12CM15-10D连采机机械

.,12CM15-10D连续采煤机机械部分,2007年10月,.,一、连采机概述第一节连续采煤机的发展概况连续采煤机起源于美国，从1949年美国利诺斯公司研制成功第一台连续采煤机以来，已经有半个世纪的时间。现在的连续采煤机，在采掘工艺上已日臻走向成熟，在房柱式采煤、回收边角煤以及长壁开采的煤巷和单产、单进作业领域中，已经得到了广泛的应用，并创造出了前所未有效益，为采煤界所公认。连续采煤机在我国已经有进三十年的发展历史，按照引进时间的先后顺序大致可分为以下两个阶段：第一阶段是指80年代，主要以单机引进为主。目前由于这一批设备多数不配套，且掘进巷道偏小，备件供应困难，维护管理技术跟不上等原因，基本上在生产中不使用了。第二阶段是指90年代，主要以配套引进为主。用于房柱式开采和长壁工作面煤巷掘进，并取得了优异的技术经济指标。连续采煤机一般只适用于煤巷的矩形断面掘进，悬臂式掘进不仅可在煤巷中掘进，而且还可以在普氏系数f=6-8级半煤岩巷中掘进。,.,第二节连续采煤机的基本结构特点按照截割煤层的厚度和软硬程度的不同，将煤层划分为薄煤层、中厚煤层、厚煤层、中等煤层、坚硬煤层和特坚硬煤层六种。连续采煤机的基本结构特点为：1、多电动机独立驱动。这样设计将各机构与其驱动系统分开，构成独立模块式组合件，便于检查、拆运、安装、维护与故障处理。2、横轴式较长的截割滚筒。3、截割滚筒的截齿布置简单，截线距离较大。4、增强截割硬煤和夹矸的能力。5、装运机构的传动布置已经定型化，运输机链条结构都已经达到标准化。6、采用起动扭矩高的直流串激电动机来驱动行走履带机构。7、连续采煤机的主要传动系统大多都是采用电动机为主要的驱动类型。机器的截割机构、装运机构、行走机构多采用电动机经由齿轮减速器来传动，从而提高传动的效率，减少维修工作量，降低事故率。8、液压系统采用了齿轮泵，多液压缸开式系统。液压系统采用了双联齿轮泵、液压缸由主操纵阀直接操纵，有的机型还装有遥控先导装置，实现离机操纵。,.,9、机器的自动控制、检测和安全装置都比较完善。在每个分支回路上均安装了各自的安全溢流阀；在承重的部件升降液压缸上均设置了载荷锁定阀；重要分支回路和阀件上还设有压力检测点；在操作系统中设置可编程序控制器对每步操作程序进行漏电检测，并有VDU显示器自动显示屏知识操作或进行故障点显示；液压系统的承重液压缸还装有机械安全装置；截割、装载、传动系统还设有安全摩擦离合器和扭矩轴；机器上还装有湿式除尘系统和灭火装置等。,.,第三节12CM15-10D连续采煤机主要组成部分该机由截割机构、装载机构、牵引机构、电气系统、液压系统、冷却喷雾除尘系统等组成。,.,12CM15-10D型连续采煤机的基本技术参数,.,第二章、12CM15-10D连续采煤机机械部分一、截割部1、12CM15-10D连续采煤机截割减速箱的工作原理12CM15-10D型连续采煤机截割机构减速器为三级减速传动，一级直齿传动，二级锥齿传动，三级行星轮传动，总传动比29.6，减速后截割滚筒的转速为49.8r/min，截齿齿尖速度为2.92m/s。减速器是由两套对称布置的减速装置传动同一根横轴的特殊结构，截割机构减速器每侧由两个减速箱组成。如图所示：,.,.,截割电机采用纵向布置方式，由电机驱动摩擦离合器，摩擦离合器将动力传给扭矩轴，扭矩轴将动力传给一级减速箱。扭矩轴里侧的外花键插入轴齿轮的内花键孔中，该齿轮的两端各装有一盘调心滚子轴承支撑在箱体上。通过一根细长的传动轴将动力传给二级减速箱的小直齿圆锥齿轮。从动齿轮与传动轴为花键联接，传动轴另一端为三角形，与二级减速箱的小直齿圆锥齿轮联接，小直齿圆锥齿轮由两盘调心滚子轴承支撑在二级减速箱箱体上。大直齿圆锥齿轮以花键联接方式驱动一个套装在横轴上的空心轴齿圈，空心轴齿圈作为下一级行星减速机构的太阳轮驱动行星减速机构。行星减速机构有四个行星轮，每个行星轮由两盘圆柱滚子轴承支撑在行星轮架上。行星轮架与横轴为花键联结，横轴与行星轮架同步转动。在横轴两端和中间装着筒形铸钢轮毂，为花键联接方式。由轮毂驱动左、右和中间滚筒转动。,.,2、12CM15-10D连续采煤机截割减速箱的组装工艺,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,3、截割机构在传递功率的过程中，采用了哪些机械保护装置？它们是如何传递功率的？,截割机构在传递功率的过程中，采用了两种机械保护装置，即摩擦离合器和扭矩轴。电动机轴均为空心轴，空心轴外端以外花键与摩擦离合器输入装置相联接。摩擦离合器的输出装置以内花键与扭矩轴一端联接。扭矩轴的另一端则穿过电动机的空心轴并以外花键与减速器齿轮联接。电动机通过摩擦离合器、扭矩轴将动力传至减速器。,4、摩擦离合器的结构与工作原理,摩擦离合器属于截割机构机械安全保护装置的一个组件，在每一台截割电机所在的传动系统中都进行了安装。通过它将动力传递给截割滚筒的同时，起机械过载保护的作用。摩擦离合器的结构如图所示，它由输入装置，输出装置、弹簧螺栓组件、摩擦片、压力盘、磨损指示杆、轴承、压力盘、密封等组成。摩擦离合器的输入装置的内花键与电机轴外端的外花键连接，动力由此输入；输出装置的内孔花键与扭矩轴外端外孔花键连接，动力由此输入。输出装,.,置两侧端面有摩擦片、弹簧装置，即摩擦片压紧在输入、输出装置和压力盘的法兰端面之间，形成摩擦力矩，实现动力传送或过载保护。