副井稳罐摇台液压传动改造

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Hydraulic Transmission Transformation of Stabilizing CageTrestle in Auxiliary ShaftOU Gao-min(Shifengshan Copper Mine，Yunnan Daya Nonferrous Metal Co.，Ltd.Yimen，Yunnan，651 101，China)Abstract：Considering the problems of many breakdowns，many spare parts consumption and high safetyrisk on examining and repairing stabilizing cage trestle in auxiliary shaft，the hydraulic transmission wastaken to replace worm gear transmission.After the transformation，the hydraulic transmission of stabili-zing cage trestle has gained good application efect。

Key words：auxiliary shaft；stabilizing cage trestle；hydraulic transmission；hydraulic cylinder0 概述云南达亚有色金属有限公司狮凤山铜矿凤山副井是提升废石、材料、粉矿、人员的综合竖井，有九至十七中段共九个中段，其中十五、十六两个中段使用稳罐摇台频率最多，九中段、十七中段没有使用稳罐摇台。副井稳罐摇台使用蜗轮蜗杆传动，故障多，严重影响生产；摇台传动部分用的蜗轮蜗杆减速器、电动机等备品备件消耗大，年消耗成本为 15.2万元；并且在竖井口处理摇台传动部分故障，检修人员的安全风险很大，很有必要对稳罐摇台传 动部分进行技术改造。

1 解决方法对稳罐摇台传动部分进行技术改造时，采用液压传动装置解决稳罐摇台传动上存在的上述问题。

[收稿 Et期 1 2012-06-20[作者简介]欧高敏(1974-)，男，湖南汝城人，机械工程师，大学本科，主要从事设备安装和维护、机械设计、设备选型工作，现任云南达亚有色金属有限公司 狮凤山铜矿工程管理部主任。

38该液压传动装置由油缸、液压站、电控、管路四大部分组成，由油缸驱动稳罐摇台上升或下降。油缸的行程为550 mm，工作负载为4346.56 N，速度为0.14m/s。

改造前，曾经考虑过用电液推杆对稳罐摇台传动部分进行技术改造。由于电液推杆所在的工作环境中有矿井淋水，电动机非常容易受潮烧坏，所以没有采用电液推杆这-方案。

2 具体改造设计2.1 设计要求(1)工作循环为：摇台下降-到位停止-摇台上升-原位停止。

(2)摇 台转 动角度 为 5O。，液压 缸行 程为 550mm，速度为0.14 m/s。

2.2 工况分析2.2.1 负载分析从原来摇台设计资料得知，静摩擦力矩 M。

202 N·m，动摩擦力矩 M：122 N·m，摇台的转动惯量Jz1232.84 kg·m ，角加速度 1.74 rad/s ，力臂长 L0.6 m。摇台下降加速或上升加速时，液压欧高敏：副井稳罐摇台液压传动改造缸输出的力 F最大，需要考虑静摩擦力矩 。和惯性力矩 。对液压缸输出的最大力 F计算如下。

M J， 1232.84×1.742145.14 N·mIM32022145.142347.14 N mF2347.14/L2347.14/0.63911.9 N考虑液压缸机械效率后，计算液压缸工作负载FF ：F/rl3911.9/0.94346.56 N (1)式中 F -液压缸工作负载，N；F-液压缸输出的最大力，N；钾-液压缸机械效率，0.9。

2.2.2 确定液压缸尺寸(1)计算液压缸内径先初步确定液压缸的工作压力P2 MPa，计算液压缸的工作面积A ：F /P4346.56/22173.28(mm )21.73 cm计算液压缸 内径 DD 4久 霄、f4x21. ，霄：s.26 cm根据液压缸内径尺寸系列，取 D63 mm。

(2)与D63 mm液压缸配套的活塞杆直径 dd(0.5～0.55)D(0.5～0.55)×63 31.5～34.65 mm根据活塞杆直径尺寸系列，取 d36 mm。

