張盛棟

(陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)一礦選煤廠，山西 陽(yáng)泉 045008)

1 壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)的概述

本文所研究的壓濾機(jī)為板框壓濾機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)包括機(jī)架、壓緊機(jī)構(gòu)和壓濾機(jī)構(gòu)。壓緊機(jī)構(gòu)是在液壓缸的作用下帶動(dòng)濾板壓緊物料。本文所研究的液壓系統(tǒng)包括壓緊機(jī)構(gòu)的液壓缸和翻板裝置的液壓缸。根據(jù)該廠壓濾機(jī)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(lèi)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(jì)算結(jié)果，選用壓緊液壓泵的型號(hào)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(jì)算結(jié)果，選用翻板液壓泵的型號(hào)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(lèi)元器件的類(lèi)型及相關(guān)參數(shù)。壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)中涉及到的輔件類(lèi)型及相關(guān)參數(shù)如表2所示。

表2 液壓系統(tǒng)輔件類(lèi)型及參數(shù)

3 壓濾機(jī)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(kāi)啟壓力為10MPa，即當(dāng)系統(tǒng)的壓力達(dá)到10MPa時(shí)，蓄能器動(dòng)作開(kāi)始充液操作，直到蓄能器的壓力值達(dá)到23MPa時(shí)，蓄能器停止充液操作，此時(shí)壓緊液壓系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)態(tài)特性仿真結(jié)果如圖2所示。當(dāng)在66s左右系統(tǒng)達(dá)到蓄能器開(kāi)啟壓力時(shí)，蓄能器開(kāi)始充液，此時(shí)蓄能器的壓力從10MPa(100bar)不斷增加，與此同時(shí)蓄能器內(nèi)氣體體積不斷減小；當(dāng)蓄能器壓力達(dá)到23MPa(230bar)時(shí)，蓄能器停止充液，此時(shí)蓄能器的壓力和體積恒定不變，此時(shí)壓緊液壓系統(tǒng)處于保壓工況。

缸進(jìn)行返回動(dòng)作[4]。否則，在未泄壓情況下對(duì)壓緊油缸進(jìn)行返回動(dòng)作時(shí)會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)造成較大的沖擊，進(jìn)而對(duì)液壓系統(tǒng)造成損壞。

當(dāng)電磁球閥得電后，壓緊油缸開(kāi)始泄壓動(dòng)作，當(dāng)油缸內(nèi)的油壓降為零時(shí)，此時(shí)壓緊油缸開(kāi)始返回動(dòng)作。當(dāng)壓緊油缸返回行程達(dá)到5～10cm時(shí)，返回動(dòng)作停止。

為確保壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)的安全性，需根據(jù)工作需求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行泄壓操作，泄壓操作完成后對(duì)其壓緊油壓緊液壓系統(tǒng)泄壓操作時(shí)其對(duì)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(shí)開(kāi)啟泄壓操作，并在大約100s時(shí)系統(tǒng)泄壓操作完成，此時(shí)液壓油缸開(kāi)始返回操作。經(jīng)對(duì)壓濾機(jī)壓緊液壓系統(tǒng)保壓和泄壓階段的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析可知，該壓濾機(jī)能夠按照預(yù)定設(shè)計(jì)流程工作，即無(wú)需對(duì)當(dāng)前的液壓系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)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(yǔ)

壓濾機(jī)作為選煤廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，其運(yùn)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(jī)液壓系統(tǒng)作為設(shè)備的關(guān)鍵分系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)性能決定著壓濾機(jī)的工作性能。通過(guò)對(duì)壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)的液壓泵、油濾器、蓄能器等部件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，對(duì)保壓、泄壓工況下的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析可得，所設(shè)計(jì)的壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需求。