,.,当外力矩（即截割滚筒截割煤岩产生的外力构成的阻力矩）小于摩擦离合器调定的摩擦力矩时，离合器将电动机的动力传送至减速器，输出的摩擦盘处于无滑差的正常动力传递状态。当外力矩大于摩擦离合器调定的摩擦力矩时，输出摩擦片打滑，截割机构停止工作，起到机械保护作用。当外力矩再次低于调定的摩擦力矩时，离合器停止打滑，恢复正常的动力传递。摩擦离合器的调整和装配：它共有弹簧螺栓16条，其中，头部涂红色的（R）8条，头部涂银色的（R）8条，要按图示的颜色代码的位置相间布置红色和银色的弹簧螺栓，每条弹簧螺栓的额定紧固力矩为150NM，以确保弹簧力一致。磨损指示杆有两条，对成装在输入装置和压力盘销孔内，它用来指示摩擦片的磨损程度。随着摩擦离合器过载打滑，摩擦片要逐渐磨损，厚度减薄，压力盘在弹簧螺杆的弹力作用下将按图示左移，反映到输入装置与压力盘法兰之间的间隙也会同时减少。摩擦片磨损越严重，左移两越大，间隙也越来越小。当磨损指示杆与压力盘右侧端面齐平时，说明该摩擦盘以到达使用寿命应及时更换新件。可磨损量为2.3MM。,.,5、扭矩轴的结构与工作原理扭矩轴是截割机构传动系统的另一个机械安全保护装置。我们知道，摩擦离合器安装在电动机外侧，以便于维修拆装。这种安装在检查或拆装离合器时，无需移动电动机即可顺利完成。为了实现摩擦离合器输出装置与减速器之间的动力传送，采用了扭矩轴两端为外花键，里端外花键与减速器齿轮联接，外端外花键与摩擦离合器输出装置内花键联接。在连接摩擦离合器一端的花键里侧有一细颈的轴槽，在过载断裂的时候，断口应该发生在这里。当外力矩低于扭矩轴细颈处的抗扭强度时，扭矩轴传送动力，电动机驱动截割机构正常工作；反之，当外力矩大于细颈处抗扭强度时，扭矩轴在细颈处扭断，与扭断的扭矩轴相连的一侧电动机空转，停止驱动截割机构。扭矩轴与摩擦离合器均能在传送动力的同时起截割机构过载保护作用。一般情况而言，摩擦离合器要先于扭矩轴动作，起过载保护作用。但当扭矩轴长期使用出现疲劳或过大的外力矩突然加载，如截割到坚硬的岩石，若摩擦片打滑动作滞后，扭矩轴也可能先于摩擦离合器动作而被扭断。此外，当一侧电动机扭矩轴扭断的同时，另一侧扭矩轴必定已承受了很高的压力，使用寿命会缩短。此时如果只更换损坏一侧的扭矩轴，则会导致两侧扭矩轴交替损坏，所以最好同时更换两,.,侧的扭矩轴。实际使用表明，这种机构过载保护装置在外力矩过大的情况下，摩擦离合器动作比较频繁，而扭断扭矩轴的过载保护是不会经常发生的。,6、12CM15-10D型连采机截割滚筒的截齿分布情况12CM15-10D型连续采煤机截割滚筒的直径1120mm，左滚筒、右滚筒的宽度各为830mm，中间滚筒的宽度为1220mm。左右滚筒的螺旋叶片各有两条，旋向相反，左滚筒为右螺旋，右滚筒为左螺旋，目的是使左右滚筒割落的煤炭在螺旋叶片作用下沿轴线方向向中部推移，直接落入下方装煤铲板的中间，由运输机运走。中间滚筒的螺旋叶片共4条，对称分布，旋向不同，左一半滚筒为右螺旋，右一半滚筒为左螺旋。截齿的分布如图所示，左滚筒与右滚筒的截齿相互对称分布，每个滚筒分布有16个截齿，每条螺旋叶片分布有8个截齿，等截距分布。中间滚筒对称分布27个截齿，分布在4条螺旋叶片上。,.,左右滚筒的截齿分布,中间滚筒的截齿分布,.,二、装载部1、12CM15-10D连采机装运机构的构成与工作原理12CM15-10D连采机的装运机构由装载机构与运输机两大部分组成，其动力部分是共用的。该型连采机采用三星爬爪圆盘式装载机构和单链刮板运输机机构，共用2台电机和2个减速器驱动。装载机构由电机、减速器、三星爪装置、铲板、铲板液压缸等组成；运输机由链轮、链条、刮板、溜槽、机尾滚筒、涨紧装置以及机尾升降油缸、摆动油缸等组成。工作时，三星爬爪装置将截落的煤收集至单链运输机并运送至机后卸载。装煤铲板在2个液压油缸的作用下可以升降，以适应装载条件或行走时底板的起伏变化。运输机机尾在升降、摆动油缸的作用下上下升降或左右摆动，以调整卸载时的高度和位置。,2、12CM15-10D型连采机装载机构减速器的工作原理连采机的装运机构两个减速箱与两个电机分别安装在铲板左、右侧的机架内，两个减速器因旋转方向的不同有左右之分，电机是通用的，不分左右，用电源的不同接线来达到旋转方向不同的目的。两个电机对称横装，便于拆装和维护检修。电动机为三相交流水冷式，45KW，1050V，1450r/min。电机的空心轴内安装扭矩轴，其作用与截割机构电动机的扭矩轴相同，结构类似。减速器为四级传动。,.,电机扭矩轴经一级直齿圆锥齿轮、二级行星轮、三级直齿轮和四级直齿圆锥齿轮减速后，同时驱动左右爬爪圆盘和运输机主轴旋转。输出轴驱动经花键套驱动运输机链轮主轴旋转，主轴同时也由另一侧的电动机与减速器同步驱动。装运机构的减速器箱体由三段组成，彼此用螺栓联结，均为铸件。减速器总传动比为27.14，装载圆盘转速50r/min,运输机链速为2.24m/min.,.,3、12CM15-10D型连采机装载机构减速器的组装工艺,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,4、圆盘三星爬爪装载机构的工作原理,装载机构采用三星爬爪圆盘式，也可称星轮装载机构，它由驱动圆盘和安装在驱动圆盘上的星轮装载臂组成。圆盘由减速器的大圆锥齿轮驱动。左右圆盘旋向相反，左侧顺时针，右侧逆时针，物料由装煤铲板前端饶外侧落入运输机。