EBZ160掘进机液压油水冷系统的优化设计分析

EBZ160掘进机液压油水冷系统的优化设计分析中图分类号：TD421.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0012-021 系统概况新郑煤电公司目前正在使用的掘进机普遍服役时间较长，在井下连续作业或在恶略条件下作业或非截割作业时，前置内外喷雾不能开启，造成液压油油温持续上升，而油温过高易损坏油管、液压油泵、伸缩油缸等液压系统部件，进而影响割煤作业，通过液压油及水冷系统运行分析并进行改造，提高掘进机的散热效率和在恶略条件下散热效率，从而达到高产高效的目的。2 高温原因及危害对掘进机的液压油油温高、工作状态及易出现的液压系统故障进行分析，从而找出掘进机在井下作业时高温的产生及危害的规避。2.1 液压油（油箱用）性能指标从以上液压油参数（如图1所示）可以看出油脂运动粘度与温度的关系，液压油的最佳运动粘度在3743 mm2/s（40 ）之间，液压油温度过高会造成液压系统各部件负荷增大损坏设备，所以当油温超过70 时，须停机检查。2.2 掘进机液压系统易出现的故障从表1液压系统故障现象来看，液压系统油温过高，造成掘进机液压油油温持续上升的恶性循环，危害就是各部件使用寿命降低，又增加了掘进机维护成本及降低掘进中的作业效率。2.3 掘进机作业状态从表2可以看出，掘进机工作时19 h，而检修的时间每天≤5 h（停机状态比较少），从掘进机的工作时间来看，避免油温高和持续高温的恶性循环，就必须提高油温的散热效率和连续性。2.4 原液压油散热系统掘进机原液压油冷却系统在井下使用状况，一是服役时间长，造成掘进机降温效率有所降低；二是地质条件影响，造成掘进机截割时内外喷雾不能开启，非正常;状态下工作温度升高；三是非截割状态下作业，不能开启内外喷雾，造成掘进机温度上升，而一旦温度升高后，停机时间短，温度降不下来。原设计液压水冷系统如图2所示。3 改进方案3.1 技术可行性针对冷却系统降温条件的局限性，提出分区并联冷却液压油系统理念，主要对掘进机作业时，液压油冷却系统能分区自成一体，对整个液压系统进行降温，就是可以分开单独使用，又可以并存运行，互不干扰又相辅相成。该系统优点在于从理论上优于原设计液压油油温冷却系统，运行环境相对更加可靠，冷却效率能提高一倍，能扩大掘进的作业半径。3.2 方案实施原设计给水源经一级过滤器分为两路，其中一路直接上喷水架喷雾，实际生产中效果不好，时常为因割作业时，喷头堵塞，水喷不出去，如水密封质量不高，水源倒流损坏轴承，经过长期现场应用及观察分析后该支路喷雾可舍去，因前置外部喷雾也可以对掘进机截割部进行冷却。分区并联水冷系统，就是解决服役时间长的掘进机，散热效率有低的现象，起热快及使用的局限性，改造后液压油温水冷系统具体如图3所示：支路1经过冷却器冷却液压油水后直接上掘进机后部一二运喷水架，对转载机尾部进行喷雾降尘，目的是让掘进机实现冷却系统小循环，不影响掘进机工作区域；支路2按照原设计路径冷却截割电机后上喷水架喷雾降尘、冷却截割部，也可实现冷却系统小循环；两个小循环系统可以单独使用又可以并行使用，既保证了开机冷却系统正常使用，既提高了冷却系统工作效率又增加了降尘半径。改造后在现场实施后效果极好。4 经济效益改造前，以31116工作面上付巷为例损坏设备，具体见表4。因液压油高温损坏设备，平均每月维修占用4 d左右。改造后，在11208上付巷、12208上付巷施工中损坏设备，具体见表5。从表4及表5中圈定区域可以看出，液压系统各设备主要部件损坏率大大降低；有效的避免油温升高而损坏设备部件现象，两个掘进面相对31116工作面节省液压设备费用40余万元，彻底解决液压油高温，造成的液压系统设备损坏和漏油现象，减少了停机事故。在生产中至少每班能提高1个循环进尺，每个循环进尺按0.6 m，每年按300 d计算，掘进进尺约提高180 m左右，如单价按1 000元/m计算，全年至少多收入18万元。5 结 语通过液压油油温冷却系统改造，可以最大限度降低液压油的温度，能有效的保护设备各部件的正常使用和使用寿命，增加了降尘半径，减小了煤尘二次扬尘机率，有效保护了职工的身体健康。通过论证，该系统在更大功率的掘进机液压系统上的保护效果也很明显。参考文献：【1】 朱真才.采掘机械与液压传动.北京：中国矿业大学出版社，2005.【2】 马新民.矿山机械.徐州：中国矿业大学出版社，2005.