廉雨晨　許國權　耿　彪（北方重工集團有限公司煤礦機械分公司，遼寧 沈陽 110141）

關于CYM項目油箱容積的設計

廉雨晨許國權耿彪
（北方重工集團有限公司煤礦機械分公司，遼寧 沈陽 110141）

摘要：油箱的功用主要是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量，釋出混在油液中的氣體，沉淀油液中污物等作用。有時它還兼作液壓元件和閥塊的安裝臺。

關鍵詞：油箱；開式系統(tǒng)；閉式系統(tǒng)

1　煤礦硬巖巷道采掘機工作原理

煤礦硬巖巷道采掘機是一種新型的硬巖掘進設備，集切割、行走、裝運、錨固、滅塵等功能于一體，包含多種機構，具有多種功能。硬巖巷道采掘機是由液壓和電氣控制，其主要特點為：開式與閉式系統(tǒng)相結合：切割部刀盤回轉運動采用閉式液壓系統(tǒng)，具備一定轉速下的恒功率控制或恒扭矩控制，可實現無極調速，且調速比大，結構緊湊；其余部分的動作由開式系統(tǒng)驅動。

2　刀盤液壓系統(tǒng)所需油箱容積

如圖1所示閉式液壓系統(tǒng)已知：液壓馬達：A2FM250 ，5臺；液壓泵：HPV280，6個；電機轉速1482rpm，液壓泵需要增速，6臺液壓泵分為兩組，各由1個電機驅動3臺液壓泵。選Stiebel公司4332分動箱，速比0.75，則泵轉速1976rpm（林德泵上限為2000rpm），與轉速差3% （此時液壓泵最大流量3220L/ min）。

圖1　泵站

開式液壓系統(tǒng)已知：液壓泵A11VLO260 +260，工作壓力為25MPa；電機轉速1478r/min。

閉式系統(tǒng)要考慮補油泵對系統(tǒng)自身工作的各種泄漏量進行補充所需的補油量。如果用HPV280泵自身集成的補油泵，補油泵排量為主泵排量的16%（45ml/ rev）。

補油量=6×0.045×1976=534（L/min）

實際我們用螺桿泵補油量700L/min（最大流量的21%）。

按照油箱容積一般大于補油泵每分鐘流量的5/8倍（薩奧樣本，理論上油箱內液壓油體積應該大于補油泵每分鐘流量的1/2倍，以便油箱內油液能在油箱內停留30s，排出油液內的空氣，再考慮別的因素如執(zhí)行元件容積等），則為333L。

以上為根據補油泵計算的油箱最小容積，還需要考慮如熱平衡等。

根據參考文獻，姚懷新《行走機械液壓傳動與控制》：

Qb=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

Qb：補油流量；Q1、Q2：泵、馬達泄露損失，各 取5%；Q4：泵、馬達變量伺服控制油量，這里不需要；Q5：補償壓縮效應所需的補油量，取1%；Q6：補償泵、馬達磨損增加的泄漏量，取6%；Q3：沖洗冷卻流量；

補油流量Qb除了要補充閉式系統(tǒng)的各種泄露流量外，還要滿足系統(tǒng)工作的熱平衡要求。

閉式系統(tǒng)工作的熱平衡方程為（一方面是補油量要能夠帶走產生的熱量，一方面是總的散熱量要滿足整個系統(tǒng)散熱要求）：

Qb（t2-t1）ρk=△P×60：泵和馬達殼體內油溫，取80℃；：油箱內油溫，由配置的散熱器冷卻功率決定，取60℃；

ρ：液壓油密度，取0.9KG/L；

k：油液比熱容，取0.45×4.187kJ/ （kg·K）

△P：發(fā)熱功率，估算最大值900×0.25=225kW，實際不會持續(xù)輸出900kW的功率。

計算出：Qb=398L/min（螺桿泵補油量700L/min），液壓系統(tǒng)可以實現熱平衡。

根據徐子平《閉式液壓系統(tǒng)熱平衡計算探討》一文，油箱容積V=（5~7）Q補，若系數選為6，按照補油量700L/min計算，則油箱容積約4.2m3。

開式系統(tǒng)的油箱有效容量，按照液壓泵的流量計算Qc=0.52x1478=768.6。

油箱容積V=mQc=4.6m3。

由于閉式系統(tǒng)驅動刀盤，開式系統(tǒng)驅動行走等動作，2個系統(tǒng)不同時工作，相較滿足較大的油箱容積，實際為油箱容積4.6 m3。

結語

煤礦硬巖巷道采掘機不同于常用掘進機的新型設備，其挖掘形式和控制形式是全新的并且更為復雜和精密的設備，采掘能力有著大幅度的提高，對未來的煤礦開采效率提升和成本的降低有著長遠的發(fā)展。

參考文獻

[1] 姚懷新．行走機械液壓傳動與控制[M]．北京：人民交通出版社，2002．

[2] 徐子平．閉式液壓系統(tǒng)熱平衡計算探討[J]．液壓與氣動，1998（02）．

中圖分類號：TH137

文獻標識碼：A