这种装置装载能力较大，且加工工艺较为简单，零件少，工作平稳，冲击负荷小，故维修工作量小，便于维护。圆盘三星爬爪装载机构是一种典型的曲柄摇杆机构，爬爪装置由圆盘、扒杆、连杆、摇杆以及铰轴、轴承等组成，圆盘（相当于曲柄）由减速器的V轴大圆锥齿轮驱动。扒杆的扒爪采用主副双爪，双爪爪尖的运动轨迹相互衔接。,.,.,5、运输机的结构和工作原理,连采机的运输机位于机器的中心轴线上，是一部单链刮板运输机。它由主轴、链轮、溜槽、刮板、链条、尾轮、涨紧装置、机尾摆动油缸、升降液压油缸等组成。动力由减速器输出轴的小圆锥齿轮经花键轴套传送至主轴，主轴的四齿链轮带动链子和刮板，实现煤的运输。溜槽由前后两部分组成，前面部分在装煤铲板上；后面部分又分为前后两段，前段溜槽的一端以绞轴与装煤铲板铰接，在两个升降油缸作用下溜槽可绕铰接轴上下升降；另一端以铰接与后段溜槽铰接，在摆动油缸作用下后段溜槽可饶轴水平摆动。运输机机尾水平摆角为正负45度，卸载高度范围为781-2068mm，刮板间距330mm，宽762mm。,.,.,机头链轮结构如图所示，链轮轴是中间带孔、两端有花键的构件。花键轴右端为内花键，它由减速器的圆锥轴齿轮的外花键短轴相联结。,链轮组装图,.,运输机尾部尾轮是由滚轮、轴承、密封及其轴等组成，轴两端有两个注油孔。,尾轮组装图,.,三、行走部,1、行走机构的结构与工作原理,如图所示，它由直流电机、减速器、链轮、履带、主机架、履带涨紧装置等组成。左右两侧履带驱动装置及履带结构完全相同，而且互相对称，每侧履带由1台26KW直流电机经减速器后直接驱动。,行走机构结构示意图,.,履带的驱动直流电机在履带架的后上方，用螺栓与减速器过渡法兰盘紧固，减速器用紧固在主机架外侧。带动履带链抡的行星减速器的中心轮轴上的花键轴与前级减速器从动齿轮相连接，而行星减速器两侧端盖和主机架联接，与行星减速器行星架为一体的驱动链轮带动履带链运动。主机架前端有履带涨紧装置，对履带的松紧程度进行调节。左右主机架均为复杂的钢板箱形组焊件，而右侧履带板设计成三个串联的油箱，吸油口设置在油箱的上方，三个油箱的总容积约为530L。,2、行走减速器的构成与工作原理,连采机的左右履带为两个独立的部件，所以它们的减速器也是独立的传动部件，每侧的减速器由圆锥-圆柱齿轮减速器和行星减速器两部分组成，均为对称布置，因而左右减速器不能互相通用，但行星减速器则完全一样。行星减速器的传动为五级传动，第一级为直齿轮，第二级为直齿圆锥齿轮，第三级、第四级为直齿轮，第五级为行星轮，在第四和第五级之间加装一级惰轮。,.,行走机构减速箱,.,行星轮传动装置如图所示，VI轴行星传动中心轮轴，该轴一端有两盘双列球面滚子轴承，另一端安装中心轮Z1。当中心轮Z1顺时针方向旋转时，与其啮合的4个行星轮Z2饶自身轴逆时针方向旋转。由于内齿圈Z3以力矩臂固定在行走机架上不能转动，所以与其啮合的4个行星轮Z2在自转的同时又在内齿圈Z3里按顺时针方向与中心轮Z1同向旋转，即公转。4个行星轮Z2安装在行星架的4个圆孔中，行星架固定在八齿履带链轮上，链轮与履带啮合，从而完成采煤机的行走动作。在链轮4与内齿圈Z3接口处装有浮动式密封，防止粉尘和水侵入。链轮4两端各以1盘双列球面滚子轴承支撑在减速箱体轮毂上。,行星传动装置结构图Z1、中心轮Z2、行星轮Z3内齿圈,.,3、行走机构履带松紧的标准,行走机构履带松紧要适度，其标准是：当采煤机垫起，履带转至最高位置时，履带下垂量保持在35-65mm范围内视为松紧适合，小于35mm或大于65mm就是过紧或过松。履带过紧会导致传动系统过载，增加链轮和履带的磨损，缩短使用寿命；履带过松会出现卡带或链抡崩齿，影响正常工作。因此，通过涨紧装置调节履带松紧是必不可少的日常工作。履带涨紧装置采用涨紧油缸方式，履带涨紧装置由托滚、转轴、轴承、油缸、柱塞、以及浮动密封等组成。涨紧履带时，用黄油枪注油脂，由于柱塞端部已顶住履带机架不能移动，迫使油缸4沿机架的导向凸缘向外推移，使托滚涨紧履带；托滚涨紧到位后，在柱塞与液压缸之间加入足够的垫片和卡板，使托滚固定在新的位置上然后松开油塞，释放缸内的全部油脂，防止损坏油缸。由此可见，履带调节时，靠油脂压力推移托滚，实现涨紧。托滚到位后，液压缸卸压，靠加入的垫片保持涨紧的压力。垫片的厚度有5、6、8、10、16mm五种，每增加2mm垫片，履带下垂量则减少25mm,当加入的垫片总厚度超过100mm，要卸下一块履带板。,.,履带涨紧装置,.,4、履带链外型尺寸与结构,履带链由履带板、弹性挡销、销轴组成。每条履带链的标准长度共计38块履带板，其节距P=177.8mm，宽度b=558.8mm，厚度=57mm。履带板为经调质处理的精密合金铸钢件。在宽度方向的两端各有一导向立筋，在履带链纵向的两端，分别铸有4个耳子和6个耳子，前后以铰接形式联接。销轴与履带板的销孔为间隙松动配合，便于安装，不易因煤水或锈蚀而形成难于转动的情况。,履带链,.,12CM15-10D型连采机液压部分,2007年10月,.,液压系统是流体系统的一个分支。它是在密闭容器里以液压油为介质，实现原动机与工作机构之间的能量转换，并传递运动和力的一种传动形式。其作用是将原动机的输出功率通过液压油的传递而使负载做功，而且能量间的相互转换是通过容积的变化来实现的。一个可以完成能量转换的液压系统由以下五部分组成。1、动力部分。把机械能转化成液体压力能的装置，常见的是液压泵。2、执行部分。