受到开采环境的限制，发挥不了更大的作用。应用煤炭机械液压传动技术是有效促进煤炭开采的方法之一，它可以让液压泵随着电动机的转动而传动，排出其中的液压油，将机械能转化为液压能，经过油马达和液动机又将液压能转化为机械能，从而促进机械设备高速运作，同时确保机械设备的安全稳定，提高开采质量。
2煤矿机械液压传动技术的应用前景
在我国煤炭行业中，液压技术早已被广泛使用，在煤炭开采行业有极好的应用和发展前景，最常见的是液压的元件和高压大流量液压系统。高压大流量液压系统主要使用柱塞式斜轴式和斜盘式的柱塞油泵，柱塞式斜轴式油泵结构较好，目前我国煤矿产业常用的双滚筒型采矿机械就是应用这个系统，变量机构较为完善［1］。柱塞式斜轴式和斜盘式的柱塞油泵相比，前者的油泵、油马达尺寸不够大，若在重型机械环境中则难以发挥功效，而斜盘式的柱塞油泵则更为适宜。随着我国技术水平的不断提升，液压传动技术系统的回路组成变得越来越简易，只需联系好控制阀和油马达即可，安装、保养和维修都比较方便，而在以往技术比较落后时期，一个液压传统系统就需要多达上千的液压元件，如今液压传动技术系统的回路设置仍在不断简化中。此外，为了防止加工过程中出现问题，避免烧盘和脱履，需要采取措施对液压元件的精确度进行进一步提升，使用先进的技术和设备，研究出体积小、污染小以及使用寿命长的高性能液压元件，让煤矿开采更加安全可靠，保证煤矿行业稳定发展。
3煤矿机械液压传动技术的主要类型
3．1开式煤矿机械液压传动技术
开式煤矿机械液压传动系统主要特征是其回路系统的不封闭性，在其运行的过程中，油泵会吸收经过回油管的液压油和最终流入油箱的液压油。采矿机械的油箱自身就可以保存、冷却和沉淀液压油，管道少且散热快，工作运行简单，安全和维修都比较方便。当然这种类型的压传动系统也存在着一些缺陷，例如大容积油箱的使用容易吸入空气造成管路振动，影响工作进度，因此开式煤矿机械液压传动系统在煤矿开采中使用较少［2］。
3．2闭式煤矿机械液压传动技术
闭式煤矿机械液压传动系统是一个封闭的回路系统，为防止液压油过快发热，油液不通过油箱就可以吸入油泵，然后进行冷热交换。闭式煤矿机械液压传动系统可以弥补开式煤矿机械液压传动系统的缺点，其需要的油箱体积较小且结构紧凑，具有防止油污染和空气吸入的作用。煤炭开采机械的功率一般较高，通常会因阻力和空间狭小等原因导致散热过差，而闭式煤矿机械液压传动系统能够在进行冷热交换的同时补充一定的油量，因此被广泛使用于煤炭开采作业中。
4煤矿机械液压传动系统的调速和控制设计
4．1煤矿机械液压传动技术系统的调速设计
煤矿机械液压传动系统的调速设计需要结合实际情况，例如摇臂调高液压系统只需一定数量的马达或油泵就能运作，只需保持速度不变，类似这种设备就不需要调速。而部分煤炭采购设备的牵引部分需要不同的流量及容量，类似这种设备就需要进行调速设计。对系统的流量进行调节，目的是为了改变节流阀门的流通面积，从而根据节流阀安装的位置调节流入液动机中的油量大小，将可调节流阀安装在过压关闭阀中的控制油路上，可调节进口节流开关活塞动作的快慢，完成对煤炭开采系统的调速设计。这种设计广泛用于功率较小的定量泵或油马达液压系统中。对系统的容量进行调节，主要是通过直接调节油泵流量及油马达排量进行调速，可分为恒转矩调速和马达调度两种［3］。恒转矩调速是煤矿机械液压传动调速中使用最多的容积调速，只能适用于低速段中，可根据实际情况对调速范围进行调节，调速范围能扩大到40左右，而马达调度在高速段中使用较为适宜。
4．2煤矿机械液压传动技术系统的控制设计
煤矿机械液压传动系统的控制设计主要有手动控制和自动控制两种方式，均可以通过变量油缸调节油泵的流量。手动控制和自动控制两种方式的工作原理相同，将两条通路连接在变量油缸两边腔中，一条与主要的油路相连接，剩下一条与油箱连接，通过伺服阀位置进行控制［4］。调速控制的时候若相关参数出现误差，则可以立即进行修复，引起系统的振荡越小越好，保证机械设备正常运行，以控制机械震荡的速度来控制液压传动系统准确度。
5煤矿机械液压传动系统应用相关问题
煤矿机械液压传动技术在实际应用中会出现一些问题，例如环境恶劣造成液压元件损坏，载荷过大造成元件堵塞通道出现事故，因此要特别注意元件设计参数和安全保护问题。在应用中，要对元件进行密封，一般采用有间隙密封和原件密封两种方法，有效减少元件的泄露时间。元件的参数检测可以安装监测装置，构建实时监测系统，在对液压支架顶板进行有效控制的同时降低移架的速度，维持元件使用寿命［5］。通常液压传动工作范围下视野不够清晰，在液压元件中额定工作流量和压力是选择设计参数时的重点项目，需要结合实际工作环境、满足合理压力条件进行选择，才能保证设备工作的可靠性与寿命。
6结语
总之，我国的煤矿行业正在不断的发展当中，煤矿机械液压传动系统必须进一步完善。煤矿相关企业要以考虑煤矿特殊技术和工作可靠性与安全性为基础，培养专业人才，投入先进的液压传动技术，维持采矿设备的稳定性，减少污染，促进煤矿企业可持续发展。
参考文献:
［1］冯丽．煤矿采掘机械中纯水液压传动技术的应用探讨［J］．内蒙古煤炭经济，2016，16(24):36～37．
［2］杨帅楠．纯水液压传动技术在煤矿采掘机械中的应用［J］．机械管理开发，2016，31(09):78～79，126．
［3］王思威．浅谈煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用［J］．机械管理开发，2016，16(11):127～128．
［4］陈宗涛，熊巍，吴昊．浅谈工业设计及机械设计制造技术的应用［J］．科教导刊(中旬刊)，2014，14(02):213，216．
［5］徐金凤．浅谈煤矿采掘机械液压系统常见故障与维护［J］．科技与企业，2014，14(16):434．
作者:毛幼发 单位:贵州轻工职业技术学院机电系
