斗轮机液压系统改造.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 3 年增刊 斗轮机液压系统改造 董保罗 ， 刁新文， 岳西庆 ， 王 强 兖州煤业股份有限公司，山东 济宁 2 7 2 0 0 0 摘要针对煤矿选煤厂斗轮机液压 系统长期存在的问题 ， 从液压 系统设计、 液压元件 管路连接处泄 漏、 液压站布置 、 液压油油温高存在 缺陷等几方面进行 了分析。 根据液压系统在斗轮机 的应用特点， 进 行 了斗轮机液压 系统的设计 ， 绘制 了液压 系统原理图， 并经过安装 、 调试 ， 取得 了良好效果 ， 解决 了斗 轮机液压 系统长期存在的缺 陷和 问题 。 关键词斗轮机 ； 液压 系统； 改造 中图分类号 T D 9 2 8 ． 2 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 3 增刊 一 0 1 l 4 0 3 斗轮堆取料机， 又称悬臂式堆取料机。 它是堆取 料合一 的机械 ， 即是一种挖取 和堆存煤炭 、 矿石 、 砂 石等松散物料的高效率机械。它不仅适用于煤矿选 煤厂 ， 而且在码头 、 港口也很适用， 大多数的转运煤 及松散物料的码头、 港口都采用斗轮堆取料机。 它有 连续运转的斗轮， 并有回转、 俯仰、 行走等机构， 组成 一 个完整的工作体系。 效率高， 结构较先进 ， 投资少。 我们现改造所使用是 D Q L 8 0 0 ／ 1 2 0 0 ． 3 0 型斗轮机。 1 斗轮机现状分析存在的问题 由于其本身设计和制造等方面的原因，存在大 量的缺陷， 特别是液压系统的频发故障， 严重影响了 斗轮机 的安全稳定运行。出现的主要问题有 1 液压站无备用系统， 一旦出现故障造成系统 瘫痪 ， 影响设备运行。 2 液压元件布置分散 ， 管连接头多 ， 管接头 、 液 压元件连接处漏油严重。 3 液压站布置不合理 ， 无检修空间。 4 油温过高。 2 原 因分析 2 ． 1 液压站无备用系统 不论是变幅系统还是回转系统，一旦泵或电机 损坏立 即影响生产 ， 此 为最初设计原 因； 2 ． 2 油液泄漏 液压系统一个主要问题是泄漏，也是普遍存在 的问题。泄漏不但浪费油液， 污染环境卫生， 而且影 响液压系统的正常工作 ，泄漏如果发现的不及时会 使油箱的油位急剧下降， 补油都来不及， 造成液压系 统无法工作斗轮机瘫痪。 1 由于液压系统工作异常， 造成油温升高， 最 高工作油温度达 7 5 。，这么高的油温会加快油液的 老化 ， 并缩短密封件和软管的使用寿命， 造成结合面 泄漏 。 2 管接头泄漏 的主要原因是 因为油温高 ， 使接 头的密封件老化， 再加上检修装配工艺存在问题 ， 使 密封件破损，由于斗轮机运行较长时间后使管路支 架松动或脱落， 一旦有机械振动， 压力脉动使接头松 动 ， 造成管接头泄漏。 3 一些液压元件使用时间过长， 造成接合面的 表面粗糙度和不平度过大，由各种原因引起的部件 变形使两接合面不能全面接触，导致密封件硬化或 破损失效， 再加上装配时接合面有沙土等杂质。 4 液压元件泄漏 的另一个 原 因是油液与密 封 材料的相容性。 在所有橡胶里 ， 丁腈橡胶是最好的耐 油材料， 氟橡胶次之。 我们在采购密封件时往往忽视 其材质， 一旦材质选购错误， 会使密封件迅速老化， 造成液压元件泄漏 。 