張峻琿

摘 要：由于國(guó)內(nèi)柴油機(jī)單軌吊車(chē)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(dòng)系統(tǒng)原理，對(duì)柴油機(jī)單軌吊液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行原理分析和設(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案具有可行性和實(shí)效性。

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

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

現(xiàn)如今，在我國(guó)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(guò)，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(yíng)成本，還需要對(duì)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(dòng)系統(tǒng)原理，提出一種柴油機(jī)單軌吊液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(chē)系統(tǒng)改進(jìn)的必要性

柴油機(jī)單軌吊車(chē)是目前國(guó)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(dòng)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(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。但是，由于國(guó)內(nèi)柴油機(jī)單軌吊車(chē)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(chē)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(duì)柴油機(jī)單軌吊液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的原理進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。

2 原理分析和設(shè)計(jì)

2.1 原理分析

傳動(dòng)平穩(wěn)、發(fā)熱少、無(wú)節(jié)流與溢流損失、能量利用率高，這些是對(duì)柴油機(jī)單軌吊液壓傳動(dòng)系統(tǒng)提出的總目標(biāo)。因而，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(gè)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(chē)的運(yùn)行速度。③輔助系統(tǒng)。包括制動(dòng)泵、液壓閥，主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的啟動(dòng)和控制。

2.2 設(shè)計(jì)

2.2.1 液壓主回路

本文將采用閉式系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)液壓主回路，如圖1所示。具體設(shè)計(jì)主要包括4個(gè)方面：①設(shè)計(jì)H3（補(bǔ)油閥），使補(bǔ)油泵中清洗冷卻油經(jīng)過(guò)H3統(tǒng)一進(jìn)入環(huán)路。②設(shè)計(jì)H36（速度控制閥），實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)操作速度的控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)H1（主泵）給主環(huán)路一側(cè)供油，使H9（驅(qū)動(dòng)馬達(dá)）在油進(jìn)入后轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)車(chē)的運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)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(duì)油的持續(xù)需求。③增設(shè)H5（清洗冷卻閥），以及時(shí)清洗和冷卻H1、H9環(huán)路中循環(huán)使用的油。④設(shè)計(jì)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(guò)H63斜盤(pán)主泵來(lái)降低系統(tǒng)的過(guò)高壓力，另一方面利用H63自動(dòng)切斷環(huán)路來(lái)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(chē)在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后會(huì)遇到主泵轉(zhuǎn)動(dòng)遲緩的狀況，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。為解決該問(wèn)題，可在輔助回路中安裝輔助泵，利用超動(dòng)蓄能器來(lái)實(shí)現(xiàn)起運(yùn)，進(jìn)而確保H23（關(guān)閉閥）的帶動(dòng)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(jì)思路是利用H8（安全踏板閥）來(lái)劃分和控制輔助泵中油的運(yùn)行方向和速度，利用H37（傳動(dòng)隔離閥）讓油進(jìn)入操作機(jī)車(chē)并控制機(jī)車(chē)的運(yùn)行方向和速度，使得H36滿足主泵起動(dòng)的速度要求。同時(shí)，利用H40（梭閥）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)H62（制動(dòng)隔離閥）的控制，使其回歸正常工作位置，并通過(guò)H62對(duì)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(jí)柱塞，為發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作作好準(zhǔn)備，通過(guò)H52（換向閥）實(shí)現(xiàn)H62對(duì)H43（超載閥）的制動(dòng)，從而進(jìn)一步制動(dòng)缸來(lái)增強(qiáng)機(jī)車(chē)的移動(dòng)動(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高到1 500 r/min。此外，還可利用H62來(lái)制動(dòng)H36，以開(kāi)動(dòng)機(jī)車(chē)，并利用H39（反向閥）促進(jìn)發(fā)動(dòng)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(jì)增壓回路，對(duì)油進(jìn)行必要的清洗和冷卻。

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的柴油都是循環(huán)在系統(tǒng)里經(jīng)過(guò)和使用，因而容易產(chǎn)生雜質(zhì)，溫度容易過(guò)高。為此，可在增壓回路系統(tǒng)中裝置6 μm濾芯的中壓過(guò)濾器對(duì)循環(huán)油進(jìn)行清潔過(guò)濾，主要包括對(duì)H7、H37、H36部件中循環(huán)油的清潔和過(guò)濾，然后通過(guò)H3（補(bǔ)油閥，壓力一般在25 bar左右）向主驅(qū)動(dòng)環(huán)路送入清洗過(guò)濾后的油。同時(shí)，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(lái)控制系統(tǒng)中的流量。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理所設(shè)計(jì)的單軌吊液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的可行性，有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)傳動(dòng)平穩(wěn)、發(fā)熱少、無(wú)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(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(dòng)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〕