把液体的压力能转换成机械能输出的装置，如在压力油推动下作直线运动的液压缸或作回转运动的液压马达。3、控制部分。对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置。这类元件主要包括各类控制阀或者由各种阀构成的组合装置。这些元件的不同组合组成了能完成不同功能的液压系统。如上例中的溢流阀、节流阀、换向阀等。,第一节液压概述,.,4、辅助部分。指以上三种组成部分以外的其它装置，如各种管接件、油管、油箱、过滤器、蓄能器、压力表等，起连接、输油、贮油、过滤、贮存压力能和测量等作用。5、传动介质：（工作介质）传递能量的液体介质，即各种液压工作介质，通常是指液压油，它用于实现运动和动力传递的同时，也当润滑使用。,.,第二节：12CM15-10D型连采机液压部分概述,12CM15-10D型连续采煤机的液压系统，是通过控制液压油的流动来实现对机器的截割臂、装载机构、稳定靴和输送机进行升高或降低处理。同时还可以使输送机左右摆动以及往油箱中加注液压油等作用。（一）液压系统部件：(在机器上显示拍照)液压系统包括一个容积为530L（140加仑）的油箱，一台功率52KW（72马力）的油泵电机、一台双联泵、两个截割升降油缸、两个铲板升降油缸、两个运输机升降油缸、一个运输机摆动油缸、一个稳定靴油缸、一台泥浆泵、一个主控阀、一个HIC阀、两个顺序阀、节流阀、过滤器、蓄能器、高压胶管、U型卡等元件。,.,（二）液压系统原理：该系统的工作原理基本上是一个多缸并列的双联泵开式系统。一台双联齿轮泵由一台外水冷三相交流电动机驱动，该电动机的额定功率为52KW，额定电压为1050V，转速为1450r/min。双联齿轮泵的流量和压力分别为：一联额定流量为140L/min（37gal/min），额定压力为16.9Mpa。主回路的油流向为：双联齿轮泵的另一联的额定流量为34L/min（9gal/min），额定压力为5.2Mpa。辅助回路的油流向为：,.,如图所示：这是一张12CM15-10D型连续采煤机的液压系统油路图，该图由主回路和辅助回路两大部分组成，图中“A”区域是主回路部分，“B”区域是辅助回路部分。“A”区域包含的液压元部件主要由各种结构的液压缸、溢流阀、载荷锁定阀、平衡阀、减压阀、顺序阀、多路换向阀、电磁阀、节流阀、粗过滤器、精过滤器、蓄能器、射流泵、油箱及油管等液压元器件组成。它的作用是向截割臂、铲板、输送机、稳定靴液压缸供应压力油。其中液压缸按结构和作用的不同分为以下几种：1）CONVEYORSWINGCYLINDER（输送机摆动液压缸）。它的作用是：对输送机的后端实现左、右各45的摆动运动2）CONVEYORELEVATECYLINDERS（输送机升降液压缸）。它的作用是：使连采机机尾升到适当的高度，以便给梭车或运煤车装煤3）GATHERINGHEADCYLINDERS（铲板升降液压缸）。它的所用是：使操作者操作收集头的升降状态或者是使收集头在浮动状态4）STABILIZERCYLINDER（稳定靴升降液压缸）。它的作用是：支撑稳定靴，将稳定靴支撑在底板，可以增加截割臂截割的稳定性,.,5）SHEARCYLINDERS（截割部升降液压缸）。它的作用是：调节截割臂的高度，改变或保持截割滚筒的位置。“B”区域它主要由过滤器、减压阀、电磁阀、泥浆泵和液压马达等组成。它的作用是向除尘电磁阀、除尘器泥浆泵的驱动液压马达提供液压油。注意：12CM15-10D型连续采煤机的液压系统注入的液压油采用HO-S68号液压油。（当使用的环境温度低于零下23摄氏度时，易采用HO46号透平液压油。如果使用阻燃液时，可选用60或40号水油乳剂，但它会加快液压件的磨损，从而缩短其使用寿命）。一般不使用,.,12CM15-10D连采机液压系统元件图,.,12CM15-10D型连采机液压系统示意图,.,第三节液压安全规程,在对本机进行任何液压维修或调节时，要严格遵守以下安全预防措施：1）在开动机器或操作任何控制装置前，操作人员必须阅读“介绍及机器操作”说明书，接受过如何正确操作机器的培训，并且完全熟悉所有控制装置。不是这样的话，可能会造成司机或其它人员严重的伤亡事故。2）该设备以电为动力。在调整、检修或更换部件的工作开始之前，一定要确保切断了这台机器的所有电源。“切断”是指：由执行维修的操作人员挂出警告提示牌、进行闭锁并且从配电开关上实际断开拖曳电缆。如果不遵守这一警告，可能会造成严重的伤亡事故。3）对机器的液压系统进行修理时，不能将液压回路图作为依据。只能查阅随机提供的原理图和管路图。使用不正确的图作为维修依据会导致维护人员严重的伤亡事故。4）液压管路中有高压油，所以在断开液压管或接头前，一定要先停机并释放掉压力。否则会被热的压力油严重致伤。,.,5）绝不可在紧靠液压支撑的部件下方工作。要安设足够的垫块支撑住载荷，否则，部件落下来会造成严重的伤亡事故。6）如果截割头或输送机没有完全降低，或者未用垫块或随时提供的安全柱可靠地支撑住，就不要从油缸上拆下载荷锁定组合阀。否则，如果截割头或输送机突然下降，就会造成严重的伤亡事故。,.,第四节液压元件,1、动力元件1.1双联齿轮泵12CM15型连采机液压系统基本上是一个多缸并列的双泵开式系统，一台双联齿轮泵由一台外水冷三相交流电动机驱动，该电动机的额定功率为52KW，额定电压为1050V，转速为1450r/min。