给料输送机的液压系统结构见图1。它主要驱动行走机构、运输机构及料斗的升降。
1、行走液压回路
给料输送机采用左右履带行走机构。每套行走机构分别由液压马达11和14通过减速器驱动履带链轮。从图1可以看出,左右行走的液压传动回路完全相同。
履带行走液压传动回路的工作原理是,当推动手柄向前时,三位六通换向阀下阀位接入系统,高压油经P,A口进入液压马达.B口与油箱接通,液压马达正转,履带前进:拉回手柄,三位六通换向阀上位接入系统,高压油经P.B口进入液压马达,A口与油箱接通,液压马达反转,履带后退:手柄位于中位时,高压油直接回油箱,液压泵卸荷,履带停I}=运动。当左右履带都前进时,输送机向前行;都后退时,输送机向后退。当左履带停止,右履带前进时,输送机向左转弯。当右履带停IE,左履带前进时,输送机向右转弯。
阀12和13为行走回路的安全溢流阀。溢流阀的开启压力为15MPa。输送机正常工况下,行走回路压力均小于15 MPa。这样,正常工作时保证各马达转速,系统异常时保护液压元件和机械设备部件。
为了使给料输送机平稳起步和平稳刹车,设计了行走缓冲液压回路。行走缓冲液压回路由行走马达11和卸载阀10组成。当换向阀关闭时,马达在惯性力的作用下,继续旋转,马达作为泵工作。原回油口为出油口,原进油口为吸油口。当出油口压力超过调定压力时,卸载阀打开,回油管的油液经单向阀被吸入马达,再经卸载阀流回回油箱。输送机行走较慢,不另外设置制动机构。
2、运输液压回路
给料输送机采用双边套筒刮板链,把煤炭从前端输送到后端。链轮传动轴由低速大扭矩液压马达20直接驱动。
运输液压回路的工作原理是:当三位六通换向阀中位时高压油直接回油箱,使液压泵卸荷,液压马达不工作:当三位六通换向阀左位接入系统时,高压油经P,A口进入马达,B口回油箱,马达正转,实现正常运煤;当三位六通换向阀右位接入时,高压油经P,B口进入马达,A口回油箱,马达反转,可进行倒链。
为了保证掘采一体机的落煤顺利输送,要求开机状态给料输送机的刮板链不能停。方向控制阀22在结构上有一定位装置。当操作手柄使阀芯位于正确位置时,定位装置使阀芯定位:取掉操纵手柄的外力后,阀芯位置一直不变。
阀21为运输液压回路的安全溢流阀。溢流阀的开启压力为26 MPa。输送机正常工况下,运输液压回路压力均小于13 MPa。这样设置,确保运输过程中吸收被动破碎引起的压力冲击,不造成运输系统间停。
3、料斗升降液压回路
为了使掘采一体机的煤准确落到给料输送机上,要求给料运输机前端的受料斗能上下摆动。这一功能由料斗升降回路实现。
料斗升降回路的工作原理是,当推动手柄向前时,三位六通换向阀下阀位接入系统,高压油经P,A口进入油缸下腔,B口与油箱接通,活塞杆升出,料斗向上运动;拉回手柄,三位六通换向阀上位接入系统,高压油经P,B口进入油缸上腔,A口与油箱接通,活塞杆缩回,料斗向下运动;手柄位于中位时,高压油直接回油箱,液压泵卸荷,料斗停运动。
为了调节油缸平稳下降和定位,确保人员和设备的安全,设置了双向平衡阀17。平衡回路采用一个平衡阀组和两个调节油缸组成。当调节油缸下腔通高压油,油压达到上腔平衡阀的开启压力时,高压油经下平衡阀的单向阀进入调节油缸下腔,上腔液压油经上平衡阀带背压回油箱,活塞杆开始上升。当调节油缸上腔通高压油,油压达到下平衡阀的开启压力时,高压油经上平衡阀的单向阀进入调节油缸上腔,下腔液压油经下平衡阀带背压回油箱,活塞杆开始下降。当手柄中位时,油缸被平衡阀锁住。当料斗受到非正常外力,系统压力达到平衡阀的溢流阀开启压力时,活塞杆上下运动,保护油缸和料斗。
4、结语
经过在潞安矿业集团五阳煤矿14个月使用,这套液压系统回路简洁、运行可靠、抗污染能力强、操作方便灵活,完全适应煤矿井下环境和CS350/75型给料输送机的工况要求。
2005年12月CS350/75型给料输送机通过山西省科技厅鉴定。实践证明它适合我国煤矿井下条件,结构合理,可靠性高,实用性强,较好地发挥了掘进机的回采能力。目前,国内外掘进机回采短壁机械化采煤作业中无同类机型。因此,它将带动国内相关产业的发展,为国有煤矿回收边角煤、残留煤柱,提供了新型的机械化装备。