(3)计算液压缸无杆腔和有杆腔实际有效面积无杆腔A 仃 /47r×63 /43117(mm )31.17 cm有杆腔A2仃(D -d )/47r(63 -36 )/4 2099(mm )20.99 cm2.2.3 编制液压缸的压力、流量和功率关系表，见表 1。

稳罐摇台下降或上升阶段，启动时的负载计算公式为 ：M1/(L x叼)202/(0.6×0.9)374(N)0.374 kN，恒速 时的负载计算式 为：M：/(L )122/(0.6×0.9)226(N)0.226 kN。

表 1 液压缸的压力、流量和功率关系表2.3 绘制液压系统原理图(1)确定调速方式为了调整负载运动速度，满足生产需要，采用节流阀进油路节流调速。

(2)确定换向方式采用三位四通阀进行换向，三位四通阀右位，稳罐摇台下降；三位四通阀左位，稳罐摇台上升。

2.4 液压元件的选择2.4.1 确定液压泵的工作参数(1)估算最大工作压力PP p∑ △p2.0713.07 MPa式中 p。-最大工作压力，MPa；p-液压缸在-个工作循环中的最大工作压力 ，2.07 MPa。

∑ △p-油路当量压力损失，因为进油路有节流阀，回油路有背压阀，∑△p取 1 MPa。

(2)液压泵所需流量 Q。计算Q。1.2×26.18×262.83 L/min根据上面计算的压力和流量，选用 YB1-63型叶片泵 ：排量 63 mL/r，压力 6.3 MPa，转速 960 r/min，容积效率 ≥92%，驱动功率 5.5 kW，重量 22kg。

(3)估算液压泵的输入功率 PPp Q Pp/(0.7×60)62.83×3.07/(0.7×60)39有色设备 2012年第 6期1.油箱 2.滤油器 3.叶片泵 4.溢流阀 5.节流阀6.背压 阀 7.三位 四通换 向阀 8.开关 9.油缸图 1 液压 系统原理 图：4.59 kW式中 P。 -液压泵的输入功率，kW。

2.4.2 阀类元件的选择根据液压系统原理图中液压泵的流量及液压缸的有关尺寸，按照前面所讲的有关公式，可以初步估算出液压控制阀工作时的最大工作流量。实际工作压力可参考液压泵的工作压力，其值不会超过 6.3MPa。按照流量和压力这两个参数 ，确定每个控制阀的规格型号 ，见表 2。

2.4.3 油管尺寸(1)进油口锥管螺纹是 Z 1 1/，”，采用卡套式管接头，吸油管采用34×2钢管。

(2)压油管允许流速为3.6 m/s，当液压缸快速移动时油管的流量最大是 60 L/min，计算内径 d管d管：4.6，//-v：4.6 ：18.78 mm油管最大工作压力 P：6.3 MPa，无缝钢管的许用应力[ ]42 MPa，计算压油管的壁厚占表 2 阀类元件的规格型号6pd管/(2[ ])6.3 X 18.78/(2×42)1.4 1TIIl选用无缝钢管规格 ：主管为 25×2，支管为 18 x1.5。

(3)连接支管 与油缸 的钢丝编织胶管总 长 4.5m，内径为 13 haiti。

2.4.4 油箱容量的确定V(5～7)Q。(5～7)×62.83314～440 L选用容量为 315 L的标准油箱。

403 改造效果狮凤山铜矿在凤 山副井十五 中段、十六 中段各安装了-套液压传动装置。系统调定压力为 3.5MPa，流量为 60 L/min，液压缸行程为 550 iIlm，速度为 0.14 m/s，摇台转动角度为50。，满足工作要求。

凤山副井安装稳罐摇台液压传动装置以来，确保了完成废石、材料、粉矿、人员提升任务。与原来使用的蜗轮蜗杆传动相比，罐罐摇台液压传动系统故障少，备品备件消耗量很少，每年可节约备品备件欧高敏：副井稳罐摇台液压传动改造成本消耗 14多万元。由于液压系统故障很少，并且液压站距离井15有 5 m，这样就大大降低了检修人员的安全风险。