这台双联齿轮泵的流量和压力分别为：一联额定流量为140L/min（37gal/min），额定压力为16.9Mpa。该联所在分支回路主要由各种结构的液压缸、溢流阀、载荷锁定阀、平衡阀、减压阀、顺序阀、多路换向阀、电磁阀、节流阀、粗过滤器、精过滤器、蓄能器、冷却器、喷射泵、泵吸阀、油箱及油管等液压元器件组成。该联为系统的主回路，它向截割升降油缸、铲板升降油缸、运输机摆动油缸、运输机升降油缸、稳定靴油缸提供液压油。,.,双联齿轮泵的另一联的额定流量为34L/min（9gal/min），额定压力为5.2Mpa，由安全溢流阀调定，向辅助油路供油。它主要由过滤器、减压阀、电磁阀、液控阀、顺序阀、安全溢流阀、泥浆泵、液压马达等组成。该联泵还向水阀、除尘泥浆泵的驱动液压马达供应液压油。它由轴端盖、大、小齿轮、泵壳、支承架体、输出轴、后端盖、螺栓、轴承及密封等组成，泵壳为合金铸铁制造。该泵用螺栓将轴端盖、大、小齿轮泵壳、支承架体及后端盖联接成一体。大、小齿轮泵的排液口在前面，大、小泵的吸液口在后面。齿轮泵的输出轴为渐开线花键，泵的外形尺寸为400*198.4*152.4mm。齿轮泵是一种单向运转液压泵，吸油孔较大，排油孔较小，其结构简单，体积小，工作可靠，维护方便，对冲击负荷适应性好。,.,双联齿轮泵,.,2、执行元件2-1液压油缸液压缸在液压系统中也是执行元件，是将液压能转换成机械能的装置。液压缸的输入量是流体的流量和压力，输出的是直线运动速度和力。液压缸输出机械能的运动形式为直线往复运动或摆动。液压缸的种类很多，一般可分为推力液压缸或摆动液压缸两大类。12CM15-10D型连续采煤机执行液压缸共有8个，其中截割臂升降2个，铲板升降2个，刮板输送机升降2个，刮板输送机摆动1个，稳定靴升降1个。其中刮板输送机液压缸为三伸缩单作用液压缸，铲板升降液压缸为单作用液压缸，其余均为双作用液压缸。,.,.,3、控制元件3-1主操作阀液压系统的主操作阀也称主控制阀或多路电液换向阀。如图所示：主操纵阀自左向右共有8片，其中首片是液压管路输入，末片是液压管路输出，中间的6片是三位六通换向阀。在控制方式上，除第一片为手动控制外，其余5片均为手动控制及电液控制两种控制方式。主操作阀的首片与中间的6片阀片都装有安全溢流阀，首片为主安全阀，其余为各分路安全阀，各分路如果是双作用油缸，则装设两个安全阀，如果是单作用油缸，则装设一个安全阀。在输送机尾部摆动的换向阀阀片上，还装有一个可调节输送机尾部左右摆动的速度趋于一致。主操纵阀进液部有两条平行通道，经过所有的工作阀片。如果阀组里的所有阀片都处于中间位置，油流就通过上通道，闯过整个阀组而返回油箱。当操作了某片阀芯时，上部通道就被堵塞，这时油流就换向进入下部通道。由于这个通道的出口是堵塞的，这个通道就会有压力。压力油就回打开被操作的阀片的单向阀，从工作油口流出。从油缸回来的油进入对应的工作油口，回到油箱。,.,如果司机同时操作两个阀芯，压力油就会先通过阻力较小的那个油缸。当这个油缸在动作时，压力会逐步增大，来操作另一个油缸。如果压力油压力增大，便会经过一个整定值较低的即阻力最小的安全阀通道而卸压。安装在主操纵阀首片的安全阀是保护主泵的主安全阀。主安全阀是一个插装阀，位于入口阀片之内，对泵提供过压保护。如果管路压力达到或者超过预调值16560-17250KPA（2400-2500PSI），主控阀便会打开，油流回油箱。主安全阀通常不打开，只有当某个工作阀被启动，或者主回油管路被堵塞而阻断通往油箱的直通油道并导致压力系统过高时，此阀才被打开。因为，如果直接流回油箱会导致系统压力降低。,.,液压系统主操作阀的组成与工作原理液压系统的主操作阀也称主控制阀或多路电液换向阀，是由五联三位六通换向阀、安全溢流阀、先导电磁阀组合而成（图示为六联，其左侧增加了一联手动三位六通换向阀）。该阀组分别控制截割臂、铲板、稳定靴、运输机的液压缸。操作方式有手动和电液控制两种，中间阀位为“O”型滑阀机能。阀组左侧向右布置顺序为：第二联运输机尾部摆动，A、B口均装有安全溢流阀；第三联运输机升降，A口未装有安全溢流阀，B口装有安全溢流阀；第四联铲板升降，A口未安装安全溢流阀，B口装有安全溢流阀；第五联稳定靴，A、B口均装有安全溢流阀；第六联截割臂，A、B口均装有安全溢流阀。,.,.,主操作阀工作原理示意图,.,3.2载荷锁定阀如图所示：（217）安装在液压缸体上的载荷锁定阀由单向阀6、卸荷阀5和高压安全阀4组成。它安装在截割臂、稳定靴及输送机升降的液压缸体上的阀体内，阀体与缸体焊成一体，并用钢管焊接与缸体内连通。载荷锁定阀为插装阀，与阀体螺纹连接，靠“O”形圈端面密封，它的额定流量94.635L/min，先导比4.25：1。,载荷锁定阀有三个作用：1、导通油流；2、液压缸闭锁；3、高压状态时向外卸荷。当操纵换向阀使液压缸活塞伸缩时，压力油由进口2进入该阀，打开单向阀6进入液压缸活塞腔，使活塞推定活塞杆外伸，活塞杆腔的油经回油路流回油箱。当停止向液压缸供油时，单向阀闭锁，活塞腔的油不会倒流而液压缸的活塞杆停止运动。当操纵换向阀使液压缸的活塞杆腔供油、活塞杆缩回时，卸荷阀5在活塞腔油压及来自油泵供压力油，从先导油口7进入阀内，共同对卸荷阀5的作用，即行自动打开，液压缸活塞腔液压油经此流回单向阀6及卸荷阀5自动关闭，使压力油闭锁在活塞腔内，保持液压缸位置不动。此时，卸荷阀5预置的压力足以支持其构件的自重对该阀产生的压力。