掘进机水系统分析

2015-07-18王法冬北方重工集团有限公司辽宁沈阳110000

中国新技术新产品 2015年2期

关键词：冷却系统

王法冬　左　夺（北方重工集团有限公司，辽宁沈阳 110000）

掘进机水系统分析

王法冬左夺
（北方重工集团有限公司，辽宁沈阳 110000）

摘要：本文介绍了掘进机冷却系统、高压水除尘系统、喷雾系统构成的水系统总成，分析了各部分结构和原理，阐述了水系统的重要性，展望了其发展方向。

关键词：高压水除尘系统；喷雾系统；冷却系统

1　掘进机水系统

1.1掘进机水系统的作用

掘进机水系统是掘进机正常运行和延长使用寿命的重要保障，作为掘进机的重要组成部分却容易被人们忽视，部分用户甚至屏蔽水系统进行掘进，由此带来严重后果。我公司生产的EBZ200掘进机水系统由冷却系统和喷雾系统，高压除尘系统组成。其作用主要有：

（1）冷却液压油，维持整机热平衡，稳定油箱温度，保障液压油在最适温度下工作；

（2）冷却掘进机主截割电机，防止电机高温损坏，频繁报警停机；

（3）喷雾系统在掘进机截割工作时能有效的吸收周围浮尘同时降低有害气体浓度；

（4）截割头高压水除尘系统实现降尘灭弧。

1.2掘进机水系统的管路构成

外来水从井下输水管道通过掘进机总进水球阀进入反冲洗过滤器，经过滤后分成两路，一路直接通往截割头悬臂段布置的喷水座，由文丘里喷嘴喷出。另一路经减压阀减压后分为两路，一路进入板翘式冷却器、蛇形管冷却器冷却液压油后，经增压泵加压后进入悬臂段，由截割头喷出；另一路进入截割电机完成冷却后经截割头喷雾水座喷出。

2　高压水除尘系统

掘进机通过钻削和铣削的方式进行巷道掘进，在截齿与煤岩的切削和碰撞、煤岩的转运过程中，产生大量的粉尘，严重影响矿工身体健康和井下施工安全。高压喷雾系统将经水泵增压后的高压水送至截割头，通过截齿根部喷嘴喷出，直接起到降尘的作用，同时也可以对截割过程中产生的火花起到一定的抑制作用。一般纵轴式截割机构的截割臂很长，如何将压力水较好地引入旋转中的截割头内是很重要的，因为它直接影响着旋转密封的寿命及系统可靠性。

图1　截割机构简图

EBZ200掘进机配水方式结构简单，如图1所示的截割机构简图。高压水由靠近截割头的悬臂段引入，经旋转主轴上的径向孔和中心孔进入截割头内的水道，由喷嘴喷出。这种配水方式的主要优点是结构简单，引入压力水较方便；其缺点是由于主轴的强度及结构要求，主轴轴径较粗，旋转密封直径大，线速度高，磨损较快。该配水方式主要应用在我公司的EBZ160、EBZ200、EBZ240等机型。

3　喷雾系统

喷雾喷嘴布置在截割头后的悬臂工作臂上，喷出的水雾扩散后包围截割头形成水幕，封闭工作面落煤区。使突破内喷雾的粉尘继续被捕捉，有效阻止粉尘的扩散。大大改善掘进工作面的空气质量，降低巷道粉尘浓度。

本单位掘进机配备文丘里喷雾器作为引射喷雾装置，文丘里喷雾器流量大，对于大面积降尘效果明显。文丘里喷雾器结构简单，由中空锥形腔体和喷嘴构成，当外来水经喷嘴雾化喷出后，在其腔体内形成一个负压空间，周围的浮尘随着空气一起进入腔体，与水雾结合后沉降。同时实现了既吸收了周围浮尘又降低了有害气体浓度。

4　掘进机冷却系统

掘进机主要动力源截割电机和泵站电机会随工作时长和负载增加而产生温升，需要及时其进行冷却，避免电机内部的绝缘材料由于高温而炭化变质，导致电机损坏影响整机运行。液压系统运行时，30%的功率损耗会以热能的形式散发，长时间的运行，会使液压系统积累大量的热量产生高温，加速液压油的氧化和泵、阀密封件的损坏，并加速液压泵、执行机构和阀等液压元件的磨损。

为保证掘进机正常运转和延长使用寿命，对液压系统和主要电机进行冷却控制温升是十分必要的。掘进机的冷却系统以水冷为主，部分电机采用风冷的方式进行冷却。本单位所生产的掘进机，除泵站电机采用风冷冷却外，截割电机、液压系统均采用水冷方式进行冷却。同时，由于冷却系统的元件普遍承压能力较低，冷却系统所用水路需单独设置减压阀和安全阀，以保证整个冷却系统安全工作，避免冷却器被高压水击穿，导致电机损坏和液压系统故障。