矿用钻机液压回路行程开关与节流孔的设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

煤巷锚杆支护是近年来发展较快的-种井巷支护方式。改善支护效果、降低支护成本 ，加快支护效率 ，减小劳动强度等方面受到世界各产煤国的重视l1。锚钻是煤矿钻机的重要功能 。自动打钻可 以实现 自动化的打钻作业 ，操作简单方便 .省时省力 ，在煤矿钻机 中得到广泛应用。本文设计 了-种液压 回路 ，实现 自动打钻作业 ，当钻机运动到行程终点时 ，通过设计行程开关和节流孔的匹配 ，实现运动到行程终点时的 自动停止 。

1 钻机液压回路工作原理的介绍钻机液压回路如图 1所示，液压回路可以实现钻箱的 自动旋转和 自动上升。当自动旋转换 向阀换 向后 ，压力油会经过换 向阀到单向阀 1，然后控制方向阀 3和 6换 向.方向阀 3换向后 ，高压油液会通过换 向阀 3到达钻箱人 口，此时钻箱的马达会 自动旋转 。由于自动旋转修稿 日期 ：2013-04-07作者简介：丁永成(1979-)，山西屯留人，工程师，2003年毕业于太原理工 大学，中国煤炭科工集 团太原研 究院研 发 中心从事煤矿机械 产品的设计开发工作。

58是 自动复位机能 .故不能持续 向单 向阀 1提供控制液，通过换 向阀 8建立控制 回路 ，保证钻箱马达持续旋转 。

在需要停止马达旋转时，行程开关换向阀 7换 向，马达旋转 的高压油就会使液控阀 4换向，把换 向阀 3和 6的1，5，1I，12，13，16.单向阀 1，-6 2，18，19节流孔 I-33，4，6，8，9，lO，14，15，17.液控换向阀 19 7行程开关阀图 1 钻机液压回路原理图控制回路通回油箱 ，换向阀 3复位 ，马达停止旋转 。同时换向阀 6也会复位 。停止向控制回路补油。

节流孔结构设计节流孔大多是起调速作用 ，根据元件的安装位置不·产 品与市长同 ，分为进 VI节流调速 ，出 IZl节流调速 和旁路 节流调速。但实际调速回路中，受液压 系统流量 、压力、温度以及工作平稳性的要求 ，对流量调节的要求也不-样。常用的调速方式有节流调速、容积调速 、节流容积调速。

节流孔分为薄壁凶和细长孔 。其主要 区别是 ：薄壁凶沿程阻力损失小，流量基本不受粘度 的影响，对油温 的变化也不如细长孔敏感 ，且不容易堵塞 ；加工工艺上 ，薄壁凶也 比细长孔更容易加工闭。 本系统选用薄壁凶用于节流调速。

本液压系统中节流孔应用在集成块 中.为了便于安装和加工.节流孔的结构设计如图 2所示 .在-个螺塞内加 工-个对边为 5mm的内六方插孔 ，在 内六方的底图 2 节流孔结构图部钻-个凶 ，根据 系统 的具 体要求 ，配置的有1.5ram、qblmm、 0.4ram、4)0.25mm等规格 的节流孔。

3 行程开关阀参数行程开关 阀选择 DANFOSS生产 的 BC10系列行程开关 阀。压力 350bar：流量 40L/min。为 了保证开启时间 ，选择行程 H为 2mm，其特性曲线如图 3所示 。

1.510.50，，//， / -15 30 45 60 IJmin0 4 8 12 16 US gal/min图 3 行程 H特性曲线4 行程开关阀与节流孔匹配计算行程开关的开启时间：t ：且 V式中：H -程开关的调节范围，此处取 2mm；行程开关的速度，取 42.4mm/s、127mm]s两个值。

代人数值 ∩得钻箱 以最快速度运行 时：告击.o- s当钻箱以正常速度运行时：t 告去：0.047s即要求 d0.4ram时 ，提供的流量必须在上述行程开关开启时间内完全释放。阀6前置节流孔可提供流量是9.92em3/min。换算成换向阀4需要的相应的流量为：Qh4L船其 中 ：V - 阀 6前 置 节 流 孔 的 流 量 ，此 处 取9.92em3/min；t 行 程 开 关 的开 启 时 间 ，取 0.016s、0.047s两个值。代人数值，可得当t 0.047s时：Qh4 器 1263.8cm3/min当t 0.016s： 37200cm3/min；节流孔 4在直 径 d30.4mm 时 ，产 生的泄漏量为6.5%m3/min 6.56em3/min，考虑到管道本身的容 腔体积可吸纳-部分泄漏量，故可以使之不发生误动作，虽然d l0mm和 d 1.5mm的节流孔也可满足 ，但还需要考虑与其它处节流孔的匹配。所以掩流孔 2的直径为0.4mm。系统液压 回路应用于锚杆钻机系统中，自动打钻系统操作简单 ，稳定可靠。

5 结论(1)设计了-种液压回路 ，系统可以稳定可靠的实现自动打钻作业。

(2)根据液压系统 回路 的特点 。设计-种新型节流孔的结构 。

(3)通过行程开关阀与节流孔的匹配计算，达到自动控制 。

经过实际应用，该设备的自动控制设计可靠，可以实现预期的动作，并且动作时间和设计时间匹配合理，目前该设备 已经批量化生产。