但如果活塞腔的压力超过了预置的压力时，卸荷阀5打开，压力油经此阀流回油箱卸荷，活塞杆缩回，起保,.,护液压缸的作用。待液压缸活塞腔的压力降至预置的压力以下时，卸荷阀自动关闭，液压缸重新闭锁而停止运动。,当工作中出现冒顶活其它意外因素，使液压缸支撑的构件突然承受巨大载荷而速度迅猛时，高压安全阀4即行动作，活塞腔的压力油经由孔1直接向大气迅速泄放，活塞杆很快缩回，保护液压缸免遭破坏。由此可见，载荷锁定阀有两个不同的工作压力，卸荷阀预置压力和安全阀开启压力，输送机升降液压缸回路，这两个压力分别为13.8Mpa和22.1Mpa；稳定靴升降液压缸回路分别为19.2Mpa和27.2Mpa，上述调定的压力值是不允许随意变动的。,载荷锁定阀工作原理示意图,.,3.3单向顺序阀单向顺序阀也称平衡阀。在截割臂和铲板回路装有直控单向顺序阀，该阀除可实现顺序动作和油流反向外，还起平衡阀的作用。当截割臂或铲板下降时，给液压缸活塞腔油路提供一定的背压，可以平衡该部件的自重，使截割臂或铲板下降平稳，这个背压就是顺序阀的起动压力。因此，单向顺序阀也称平衡阀，其工作原理示意图如下所示：阀的P1、T接口通液压缸活塞腔，P2口通油泵压力油。当压力油由P2口进入，打开单向阀1经P1口进入液压缸活塞时，液压缸活塞杆伸出；当需要液压缸缩回下降时，它的活塞腔压力油进入P1口和控制口T，进入T口的控制油使顺序阀6动作，则需较大压力，此压力就是给液压缸活塞腔提供平衡下降的背压。当顺序阀起动后，液压缸活塞腔压力油由P1口经P2口进入油箱，活塞杆平稳下降的背压。当顺序阀启动后，液压缸活塞腔压力油由P1口经P2口进入油箱，活塞杆平稳下降。如果活塞杆下降出现了断续运动，则需重新调整顺序阀的弹簧压力。,.,单向顺序阀工作原理示意图,.,3.4H.I.C阀组H.I.C阀组是连续采煤机的一个专用阀，H.I.C阀是英文液压继承控制阀的缩写，所以可叫液压集成控制阀，其结构如图所示（219）：该阀由二位三通电磁阀、减压阀、直控顺序阀及节流孔组合而成。其作用是向机器的供水阀和多路换向阀共给控制油。,该阀组接在系统的60目过滤器与多路换向阀之间，来自油泵的压力油由该阀组P口进入。一路通检查接口GP，用以检查油泵的供油压力；一路经过斜孔11进入减压阀5，经减压后的控制油由P3口流出，操纵多路换向阀的电磁阀，同时控制油由P2口流出，供给二位三通电磁阀8，用以控制供水的二位二通水阀；还有一路经直径3.17mm的节流孔10，由P1出口进入多路换向阀主油路，节流小孔10的阻尼作用保持顺序阀4的平稳工作，并且能够使其在工作中得到足够的背压。GP4为减压阀5的压力检查口，T口为阀组泄漏楼口，流回油箱。电磁阀8与多路换向阀的电磁阀完全相同，顺序阀4调定的动作压力为1.9252.275Mpa，减压阀5调定的动作压力为1.5751.925Mpa，由于前者高于后者，所以它们动作的顺序是减压阀到达其动作压力1.925Mpa时，顺序阀才能开启。即只有水阀和多路换向阀的电液阀控制油到位后，系统的液压缸才具备正常工作的压力。当二位三通,.,电磁阀8接通后，来自减压阀5的控制油流入电磁阀8的阀腔，经出口P2推动水，接通机器的供水系统。,.,3.5除尘电磁阀除尘电磁阀和HIC阀相似，在一块阀板上装配有三块液压阀，即结构图中的二位三通液控阀、安全溢流阀、二位三通电磁阀。液压原理图中P口接泵口来的高压油，B口接泥浆泵液压马达。AP口接从主泵经HIC阀、过滤器来的控制油路，WV口接供水系统的二位二通液控水阀，AT口与T口接油箱，GN口、G口是辅助油路系统的压力检测点。该油路安全溢流阀调定压力为5.2Mpa。除尘器未启动时，阀里的二位三通电磁阀则不通电，其右阀位接通，除尘器控制阀里的二位三通液控阀与供水系统的二位二通液控水阀都不动作。除尘器启动后，电磁阀通电，接通高压控制油路，使泥浆泵运转工作，并通水使除尘器喷雾降尘。,.,.,4、辅助元件4.1高压胶管连续采煤机采用的高压胶管主要有三种结构形式，如图所示：自上而下分别为：插装式（staple）、活节头式(J.I.C)和固定接头式(MPT)。本机安装的液压、供水、防火系统的胶管，大多数的长度为254、406、610、914、1270mm几种尺寸。插装式胶管总成的胶管两端扣压着装有O形密封圈的公接头，当它插入相连接的母接头中后，借O形密封圈密封，用U形卡将其连接在一起的公母接头卡住防脱，使用很方便。活节头式胶管总成的两端采用扣压式活可拆卸式两种结构，它的两端装有可转动的活节头螺母，本机采用标准的扣压式结构。,固定节头式胶管总成的胶管两端采用扣压式或可拆卸式两种结构，它的两端是固定式公节头，它与可转动的母管节头相连接，当然也可与活节头式胶管相连接。,.,三种结构型式的高压胶管,.,4.2过滤器12CM15-10D型连续采煤机，所使用的过滤器按其滤心材料的过滤机制来区分，它主要有表面型过滤器、深度型过滤器、磁性过滤器三种类型。1、磁性过滤器12CM15-10D型连续采煤机安装在双联泵吸油口和射流泵吸油口的过滤器为Y型过滤器，即磁性过滤器。它的滤心材料为永久磁铁，利用磁化原理可吸附混入液压介质中的铁屑。其过滤精度可达到20um。可有效避免较大颗粒的杂质进入齿轮泵，起到保护泵的作用。2、表面型过滤器12CM15-10D型连续采煤机安装在回油管路中的过滤器为表面型过滤器，它的滤心材料为均匀的标定小孔，过滤精度可以达到10um。