维普资讯 http://www.cqvip.com 液压与气动 ２００７年第８期 煤矿支护设备综合试验台液压系统的设计 曹春玲 Ｄｅｆｉｇｎ ｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＣＡＯ Ｃｈｕｎ－ｌｉｎｇ （西安科技大学机械工程学院，陕西西安７ １００５４） 摘 要：介绍了以乳化液、机械油两种不同介质作为液压源提供动力，完成的煤矿支护设备小流量阀类 和千斤顶、立柱等液压元件综合试验台的设计原理和特点。 关键词：液压系统；液压元件；试验台 中图分类号：１３７．３文献标识码：Ｂ文章编号：１０００．４８５８（２００７）０８．００２４．０３ １前言 行各种性能测试试验。ＸＲＢ１０／３１．５乳化液泵为乳化 液系统提供乳化液，可用于试验以乳化液为介质的各 类液压元器件。操纵台的低压乳化液注液口，加接软 管用注液枪可对支柱注液，注满后拔掉注液枪接上专 煤矿综采工作面的支护设备使用以５％乳化油与 ９５％水混合配制而成的水包油型乳化液为工作介质， 由于乳化液黏度低，容易泄漏，密封性不如矿物油。为 了能更好地发挥支护设备的作用，保障安全生产，提高 经济效益，液压支架用阀、立柱、千斤顶、高压胶管等各 种液压元器件都需按国家煤炭行业标准进行各种特性 试验与密封性能试验，达到相应的质量标准要求方可 出厂。根据上述要求为某检测中心专门设计的煤矿综 采工作面支护设备的小流量试验台，其主要的技术指 标如表１所示。 表１主要技术指标 配回液接头和软管，使排液返回操作台乳化液箱。可 对立柱、千斤顶进行升降柱试验。 １）油压系统 试验台油压系统由电动机带动齿轮泵２作动力。 齿轮泵经网式过滤器１吸油，排油通过节流阀３调节 增压器缸活塞的运动速度。低压溢流阀４用以调整液 压泵压力。液压系统中设置２个电磁阀６、７：电磁阀６ 用来控制增压器缸活塞运动方向；电磁阀７用以控制 压力机缸１５的运动。使用压力机对立柱、千斤顶做承 １００ ｔ ６０ ｔ 操纵台 最高工作压力 额定工作压力 压力机 最大承载能力 额定承载能力 ７５０ ＭＰａ ６００ ＭＰａ 压试验时，操纵电磁阀６、７，液压泵２排出的机械油经 电磁阀６注入增压器９左端的大活塞腔，液压缸处于 高压排量 油、乳化液接口 ０．６ ＩＭ次 １０个 最高工作压力 额定工作压力 ３１．５ ＭＰａ １９ ＭＰａ 低压空行程。大活塞腔中注入机械油，同时通过单向 阀１１与８的机械油进入压力机缸１５，使压力机缸获 得较大的移动速度。注油完成后操纵电磁阀６换向， 油压工作液 试阀和注液 ３０ 机油 乳化液 最大加载高度 最大调节高度 ２５００ ｍｍ １１４０ ｍｍ 增压器９右端排出的高压油进入压力机缸，压力机对 试件１４进行加压试验。这时单向阀８自动切断低压 油，压力机加载行程注入压力机缸的油量小，液压缸运 ２系统组成及工作原理 煤矿支护设备小流量综合试验台分为操纵台与压 力机两部分。立柱、千斤顶的加压试验通过压力机完 行速度减慢。截止阀ｌ３为压力机油源开关，高压溢流 阀５起到保护压力机避免过载的作用。当压力机油源 成。压力机使用介质为３０ 机械油，而其他煤矿支护 设备液压元件大多使用乳化液介质，因而，试验台液压 系统的设计选择由油压系统和乳化液系统两部分组 成。试验台液压系统如图１所示。油压系统由齿轮泵 开关截止阀１３关闭时，增压器左端排出的高压油可经 过单向阀１２进入以机械油为介质的阀测试单元，其压 收稿日期：２００７．０１．２４ （ＣＢ．