煤矿机械液压传动技术设计与应用

王宇

摘要：随着近年来我国经济的快速发展，各行各业对于能源资源的需求也日益增多。我国是富煤贫油的国家，煤炭在我国能源结构中仍处于核心地位。在国家提倡节能环保的大背景下，大规模煤炭开采和传输是目前行业发展的趋势，近年来，液压传动技术因其高效、省力和高可靠性等优点在我国煤矿机械领域得到了广泛的应用和好评，基于此，今天本文主要就煤矿机械液压传动技术设计与应用这一论题给大家进行阐述和分析，希望能起到抛砖引玉之效。

关键词：煤矿机械；液压传动技术；设计与应用

引言

煤矿机械所处的运行环境相对比较特殊，加之受到生产连续性的影响，从而使得机械设备需要长时间处于运行状态，这在一定程度上增大了机械液压系统的故障发生概率。因此，煤矿机械应用液压技术时，必须对可能出现的故障进行全面具体的分析，并采取合理可行的方法和措施加以预防和处理。只有这样，才能使液压技术的作用得以充分发挥，也才能使煤矿机械的运行稳定性获得显著提升，从而提高煤矿企业的生产能效，为企业带来一定的经济效益。

1煤矿机械液压传动技术概况

1.1液压传动简介

液压传动是指一种以液体作为工作介质进行能源传输和控制的传动方式。其根据能量传输形式的差异可分为液压传动和液力传动。前者强调是利用液体压力进行能量转换，在煤矿机械上应用该技术可以有效的减轻作业强度、提升工作效率和可靠性并简化机械设备的设计结构；后者主要是指利用其本身动能进行能量转换的传动方式，常见的装置有液力耦合器。

1.2液压传动技术发展背景

随着1650 年科学家帕斯卡研究得出的靜压传递原理逐步的完善，其逐渐应用在压力机、起重机等机械设备中。1795 年，英国工业革命的兴起，采用液压传动技术的世界上第一台水压机诞生。20 世纪60年代，随着IT 技术、材料科学和微电子技术的高速发展和融合推动了液压传动技术发展到新的高度，已成为实现智能制造、生产自动化和提升劳动效率、减轻劳动强度的最有效方式之一。

1.3液压传动系统的构成

（1）动力元件。其功能主要是将原动机输入的机械能转化为油液压力能，为液压系统提供压力油。常见的元件有液压泵。

（2）执行元件。其功能主要是输出力矩和转速。常见的元件有液压缸。

（3）控制元件。其功能主要是通过调整液压系统中油液的压力、流速和方向，配合执行模块完成预定的工作。常见的元件有换向阀。

（4）辅助元件。其主要包括油管、压力表、滤油器、密封件、邮箱等功能器件，各元件紧密合作，共同完成液压传动工作。

（5）液压介质。其主要起到传递动力和信号的作用。根据机械设备作业环境、作业需求的差异选择最适合、最经济、最可靠的液压油。

2煤炭机械液压传动技术的优点

与传统的机械传动相比，液压传动技术主要体现了以下优点：

（1）于液压传动主要采用液压油作为工作介质，因此提升了其润滑条件，可高效、便利的将旋转运动变成直线运动。这一工作特点非常适合类似煤矿机械中的液压支柱和液压支架等装置。

（2）机械液压传动技术能实现大范围的、不受功率大小限制的无极调速，极大地提升了传动比，能实现高速启动和频繁转向。同时更便于集中和遥控操作，特别是类似矿井等危险作业环境。

（3）液压传动技术有利于推动液压元器件的标准化和通用化，能有效的降低企业的设备采购和维护保养成本。

3煤炭机械液压传动技术调速设计和控制方式设计

（1）要实现对煤矿机械液压传动技术系统的调速设计，就需要根据煤炭开采时实际需要来进行。比如煤矿机械设备的牵引部分就需要对煤炭挖掘作业的容量和流量进行调速。前者主要通过调节油泵流量和马达排量来进行调速。其方式主要视情况而定，一般针对高速段采用马达调速；针对低中速段采用恒转矩调速的方式，在可控的范围内进行有效调节。后者主要是通过调整节流阀参数从而改变其流动面积来控制流入液动机流量的大小，从而完成对煤矿挖掘作业的调速设计。这一过程主要针对节流阀门的闭合以及开启的大小来调节节流活塞作业的快慢，此设计方式常用于较小功率的马达液压系统中。

（2）在煤炭开采的实际作业过程中，其液压传动技术系统可分为手动和自动两种控制方式。根据实际作业的需要，两者都是通过调节变量油缸的泵油流量来实现的。其基本原理可概括为通过2条通路连通主油箱和油路，然后通过伺服阀门进行调节，从而控制液压油进入变量油缸的流速。同时，变量活塞会在液压压力的推动下摆动，直到静止为止，从而实现调速。如果工作中发现相关数据出现异常，必须根据异常找到相应的原因尽快修复，以确保液压传动装置的精度和平稳运行。

4煤矿机械液压传动技术应用现况

（1）进一步提升煤矿机械液压传动技术的工作可靠性，煤矿的作业环境都是较为艰苦和恶劣的，其工作环境决定了煤矿机械设备必须持续高效的稳定运行，否则极易导致人员的生命安全风险和财产损失风险。因此，煤矿机械的液压传动技术设计必须合理，且配套最高品质的制造工艺。由于我国液压传动技术自主研究的历史较短，部分核心元器件还需要依赖国外进口，从这个层面更凸显了我国自主智能装备制造和材料制造的重要性。只有解决了设备研究的自主性问题，才能真正的确保机械设备不受制于人，从而提升我国煤矿企业的经济效益。

（2）防止出现密封性问题。

液压元器件密封性能的好坏会直接影响到煤矿机械的工况性能和稳定性。密封性问题主要控制在两个环节：其一，机械设备的安装环节。机械设备安装的好坏直接影响了其使用效率和精确度。其二，密封保养环节。密封件到了作业时长上限，就应该进行仔细的检修，视情况进行相应的保养和更换，从而确保煤矿机械的整体安全平稳运行。

结束语

综上所述，随着科技的进步和市场的发展需要，为促使煤炭产业顺应时代和社会的发展，加速煤炭机械液压传动技术的研究开发和应用，对于提升煤炭挖掘效率和安全性都有着重要的作用，这就要求我们积极引入和借鉴国际上发达的机械液压传动技术，并结合我国煤矿作业特点和国情，加快开发和研究出适合我国煤炭开采的机械液压传动技术，从而有力的推动和保障我国煤矿挖掘和运输环节高效和稳定运行。

参考文献

[1]田建生.纯水液压传动技术及其在煤矿机械中的应用展望[J].科技信息（学术版），2013（10）：156-157.

[2]刘小华，许贤良，鲍和云等.纯水液压传动技术的现状与应用展望[J].煤矿机械，2011（10）：178-179.

[3]房江勇.煤矿机械设备液压系统常见故障及预防措施分析[J].山东工业术，2017（9）：87-88.

[4]闫建军.煤矿采掘机械中纯水液压传动技术应用研究[J].当代化工研究，2017（6）：68-69.

（作者单位：哈尔滨博业科技开发有限责任公司）