可使油液在流回油箱前得到过滤，起到净化油液的作用。,.,3、深度型过滤器12CM15-10D型连续采煤机安装在主控阀电液控制回路上的过滤器为深度型过滤器。它的滤心材料为多孔可透性材料，其内部具有曲折迂回的通道。大于表面孔径的杂质直接被截留在外表面，较小的污染杂质进入滤材内部，撞到通道壁上，由于吸附作用而得到滤除。过滤精度可以达到10um，以保证其它元件的正常工作。注意：过滤器是用于过滤油液杂质，降低油液污染度的装置，因此为了保证系统正常地工作，操作人员一定要定期对其进行清洗。,.,4.3密封装置密封是解决液压系统泄漏问题最重要、最有效的手段。液压系统如果密封不良，可能出现不允许的外泄漏，外漏的油液将会污染环境；还可能使空气进入吸油腔，影响液压泵的工作性能和液压执行元件运动的平稳性(爬行)；泄漏严重时，系统容积效率过低，甚至工作压力达不到要求值。若密封过度，虽可防止泄漏，但会造成密封部分的剧烈磨损，缩短密封件的使用寿命，增大液压元件内的运动摩擦阻力，降低系统的机械效率。1、对密封装置的要求1.在工作压力和一定的温度范围内，应具有良好的密封性能，并随着压力的增加能自动提高密封性能。2.密封装置和运动件之间的摩擦力要小，摩擦系数要稳定。3.抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿。,.,2、密封装置的类型和特点密封按其工作原理来分可分为非接触式密封和接触式密封。前者主要指间隙密封，后者指密封件密封。O型密封圈O型密封圈一般用耐油橡胶制成，其横截面呈圆形，它具有良好的密封性能，内外侧和端面都能起密封作用，结构紧凑，运动件的摩擦阻力小，制造容易，装拆方便，成本低，且高低压均可以用，所以在液压系统中得到广泛的应用。图所示为O形密封圈的结构和工作情况。图6-7(a)为其外形圈；图6-7(b)为装入密封沟槽的情况，1、2为O形圈装配后的预压缩量，通常用压缩率W表示，即W=(d0-h)/d0100%，当油液工作压力超过10MPa时，O形圈在往复运动中容易被油液压力挤入间隙而损坏。,.,.,4.4蓄能器一、功用和分类功用蓄能器的功用主要是储存油液多余的压力能，并在需要时释放出来。在液压系统中蓄能,图6-1液压系统中的流量供应情况T一个循环周期,(1)在短时间内供应大量压力油液：实现周期性动作的液压系统(见图6-1)，在系统不需大量油液时，可以把液压泵输出的多余压力油这样就可使系统选用流量等于循环周期内平均流量液储存在蓄能器内，到需要时再由蓄能器快速释放给系统。qm的液压泵，以减小电动机功率消耗，降低系统温升。,.,(2)维持系统压力：在液压泵停止向系统提供油液的情况下，蓄能器能把储存的压力油液供给系统，补偿系统泄漏或充当应急能源，使系统在一段时间内维持系统压力，避免停电或系统发生故障时油源突然中断所造成的机件损坏。(3)减小液压冲击或压力脉动：蓄能器能吸收，大大减小其幅值。,二.类型12CM15-10D型连采机的蓄能器的类型为充气式，其中充气式又包括气瓶式、活塞式和皮囊式三种，12CM15-10D型连采机的蓄能器为气瓶式。,蓄能器示意图,.,（四）射流泵射流泵的工作原理，液压油q1从喷嘴高速喷出时,在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空,周围形成低压区，故被输送的液压油q2即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动量交换，使被输送液压油的动能增加，最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能，使液压油流入主油箱。,传动介质（工作介质）12CM15-10型连采机上使用的液压油型号为HO-S型68号，即标准68号液压油。如果温度低于23度，则可以用HO-T液压油或自动传动油来代替。,.,液压系统是否能正常运行在很大程度上取决于液压元件的质量。在液压元件发生故障时，首先需要检查液压油，共以下几个方面：1、系统里的油量不足；2、系统采用了不合格的油品；3、液压油的状况不良，如太脏，有水，和生锈现象；4、液压系统的油路里有空气；,.,第四节12CM-15D型连采机的液压系统回路,5-1、泵回路液压泵给液压回路提供动力。要起动泵电机，先合上有关的断路器，并把截割电机开关旋转到OFF位置。然后把主控制台上的泵开关转到START位置。并且按住此开关不放，显示屏上会先显示“E/LCHECK”，然后显示“PUMPREADY”。此时松开泵开关，它就会由弹簧复位到“RUN”位置。然后把它再转到“START”位置，当泵电机开始运行后松开泵开关。,.,泵电机运转后起动影响报警的作用，表明连续采煤机已经有电，正在运行。泵先运行起来之后，才能运行连续采煤机上的其它功能。,泵回路系统运行时的示意图,.,液压泵所产生的真空把液体从油管吸上来。当液压泵在空载时，其主泵的液压通道为：压力油从主泵流出，经H.I.C阀组的顺序阀、换向阀的16片换向阀，通过10微米精过滤器流回油箱。其辅助泵的液压通道为：压力油从辅助泵流出，经除尘器控制阀里的二位三通液控阀的下阀位流回油箱。如图所示：这是一张泵回路的油路走向图：液压油从油箱吸取，在压力下经过压力过滤器、喷嘴换向阀、主控阀和回油过滤器流回油箱。（一）主控阀：主控阀有6片工作阀，用螺栓固定在入口阀片和出口阀片之间。每片工作阀都有一个特定的液压功能。