王宇

摘要：隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于能源資源的需求也日益增多。我國(guó)是富煤貧油的國(guó)家，煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中仍處于核心地位。在國(guó)家提倡節(jié)能環(huán)保的大背景下，大規(guī)模煤炭開(kāi)采和傳輸是目前行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，近年來(lái)，液壓傳動(dòng)技術(shù)因其高效、省力和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)煤礦機(jī)械領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和好評(píng)，基于此，今天本文主要就煤礦機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用這一論題給大家進(jìn)行闡述和分析，希望能起到拋磚引玉之效。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；液壓傳動(dòng)技術(shù)；設(shè)計(jì)與應(yīng)用

引言

煤礦機(jī)械所處的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)比較特殊，加之受到生產(chǎn)連續(xù)性的影響，從而使得機(jī)械設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間處于運(yùn)行狀態(tài)，這在一定程度上增大了機(jī)械液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生概率。因此，煤礦機(jī)械應(yīng)用液壓技術(shù)時(shí)，必須對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行全面具體的分析，并采取合理可行的方法和措施加以預(yù)防和處理。只有這樣，才能使液壓技術(shù)的作用得以充分發(fā)揮，也才能使煤礦機(jī)械的運(yùn)行穩(wěn)定性獲得顯著提升，從而提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)能效，為企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1煤礦機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)概況

1.1液壓傳動(dòng)簡(jiǎn)介

液壓傳動(dòng)是指一種以液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能源傳輸和控制的傳動(dòng)方式。其根據(jù)能量傳輸形式的差異可分為液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)。前者強(qiáng)調(diào)是利用液體壓力進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，在煤礦機(jī)械上應(yīng)用該技術(shù)可以有效的減輕作業(yè)強(qiáng)度、提升工作效率和可靠性并簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；后者主要是指利用其本身動(dòng)能進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)方式，常見(jiàn)的裝置有液力耦合器。

1.2液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展背景

隨著1650 年科學(xué)家帕斯卡研究得出的靜壓傳遞原理逐步的完善，其逐漸應(yīng)用在壓力機(jī)、起重機(jī)等機(jī)械設(shè)備中。1795 年，英國(guó)工業(yè)革命的興起，采用液壓傳動(dòng)技術(shù)的世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生。20 世紀(jì)60年代，隨著IT 技術(shù)、材料科學(xué)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展和融合推動(dòng)了液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新的高度，已成為實(shí)現(xiàn)智能制造、生產(chǎn)自動(dòng)化和提升勞動(dòng)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的最有效方式之一。

1.3液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）動(dòng)力元件。其功能主要是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油液壓力能，為液壓系統(tǒng)提供壓力油。常見(jiàn)的元件有液壓泵。

（2）執(zhí)行元件。其功能主要是輸出力矩和轉(zhuǎn)速。常見(jiàn)的元件有液壓缸。

（3）控制元件。其功能主要是通過(guò)調(diào)整液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流速和方向，配合執(zhí)行模塊完成預(yù)定的工作。常見(jiàn)的元件有換向閥。

（4）輔助元件。其主要包括油管、壓力表、濾油器、密封件、郵箱等功能器件，各元件緊密合作，共同完成液壓傳動(dòng)工作。

（5）液壓介質(zhì)。其主要起到傳遞動(dòng)力和信號(hào)的作用。根據(jù)機(jī)械設(shè)備作業(yè)環(huán)境、作業(yè)需求的差異選擇最適合、最經(jīng)濟(jì)、最可靠的液壓油。

2煤炭機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)技術(shù)主要體現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）于液壓傳動(dòng)主要采用液壓油作為工作介質(zhì)，因此提升了其潤(rùn)滑條件，可高效、便利的將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)。這一工作特點(diǎn)非常適合類似煤礦機(jī)械中的液壓支柱和液壓支架等裝置。

（2）機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)大范圍的、不受功率大小限制的無(wú)極調(diào)速，極大地提升了傳動(dòng)比，能實(shí)現(xiàn)高速啟動(dòng)和頻繁轉(zhuǎn)向。同時(shí)更便于集中和遙控操作，特別是類似礦井等危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境。

（3）液壓傳動(dòng)技術(shù)有利于推動(dòng)液壓元器件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，能有效的降低企業(yè)的設(shè)備采購(gòu)和維護(hù)保養(yǎng)成本。

3煤炭機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)調(diào)速設(shè)計(jì)和控制方式設(shè)計(jì)