2 - 3 液压站布置不合理 变 幅泵 、 电机 与 回转 泵 、 电机相对安放 ， 并坐 落 在 l O O m m槽钢制作的基础上， 使基础太低 、 相邻电 机太近， 这都给电机拆检、 设备更换等检修_丁作带来 极 大的不便 ， 也为最初设计原 因。 2 ． 4 油温过高 悬臂皮带是依靠液压油缸伸缩产生涨紧力而运 行， 所以启动悬臂皮带， 必须首先开补油泵， 靠补油 泵提供工作压力伸出油缸 ，这势必造成补油泵运行 时间长， 而原油箱容量又小， 原液压系统油箱只可装 油 0 ． 9 m 。 ， 设计 容量小 ， 使油液循 环造成油温上升 过 快 ， 影响油液使用寿命， 而且浪费电力。 由于斗轮机液压系统经常出现故障，从而严重 影 响工作 。为此 ， 有必要对其进行技术改造。 3 改造措施 此次改造液压站是在 斗轮机原有液压站 的基础 上改进的产品， 他改进了老液压站的许多不足之处， 增添了很多的先进技术， 完善更多的功能， 使其使用 起来更方便可靠。 ll 4 煤矿 现代化 2 0 1 3 年增 刊 1 该站泵源采用 了双泵源系统 ， 增加 了备用 ， 一 旦这一台泵或电机损坏 ，启动另一 台泵立即可 以 运行投入生产 ， 不影响设备正常生产。 2 控制阀组采用叠加阀做为控制元件， 使连接 更紧凑、 体积更小、 泄露更少、 维护更方便。 3 将变幅 、 回转 、 悬臂皮带涨 紧所用液压动力 和阀件整合到一起， 并安装在油箱上方 ， 创造检修空 间 ， 提高泵站基础 ， 利于设备维护 、 检修 。 4 在悬臂皮带涨紧部分采用蓄能器保压， 电接 点压力表控制主电机的启动和关闭， 启动时不用再启 动泵电机， 只有在蓄能器压力不足时电机会 自动开启 并在补到规定压力值后关闭 ， 这样既减少设备开机时 间， 又减少造成油温的升高， 还节省电力成本。 5 为杜绝油温升高造成的各种故障问题， 将该 液压站油箱设计 为 2 1 5 01 1 0 01 2 0 0 m m， 增大 了油 箱的容量， 并新增设了油液冷却功能， 使该站更具安 全可靠 、 节能 、 调解方便 、 性能稳定等优点。见液压原 理 图 1 。 图 l 液压 系统原理图 4 安装及使用方法 4 ． 1 油箱安放 将油箱放置在斗轮机平 台上方易于观察和操作 位置， 取下空气滤清器 ， 加入纯净的液压油， 液位最 好在液压计的上限位置， 然后将空气滤清器固定， 放 止进入灰尘。 4 ． 2 管路连接 将悬臂涨紧油缸 ，斗轮 马达以及仰俯油缸 的油 口和泵站集成块上相对应 的油 口用高压软管连接起 来 ，注意接头尺寸的不同，应将相同的尺寸进行连 接， 不可调换。 4 ． 3 检查管路 检查回油管路的截止阀，必须有一路是畅通的 状态， 在气温不高的状态下 ， 可以选择回油直接回油 箱的方式 ， 在气温较高的， 或者油温超过 3 0 度时可 以打开通往热交换的球阀，使其油液通过冷却器冷 却 ， 在打开通往冷却器的球阀的同时， 需要关闭另一 1 1 5 路直接通往油箱的球阀。 4 ． 4 检查蓄能器 检查专用高压球阀的状态，合理的状态时高压 球阀的大手轮处于打开状态 ，小手轮处于关闭状态 手轮顺时方向旋转为关闭， 逆时针为打开 。 4 ． 