工作阀片包括一个阀芯，一个单向阀，一个或两个油口安全阀。每个阀芯连接一个控制手柄。移动手柄，则换一个阀位。而电磁阀可对机器主要的液压功能进行遥控操作。（二）主安全阀：主安全阀是一个插装阀，位于入口阀片內，对油泵提供过压保护。如果管路压力达到或超过预调值1650017200（24002500磅/平方英寸），主安全阀贬毁打开,.,向油箱回油。主安全阀通常不打开。只有当某个工作阀被起动，或者主回油管路被堵塞才打开。因为，如果直接流回箱体会导致系统压力降低。（三）安全阀的调定压力：安全阀调定压力过低时，受其保护的回路或液压系统中的液压部件在未达到足够的起动压力之前，安全阀就打开并向液压缸回油。如不重新调定，回路或系统就不会正确动作，并产生不必要的热量。安全阀调定压力超过系统元件的额定值时，安全阀就会变的毫无意义。这种情况比系统中根本没有安全阀还要危险，因为它会给操作人员产生安全的错觉。(四)并联油路无论什么时候，只要某个阀芯被操作人员动作，液压油一定会流向控制回路元件的那一片阀。为了满足这一要求，主控阀采用油路并联，使系统油液能到达所有的阀片。此时，实际液流并不出现在中心通道上，因为通过中心油口的液流已经被阀芯阻断。,如果两个阀芯同时移动，租赁最小的元件就会先被接通。第二个元件只能在第一个元件被起动后，直到压力平衡时才能被接通。液压油总是流向阻力较小的通道。,.,泵回路组装图,.,5.2、截割臂回路截割臂升降回路用来在采煤时调节截割臂的高度，使司机可以改变或保持截割滚筒的位置。维修人员还可以用截割臂降到地面来抬起连采机的前端，以便维修使用。两个双作用液压缸用于升高或降低截割臂。,截割液压缸以载荷锁定阀组为保护装置。这一安全装置，当液压管损坏或偶然被拆除时，用于保持液压缸的压力。该阀组由一个单向阀和两个先导阀组成，用来控制进出液压缸的液压油。载荷锁定阀组的开启值是两个不同的出厂调定压力值或额定值。通常的开启压力足以抗住未支承的截割臂重量在液压缸中引起的液压力。第二个额定值，即通向大气额定值，在顶板垮落或碰撞等发生时，用以保护液压缸免受因瞬时高压力冲击造成的损坏。如果压力超出了调定值，载荷锁定阀将打开与大气相通，使液压缸卸载。平衡阀平衡阀使液压油通过单向阀流入油缸活塞端，但需用一个先导顺序阀来阻止液压油流出。在截割臂下降之前，必须克服油缸活塞端已有的背压。存在背压，能使截割臂在上升和下降的过程中更加平衡。,.,背压检查在截割油缸的活塞杆侧连接一根小直径的管路，此管路向油箱排油，释放压力，并在控制阀返回中位时使载荷锁定阀复位。被封闭的回油管会使载荷锁定阀保持压力，并使之保持打开状态。当阀芯在中位时，打开的载荷锁定阀会使截割臂下降。,为了检查工作情况，设有截割回路背压检查点，并安装一个0-3000（PSI）的压力表。降低截割臂，控制手柄到中位，压力表显示值在5秒内降到零。截割回路背压检查点位于泵和电机附近的润滑区域。日检验阀此阀用于检验截割油缸是否完善。为了进行检验，要升起截割臂，切断机器电源。将阀慢慢打开，如果截割快速下降，则说明一个截割油缸或一个载荷锁定阀出了毛病，在继续操作之前要将有故障的元件修好。在井下工作时每天进行检查。截割臂液压回路的执行机构为2个双作用液压缸，可实现截割臂升起、下降、固定、并且可以在机组检修时抬起机组前端。,.,截割臂上升将截割臂控制阀手柄扳到上升位置，或起动遥控器上的触发开关，使阀芯移动，使左起第6片换向阀上阀位接入系统，主泵的压力油经H.I.C阀组的顺序阀、左起第6片换向阀内的单向阀、换向阀、平衡阀后，分两路分别进入两个液压缸的载荷锁定阀，分别打开单向阀进入液压缸的活塞腔，推动活塞腔上升，截割臂升起。液压缸活塞杆腔回油经左起第6片换向阀、10微米精过滤器流入油箱。,截割臂下降将截割臂控制阀手柄扳到下降位置，或起动遥控器上的触发开关，使阀槽移动，使左起第6片换向阀的下阀位接入系统，主泵的压力油经H.I.C阀组的顺序阀、左起第6片换向阀内的单向阀、换向阀后，分两路分别进入两个液压缸的活塞杆腔，进入活塞杆腔的同时，还进入载荷锁定阀中卸荷阀的控制油口，卸荷阀在液压缸活塞腔压力油及控制油口液压泵压力油的共同作用下开启，回油从液压缸活塞腔经卸荷阀、平衡阀、左起第6片换向阀、过滤器，进入油箱。注意：截割臂下降的回油回路流经平衡阀，平衡阀在系统里造成一个正的背压，从而降低截割臂前必须先克服截割臂的重量。连续采煤机向下的切割力就是限制为主安全阀压力减去平衡阀的整定压力。这样可以防止在正常工作时，连续采煤,.,机的前端从地面抬起。它消除了截割臂的跳动从而使截割更平稳。,.,机器前端抬起当检修机器时需要抬起机器的前端时，可先将截割滚筒支承在煤壁台阶上，然后操纵左起第6片换向阀至降臂下阀位的位置，同时压下平衡阀旁的二位二通手动旁通阀，此时旁通阀将平衡阀端接，使液压缸活塞腔在消除背压状态下直接经旁通阀、换向阀、过滤器回油至油箱。二位二通手动旁通阀的作用是把平衡阀短路，使截割臂降低回路中有足够的压力。由于截割臂的截割滚动抵住煤壁台阶，而液压缸继续收缩而将机器前端抬起。机器前端抬起后，主控阀必须保持在向下截割的位置，才能保持原状。如果松开，主控阀就会使履带的前端落回到地面。如果要将整个连续采煤机被抬起时，则要注意：第一步要伸出连续采煤机后部的稳定靴千斤顶，然后再用上述办法抬起履带的前端。截割臂回路的2个方向上的安全溢流阀调定的压力均为16.9Mpa。（2450PS