一种卷缆控制阀组的设计

2015-04-16

液压与气动 2015年3期

(中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原　030006)

引言

卷缆液压系统是井下电牵引矿用设备的重要组成部分，其性能直接影响设备的机动性能和生产效率[1]。卷缆液压系统的主要功能是保证设备在前进和后退过程中随动地放缆和卷缆，并使电缆时刻处于张紧状态[2]。

井下电牵引车辆大多结构紧凑，液压件和管路的安装空间相对受限。由于一部分阀需要经常调节，或是某些管路需要更换，这就给使用和维护带来了不便。某电牵引车的卷缆液压系统如图1所示，元件布置空间狭小，管路连接复杂，安装覆盖件后使用和维护更加不便。因此有必要对部分液压件进行整合，在保证卷缆液压系统功能不变、性能不降低的基础上，减少液压件，减少连接管路进而达到便于布置和维护的目的。本设计将卷缆阀和卷缆调节阀组整合成卷缆控制阀组。

1.卷缆调节阀组　2.卷缆阀图1　卷缆液压系统实物图

1　卷缆液压系统原理

卷缆液压系统由卷缆阀、卷缆调节阀组和卷缆马达组成。系统原理图如图2所示。

图2　卷缆液压系统原理图

1.1　卷缆阀工作原理

卷缆阀由低扭矩溢流阀、高扭矩溢流阀、阀体、换向阀和单向阀组成，结构原理图如图3所示。

1.低扭矩溢流阀　2.高扭矩溢流阀　3.阀体　4.换向阀　5.单向阀图3　卷缆阀结构原理图

当车辆驶向电缆固定点时，油泵出来的压力油从P1口流入，经单向阀后由P2口流入卷缆马达，马达带动滚筒卷缆。当缓慢行驶或停车时，电缆绷紧，压力升高到设定值时，高扭矩溢流阀打开，防止张紧力过大拉断电缆。当车辆驶离电缆固定点时，电缆拖动马达使其按照泵工况动作，P2口压力大于P1口，单向阀关闭，阀芯向右运动，P2口处压力油经低扭矩溢流阀流入T口，此时低扭矩溢流阀起背压阀作用。P1口的压力油直接回油箱。低扭矩溢流阀能够使电缆在放缆时保持一定张力。

1.2　卷缆调节阀组工作原理

卷缆调节阀组由节流阀和截止阀组成。

卷缆调节阀组与马达并联，其中节流阀与马达组成旁路节流调速回路，通过调节节流阀的开口大小就可以对卷缆马达的转速进行调节，进而调节卷、放缆速度。另一方面节流阀可以调节卷缆阀卷、放缆的切换速度，避免拉断电缆。卷缆马达正常工作时，截止阀关闭。若在开机情况下遇到突发事件必须停止卷、放缆，或是在停机情况下拖拽电缆进行检修，则可将截止阀打开，使马达进入自由轮工况，这样卷、放缆就不受卷缆马达控制。

2　卷缆控制阀组的结构原理

在原有卷缆阀和卷缆调节阀组的基础上，将两者整合成一个卷缆控制阀组。以卷缆阀为主体，对阀体、换向阀芯、单向阀芯、弹簧进行重新设计，将节流阀、截止阀并入其中，保证其功能上等同于卷缆阀和卷缆调节阀组，且卷、放缆性能不下降。如图4所示，卷缆控制阀组由节流阀、低扭矩溢流阀、高扭矩溢流阀、阀体、换向阀、单向阀和截止阀组成。

卷缆过程中，卷缆控制阀组各阀的动作与卷缆阀的相同，节流阀和截止阀同时并联在P2口和 T口上，调节方式与卷缆调节阀组相同。外形图如图5所示，卷缆控制阀组的P1口接进油，P2口和T口分别接卷缆马达的进回油。