5 送电试机 将电源以及所有控制线布置完毕后 ，并作空载 试车， 确认无误后点动电机的启动按钮， 观察电机旋 转的方 向，从 电机尾部观看风扇叶应为顺时针方 向 旋转 。 4 ． 6 系统溢流阀的调整 用 3 ra m的内六角扳手插入调节杆 内， 顺 时针方 向是增大压力 ， 反之减小 ， 该溢流 阀设定为 7 MP a ， 如 压力太大或太小用户可 自行调节 ，原则是能满足其 工作要求的前提下压力越小越好 。 4 ． 7 悬臂部分压力的设定 通过调节减压 阀可 以调整悬臂部分 的压力 ， 用 3 ra m的内六角扳手插入调节杆 内，顺时针方 向是增 大压力 ， 反之是减小 ， 该减压阀设定为 3 MP a ， 如压力 太大或太小用户可以 自行调节 ，并根据实际T作压 力来相应的调节蓄能器充气压力的大小 ，一般情况 下充气压力为工作压力的7 0 ％。 4 。 8 调速 阀的调整 松开调速 阀的锁紧螺母 用 4 m m 的内六 角扳手 插入调节杆 内，顺时针转动时将 流量加大 ，反之减 小 ， 调节好后将螺母锁紧。 5 经济效益分析 5 ． 1 杜绝事故时间 改造前由于系统无备用 ， 所以一旦 出现问题 ， 立 即成为事故进行抢修费时费力 ， 改造后这一年 ， 没有 一 分钟 因为液压系统而造成事故 时间。 5 ． 2 减少元件损坏 改造前一年 ，泵更换 2个 、电磁换 向阀更换 1 个 、 压力表 3块 ； 改造后除压力表换 了 2个 ， 其 他元 件没有损坏 。 5 ． 3 降低维护工作 改造前泵站泄漏严重， 经常擦拭， 每次都弄的满 身油污， 改造后只是简单的打开泵站防护罩， 看看 、 听听 ， 现场干净 、 维护方便 、 系统运行相当稳定。 5 ． 4 节省电力成本 改造前由于悬臂皮带需时时保压才能启动， 所 以补油泵必须紧跟皮带的运行而运行 ，开机时问可 想而知 ， 改造后由于是用蓄能器保压 ， 压力能损失又 少， 所以只在蓄能器压力降低时才开泵补压， 杜绝长 下转第 l 1 8页 煤矿 现代化 2 0 1 3 年第6 期 总第1 1 7 期 4 5 0 4 0 o 3 5 0 l 3 0 0 眩 1 o0 5 O 0 图 2测线顶板下沉量监测 仪顶 板下沉量与工作面 推进距离关系曲线 3 ． 2 ． 2 监测分析结论 通过对 同一测线上不 同测点的数据分析 ，从安 设的压力盒监测的充填体所受压力来看 ，充填采空 区中部 的压力 比两侧的小 ，且开始阶段应力变化相 对缓慢 ， 从安设的下沉仪监测 的顶板下沉量来看 ， 充 填采空区中部的下沉量要比两侧的大，其原因是充 填体在顶板及上覆岩层作用下进一步压实 ，由于受 两侧煤柱 的支撑作用 ，充填采空 区两端受集 中应力 的影 响压力值较大 ，而充填采空 区中部顶板垮落下 沉较大 ， 由于应力被破碎岩石吸收而相对较小。 4 结论 4 ． 1 工作面控顶范 围内的观测结论 C 1 6 6 1充填开采工作 面具有与采用全部垮落法 管理采空 区顶板 的工作面顶板来压 的一 般特征 ， 即 基本顶有明显初次来压和周期性来压特征 ，不同点 是来压步距 阳对增大 ， 来压强度相对减小。 顶板来压强度f 动载系数 相对较小。 实测基本顶 初次来压时动载系数液压切顶支架和单体支柱分别 为 1 ． 1 5和 1 ． 1 3 ；实测 5次顶板周期来压动载系数液 压切顶支架和单体支柱分别为 1 ． 1 2 和 1 ．