煤质采样机液压传动系统的设计与研究

　　0 前言

　　在国内现有的煤质采样机中,其采样头的进给和旋转大多采用机械传动,配合电机的变频调速来调节进给和旋转速度,这种传动方式尽管存在各种问题,但总体上还是能满足采样的基本要求。但是当遇到冻煤、树枝、孤石等物质时,其采样工作就不能正常进行,这是因为遇到不同的采样介质时,对采样头的进给速度和旋转速度有不同的要求,如遇到冻煤和孤石时,需要减小进给速度而提高旋转速度;而当遇到树根时则需自动提高切割头的扭矩;另外煤粒的尺寸和含水量变化时也需要采样头的进给速度和旋转速度做出相应的调整,而这一切在机械传动时是不可能方便实现的。另外因为电流与进给力和扭矩之间的不确定性,也使得其无法用闭环控制来实现二者之间的匹配。为此,我们认为对采样头的进给和旋转采用液压传动是十分必要的,同时也是一种科学的选择。因为其宽广的无级调速范围、宽广的负载调节能力、平稳的启停要求、低进给力下的强破冻煤能力和65s的采样周期,这一系列的要求代表了当前煤质采样机的最高水平。只有采用闭环控制的液压传动才能满足使用要求。

　　1 设计时需要考虑的问题

　　1.1 工作环境条件对设计方案的影响

　　由于液压站安装在小车的升降笼内,其一,工作的环境温度按接近于自然气温,在夏天可能要高于气温。而冬天的气温在零下二十多摄氏度,故液压站既要考虑散热还要考虑冬天启动时的加热问题。其二,在采样、输送和破碎等过程中存在很大的扬尘问题,故要求系统有很强的抗污染能力。为此我们首推闭式液压传动系统,它在恶劣的条件下(多尘、潮湿和大温差)有特别好的表现。其三,闭式系统的无级调速范围宽,调速刚性好,换向冲击小而且响应快,适合于驱动采样头的旋转。最后,因为升降只宜用液压缸驱动,故只能采用开式系统,而开式系统中的比例阀对油液的清洁度要求高,故考虑采用压油路过滤,以保证比例阀的工作可靠。

　　在设计系统时,将过滤器安装在液控单向阀的前面,这样就能保证更换滤芯时不会污染系统。为了保证环境温度对液压系统工作温度的影响小,在冷却器上安装温度传感器,它可将温度自动控制在48~52^oC之间。

　　1.2 系统获得高可靠性的技术措施

　　正确选择液压元件是保证可靠性的第一措施。根据笔者的工程经验,一些公司的闭式泵和比例阀是同行中的佼佼者,在恶劣的环境中具有特别好的表现,而该公司的低速大扭矩马达性能则不如另外的公司,另外一些液压附件该公司也不具有优势。而在该公司的产品中,不同的泵也有不同的表现能力,以满足不同工作环境的要求,笔者利用自己的工作经验和与该公司的良好合作基础而为该液压系统选择最合适的元件。