２５）作动力源为增压器和压力机提供液压油，同 时还设计有接口能对以油为介质的阀等液压元器件进 作者简介：曹春玲（１９６４一），女，山东博兴人，副教授，主要从 事教学及乳化液泵站与液压系统的研究设计工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第８期 液压与气动 ２５ １、１８．过滤器２．液压泵３、２４．节流阀４、２０．低压溢流阀５、１６、１７．高压溢流阀６、７．电磁阀８、１０、１１、１２．单向阀 ９．双作用式增压器１３、２１．载止阀ｌ４．外接斌件１５．压力机缸１９．乳化液泵２２．负载缸２３．被试阀 图１试验台液压系统图 力可由增压器左端高压溢流阀１６设定。 截止阀２１进入负载缸２２的活塞杆腔，另一路高压乳 当压力机作支柱保压试验时，可通过压力机保压 化液经单向阀进入配液板及被试阀２３，从被试阀工作 截止阀１３截断压力机缸上部油路，防止支柱保压试验 口Ｐ 排出的液体经节流阀进入负载缸的活塞腔，从 过程油液泄漏。通过截止阀的开度可灵敏地调节压力 被试阀回液口Ｐ 排出的乳化液经节流阀２４及截止阀 机速度。 返回液箱。可针对不同规格的电磁先导阀进行试验。 双作用式增压器９中部大活塞由油压带动，低压 ３结构特点 油经吸油阀注入，加压后通过排油阀排出高压油（乳化 （１）试验台由压力机与操纵台两部分组成。操纵 液），高压缸设有高压溢流阀１６、１７，起调整高压输出 台集中了动力、控制、保护和计量仪表。既可用以试验 压力、安全卸载、回流用。增压器排出口还设有专供检 阀和其他液压件，又可操纵压力机。结构紧凑，便于操 修增压器用的单向阀，油液经单向阀接通到各阀组。 作。 阀组上装有截止阀控制进液、卸载，阀组上还设置有通 （２）被试阀安装方式设置有板式连接及快速接头 过卸载而对低压压力表起保护作用的低压溢流阀等。 安装两种方式。可满足各种液压元件低压、高压、超高 ２）乳化液系统 压的性能测试，也可以配合其他辅助设备满足不同形 乳化液系统由电动机带动一台ＸＲＢ１０／３１．５乳化 式被试件及不同试验项目的要求。 液泵提供乳化液，乳化液泵１９的吸油口装有网式过滤 （３）试验台用于电磁先导阀试验时，有专用的负 器１８，排油口上装有低压溢流阀２０，调整注液压力和 载缸模拟先导阀上的负载，负载缸活塞杆腔的排量为 回油用。 先导阀负载（主控阀控制腔）的容积。更换活塞杆腔隔 设计的增压器９的左端高压乳化液腔与其他各腔 离套，可调整负载缸的排量，模拟实际主控阀进行测 分离，有专门的回油口，防止乳化液泄漏进入中部的活 试，保证先导阀的特性满足设计要求。 塞腔造成污染。由乳化液泵１９向增压器注入的乳化 （４）系统由电动机带动一台ＸＲＢ１０／３１．５乳化液 液，由增压器加压后通过排液阀排出。增压器排出的 泵提供乳化液，齿轮泵提供机械油，泵的功率小，发热 高压乳化液经单向阀后分二路：一路接外接口与阀组 量小。通过双动、双作用式增压器提升压力，使高水基 上，可通过注液枪注液或直接对液压阀试验；另一路接 乳化液小流量试验台最高压力达７５０ ＭＰａ，额定工作 入被试电磁先导阀阀板上用于电磁先导阀试验。 压力６００ ＭＰａ，属于超高压力，且系统结构简单、紧凑， 乳化液系统进行电磁先导阀试验时，乳化液经过 性能可靠。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２６ 液压与气动 ２００７年第８期 基于灰色预测的冲压机油液铁谱定量分析的研究 沈凌 ，阮锋 ，陈承泽 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｏｉｌ Ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｙ Ｑ ｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｕｎｃｈ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｆ Ｇｒｅｙ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ＳＨＥＮ Ｌｉｎｇ ，ＲＵＡＮ Ｆｅｎｇ２，ＣＨＥＮ Ｃｈｅｎｇ—ｚｅ３ （１．