0 7 。由动载 系数值分析得出， 顶板来压强度并不剧烈， 这是充填 开采工作面矿压显现的特点。 “ 三量” 值在各控顶排显现 的基本特征 ， 即丁作 面来压前 ， 第二、 三排显现值相对较大， 来压时第四、 五排显现值相对较大。分析认为， 工作面来压前， 压 力前移至工作面中部 推进方向 ； 工作面来压期间， 受采空区顶板断裂活动影响， 靠采空区侧压力增大， 相对 中部压力减轻。 4 ． 2 工作面充填 区监测分析结论 从监测 的数据得到 ， 随着工作面的推进 ， 充填区 的围岩应力和顶底板下沉量总体上是缓慢增加的， 并且增加的速率逐渐减小 ， 充填体逐渐被压缩 ， 最终 应力和下沉量均趋于稳定 ，充填区总体上受矿压影 响产生的移动变形较小 ， 基本达到了预期 目标。 矸石充填上覆岩层移动形式以岩层弯曲、断裂 以及离层为主， 上覆岩层仅发育裂隙带和弯曲带 ， 来 压强度相对减弱 ， 巷道周期来压显现不明显 ， 没有动 压的威 胁 ， 并 且煤壁一般不片帮 ， 顶板容易控制 ， 巷 道变形量小 ， 工作面环境 比较安全。 从矸石充填体长期受力 、 变形来看 ， 矸石充填体 是稳定 的， 压垮的可能性很小 ， 围岩应力 和顶板下沉 量均趋于稳定 ， 矿压在充填区显现不 明显 ， 覆岩破坏 程度 明显降低 ， 顶板下沉量得到有效控制 ， 进而减小 了地表沉陷， 取得了良好的经济和社会效益。 作者简介 位建峰， 男， 本科， 工程师， 从事煤矿采矿方面的研 究。 收稿 日期 2 0 1 3 - 1 1 - 4 上 接 第 1 1 5页 时间泵站开机 ； 而且 每次 回转或仰俯启动时 ， 也 间接 给蓄能器补压 ，所 以泵站开机几乎只在 回转仰俯时 才运行 ， 不需单独为蓄能补压而运行开机 ， 这 大大 降 低电力成本，按原来补油泵的功率计算每年的电力 成本也要节省 1 ． 5万元。 6 结论 经过一年 的运行实践证 明， 改造效果 比较理想 ， 解决了液压元件泄漏的问题 、液压站布置不合理无 检修空间的问题。 但技术改造后还需注意以下问题 6 ． 1 油液要保持清洁度 油液 的污染对 液压 系统有很多恶 劣的影 响 ， 能 使油液变质， 降低使用寿命； 能堵塞滤油器， 使液压 泵发生空穴； 能造成对各元件的锈蚀和气蚀等等。 所 以定期检查滤油器 ，一般 3个月检查一次 ，发现堵 塞 ， 应立 即清洗或更换 。定期更换油液 ， 一般第一次 使用半年进行更换 ， 以后每年对油液过滤一次 ， 视油 质情况更换 。 6 ． 2 油箱应有足够 的容量 液压系统工作时油面应保持一定的高度 ，以防 止液压泵吸空。为 了防止系统油液全部 回油箱时溢 出油箱 ， 油箱的容积应有一定的余量 ， 一般油液位为 油箱容积的 8 0 ％。 参考文献 【 1 ] 贾培起． 液压传动【 M】 ． 1 ． 天津科学技术出版社， 1 9 8 2 ． 3 ． 【 2 ]成大先． 机械设计手册 一液压传动 【 M ] ． 1 ． 化学工业 出版 社 ． 2 0 1 0 ． 1 ． 1 ． 作者简介 董保罗， 男， 1 9 7 9年 1月3 0日出生， 2 0 1 0年 1月， 中国海洋 大学机电一体化专科毕业， 现在读山东科技大学采矿工程专业本 科。现为选煤厂准备车间技 术员。 收稿 日期 2 0 1 3 - l 1 2 8 - ll 8