折叠展开机构的液压回路设计

席翠霞

摘  要：该文内容是要通过设计一套可行的液压传动系统以实现复合导向机构的折叠和展开运动。并能通过此系统实现由掘进机上的液控手柄控制锚杆钻机及其复合导向机构的折叠和展开运动。该课题主要是在EBZ-150掘进机的基础上进行安装的液压锚杆钻机。此次设计根据支护中的载荷和进给速度等重要参数，完成了初级阶段的液压系统设计，使其能够完成规定的动作。

关键词：折叠机构;液压系统;锚杆钻机

中图分类号：TD42                 文献标志码：A

1 设计思路

重点解决如何在EBZ-150掘进机上安装液压锚杆钻，使其在非工作状态下，不影响掘进;该文就是要设计一套液压控制系统来控制上下摆动油缸、主伸缩油缸、折叠油缸的运动和他们之间的相互配合。根据掘进机液压系统的工作参数选择适当的液压泵、液压马达和液压阀，使操作者能够通过掘进机上的液控手柄控制这些阀门的开启和闭合，从而达到控制液压折叠展开机构的要求。在向前伸出打开状态钻孔能够满足预定位置的顶锚杆和侧锚杆的要求。液压系统具有液压传动系统和液压控制系统。任何液压系统的设计，除了满足主机在运动和性能方面的要求外，它还必须满足重量轻。

根据专题的要求，这种设计只需要起草一个液压系统。 而不用进行液压元件的选型等后续步骤，因此，只需要根据系统要实现的动作设计可行的液压传动系统。 完成液压系统草图的绘制即可。下面来分别介绍各部分的设计过程。

1.1 明确系统设计要求

设计要求在EBZ150上加装复合导向机构，实现掘、支、锚一体化。该专题就是要求完成折叠展开机构的液压传动设计。

对任何液压传动系统来说，调速回路都是它的核心部分。该设计中采用了液压分油器来调节回路中的油液流速。液压分油器是一种已经成熟了的高度集成话的调节装置，可以在一定的压力和流量范围内做任意的无级调节。这在后面有专门的部分介绍液压分油器。

根据系统要求，油路中的换向装置采用三位四通换向阀，它能够使执行元件（液压缸）在任一位置上停止运动。换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。

在打锚杆时，为了便于调整打锚杆的方位，因此采用了3个独立的手动三位四通换向阀分别控制。这样的设计的优点是，每一个液压手柄都可以独立控制一个对应的油缸，使调整打锚杆的方位得到了精确地控制。缺点是，操作有些烦琐。

液控单向阀中有一控制口K，当其无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样即只能实现单向接通。当控制口K有控制压力油时，油液就可以在2个方向自由流通。当换向阀右位接入油路后，在接入其下腔的油路上安装一液控单向阀，实现油路保压。

1.2 分析系统工况，确定主要参数

设计要求在EBZ150上加装复合导向机构，为了简化油路，使操作简单，就要求所设计的液压系统可以利用EBZ150本身的液压系统提供压力。

1.3 拟定液压系统草图

根据系统的设计要求和操作条件，从许多成熟的程序中选择液压回路。完成了复合导向机构的液压系统图。

2 基于CAXA的液压系统图设计

2.1 液压系统图

根据液压系统的动作要求，设计出一套液压回路，如图1所示。

此液压系统由油箱、滤油器、旁通阀、滤油阀、液压马达、溢流阀、液压分油器、手动三位四通阀、液控单向阀、主伸缩油缸、上下摆动油缸、折叠左右摆动油缸以及连接这些元件的油管组成。

2.1.1 液压回路动作顺序

启动电动马达后，油液被液压马达从油缸中吸出，经过滤油阀流入液压分油器， 经过分油器的调理，输出各个油缸所需的不同油压; 首先依次把主伸缩油缸和折叠油缸对应的手动三位四通阀的右位接入回路，将油通过单向阀进入主伸缩缸的上腔，打开主伸缩缸和折叠缸;再调节上下摆动油缸对应的手动三位四通换向阀，油液流入左右摆动油缸，调节打锚杆的方位;当调整方向时，3个手动三位四通换向阀全部调节到空档位置。液压马达卸载，液压缸的压力由先导阀保持，并且起动锚。

完成打锚杆动作后，分别将3个换向阀的左位接入回路后，随着 K口压力大增大， 液压控制止回阀打开，油流入油缸的下部，3个油缸缩回，机构折叠起来。

2.1.2 机构的工作原理

折叠机构通过燕尾槽与锚杆钻机连接，用于对锚杆钻机进行导向。工作原理：非工作状态时，折叠油缸收缩，复合导向机构处于水平位置，并且不影响掘进过程;工作状态时，折叠油缸进油，推动复合导向机构，使之处于竖直位置，然后护罩支护油缸进油，使护罩支撑住顶板。第一次进给油缸进油，推动导轨移动支架上升到最高位;第二次进给油缸进油，推动活塞杆上移，活塞杆上端连接销轴，销轴拉动链条上升，链条一端连接销轴，另一端固定在导轨移动支架上，依据动滑轮原理，链条的上升带动了锚杆钻机的上升，从而实现了二次进给。

2.2 分油器设计

系統中使用的液压油分离器是安装在液压油源和电液伺服制动器之间的液压油分离器。通常用于多组气缸共用一组油源的情况。液压油分离器的主要功能是分配流量并吸收压力脉动。

2.2.1 基本性能指标。

（1）为伺服作动器提供瞬时峰值流量，吸收压力脉动，响应速度快。

（2）独立的快速卸荷功能，卸荷时不影响其他通道正常工作。

（3）提高液压系统的抗冲击性能。

（4）高精度滤油器，能够提高油液清洁度。

（5）进回油截止阀，方便液压系统的安装维修。

2.2.2 可选性能指标

（1）系统压力：21 MPa～28 MPa 。

（2）额定流量：额定流量：可选100 L/min～2 000 L/min，按100 L/min流量级差选择。

（3）调压范围：0 MPa～21 MPa。

（4）流量分配通道：输出1～10通道。

（5）集成式结构或立式结构，用户可选。

（6）该液压分油器为FB3型号。

3 结语

该文完成了液压折叠机构的液压管路的设计，并制作完成了液压系统图，完成了专题规定的要求。该文首先明确了折叠展开液压机构的设计思路技术路线以及技术难点，路线包括分析工况、计算设计参数、指定液压系统草图、选择液压元器件，最后对液压系统的可靠性能进行计算，设计完成之后进行液压原理图和装配图的绘制审核工作。

参考文献

[1]许超，陈成，李瑞敏.液压升降折叠宽幅喷杆喷架的结构设计 [J].农机化研究，2015（8）：101-102.

[2]唐振鹏.锚杆机钻杆防弯保护装置的设计[J].中国煤炭，2014，9（12）：87-89.