广东交通职业技术学院，广东广州５１０６５０；２．华南理工大学机械工程学院，广东广州５１０６４１； ３．广州机械科学研究院，广东广州５１０７００） 摘要：采用灰色模型ＧＭ（１，１）对冲压机液压油的铁谱定量分析的基本参数大磨粒读数ＤＬ和小磨粒 读数Ｄｓ进行了预测，并以此计算出其他定量参数（磨损烈度指数、累积总磨损∑（ＤＬ＋Ｄｓ）、累积磨损烈度 ∑（ＤＬ—Ｄｓ）和大磨粒百分数ＰＬＰ），为冲压机油液监控提供了有力的分析依据，解决了一个换油周期内数据 信息量少、预测不确定性的问题。经后验差法检验，该模型的预测精度高。 关键词：冲压机；油液；铁谱分析；灰色预测 。 中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—４８５８（２００７）０８—００２６．０３ １ 引言 ２铁谱分析法 ２原理及参数 汽车制造业是一个国家的主导行业，近几年我国 油液分析有很多种方法，如光谱分析法、铁谱分析 的汽车行业出现了超常增长的态势。大型冲压生产线 法及油品常规理化指标分析法等。铁谱分析是利用高 就是用于制造汽车大型覆盖件的关键冲压设备，它的 梯度磁场将经稀释后的油液中所含的机械磨损碎屑按 特点是生产设备大型化，生产连续化、高速化和自动 其微粒大小有序地分离出来，沉积在玻璃基片上（分析 化，这些设备在提高生产率，降低生产成本，节约能源 式铁谱仪），或玻璃管内（直读式铁谱仪）。通过对磨粒 和人力，减少废品率，保证产品质量等方面有着巨大的 进行有关形状、大小、成分、数量及粒度分布等方面的定 优势；但在另一个方面，设备因磨损过度而产生突发性 性和定量观测，便可判断机械设备的磨损状况，获得有 故障往往会给整条生产线造成巨大的损失。因此对冲 关摩擦副磨损状态的重要信息，预报零部件的失效。 压生产线的重要组成环节——冲压机的设备状态监测 铁谱定量分析对设备磨损状态的判断起着非常重 也１３益受到重视，如何使设备在不停产、不肢解条件下 要的作用，主要是根据测量磨粒的百分覆盖面积，来确 进行故障诊断和预测，在防止重大恶性事故的发生、提 定磨粒浓度、大小，磨粒的相对含量，从而对零件磨损 高经济效益方面具有重大意ｙ．Ｅ 。目前，冲压机的故 的过程进行量的评估。由直读铁谱仪测得基本参数 障诊断和预测主要是采用油液监控的方法ｏＩ本文就铁 Ｄ【、．Ｄｓ，，再计算出状态定量参数，ｓ、 （Ｄ【．＋Ｄｓ）和 谱定量分析的基本参数ＤＩ 和Ｄｓ进行灰建模预测，再 计算出其他定量参数进行分析，为冲压机油液监控提 收稿日期：２００７．０１．０８ 供了有力的分析依据，解决了定量分析数据信息量少、 作者简介：沈凌（１９７２－），女，浙江省长兴县人，副教授，硕 预测不确定性的问题。 士，研究方向：冲压加工工艺及设备。 ４结束语 性试验，也可作液压支架整架试验内加载的压力源。通 煤矿综采工作面的支护设备的小流量综合试验台 过调试试验台已达到设计要求，并通过验收投入正常使 可对以乳化液为介质的煤矿液压支架小流量阀、支柱、 用。试验台的研制促进该类产品质量的提高，在减少安 千斤顶、高压胶管及各种液压元件进行特性试验及密封 全事故进而提高生产效率等方面发挥重要作用。 口