（1）要實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)的調(diào)速設(shè)計(jì)，就需要根據(jù)煤炭開(kāi)采時(shí)實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行。比如煤礦機(jī)械設(shè)備的牽引部分就需要對(duì)煤炭挖掘作業(yè)的容量和流量進(jìn)行調(diào)速。前者主要通過(guò)調(diào)節(jié)油泵流量和馬達(dá)排量來(lái)進(jìn)行調(diào)速。其方式主要視情況而定，一般針對(duì)高速段采用馬達(dá)調(diào)速；針對(duì)低中速段采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的方式，在可控的范圍內(nèi)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。后者主要是通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥參數(shù)從而改變其流動(dòng)面積來(lái)控制流入液動(dòng)機(jī)流量的大小，從而完成對(duì)煤礦挖掘作業(yè)的調(diào)速設(shè)計(jì)。這一過(guò)程主要針對(duì)節(jié)流閥門的閉合以及開(kāi)啟的大小來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)流活塞作業(yè)的快慢，此設(shè)計(jì)方式常用于較小功率的馬達(dá)液壓系統(tǒng)中。

（2）在煤炭開(kāi)采的實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，其液壓傳動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)可分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。根據(jù)實(shí)際作業(yè)的需要，兩者都是通過(guò)調(diào)節(jié)變量油缸的泵油流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其基本原理可概括為通過(guò)2條通路連通主油箱和油路，然后通過(guò)伺服閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制液壓油進(jìn)入變量油缸的流速。同時(shí)，變量活塞會(huì)在液壓壓力的推動(dòng)下擺動(dòng)，直到靜止為止，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。如果工作中發(fā)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，必須根據(jù)異常找到相應(yīng)的原因盡快修復(fù)，以確保液壓傳動(dòng)裝置的精度和平穩(wěn)運(yùn)行。

4煤礦機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)況

（1）進(jìn)一步提升煤礦機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)的工作可靠性，煤礦的作業(yè)環(huán)境都是較為艱苦和惡劣的，其工作環(huán)境決定了煤礦機(jī)械設(shè)備必須持續(xù)高效的穩(wěn)定運(yùn)行，否則極易導(dǎo)致人員的生命安全風(fēng)險(xiǎn)和財(cái)產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)。因此，煤礦機(jī)械的液壓傳動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)必須合理，且配套最高品質(zhì)的制造工藝。由于我國(guó)液壓傳動(dòng)技術(shù)自主研究的歷史較短，部分核心元器件還需要依賴國(guó)外進(jìn)口，從這個(gè)層面更凸顯了我國(guó)自主智能裝備制造和材料制造的重要性。只有解決了設(shè)備研究的自主性問(wèn)題，才能真正的確保機(jī)械設(shè)備不受制于人，從而提升我國(guó)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）防止出現(xiàn)密封性問(wèn)題。

液壓元器件密封性能的好壞會(huì)直接影響到煤礦機(jī)械的工況性能和穩(wěn)定性。密封性問(wèn)題主要控制在兩個(gè)環(huán)節(jié)：其一，機(jī)械設(shè)備的安裝環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)備安裝的好壞直接影響了其使用效率和精確度。其二，密封保養(yǎng)環(huán)節(jié)。密封件到了作業(yè)時(shí)長(zhǎng)上限，就應(yīng)該進(jìn)行仔細(xì)的檢修，視情況進(jìn)行相應(yīng)的保養(yǎng)和更換，從而確保煤礦機(jī)械的整體安全平穩(wěn)運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科技的進(jìn)步和市場(chǎng)的發(fā)展需要，為促使煤炭產(chǎn)業(yè)順應(yīng)時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展，加速煤炭機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，對(duì)于提升煤炭挖掘效率和安全性都有著重要的作用，這就要求我們積極引入和借鑒國(guó)際上發(fā)達(dá)的機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)煤礦作業(yè)特點(diǎn)和國(guó)情，加快開(kāi)發(fā)和研究出適合我國(guó)煤炭開(kāi)采的機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)，從而有力的推動(dòng)和保障我國(guó)煤礦挖掘和運(yùn)輸環(huán)節(jié)高效和穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]田建生.純水液壓傳動(dòng)技術(shù)及其在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用展望[J].科技信息（學(xué)術(shù)版），2013（10）：156-157.

[2]劉小華，許賢良，鮑和云等.純水液壓傳動(dòng)技術(shù)的現(xiàn)狀與應(yīng)用展望[J].煤礦機(jī)械，2011（10）：178-179.

[3]房江勇.煤礦機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障及預(yù)防措施分析[J].山東工業(yè)術(shù)，2017（9）：87-88.

[4]閆建軍.煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用研究[J].當(dāng)代化工研究，2017（6）：68-69.

（作者單位：哈爾濱博業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司）