采煤机液压锁的结构性能分析

　　1 前言

　　液压锁是采煤机液压系统的重要元件之一。液压锁布置在调高油缸与换向阀之间，是一个集成多功能阀，既有单向阀的作用，又有安全阀的作用。它的结构和性能直接关系到采煤机摇臂能否正常调高和定位截煤。

　　2 液压锁的结构、原理及性能参数

　　该液压锁采用插装式集成阀结构，属于内泄式阀。单向阀的调定压力为0．8 MPa，开启压力为1．5MPa，正常工作压力为7—18 MPa，安全阀调定压力为23 MPa。

　　2．1 液压锁的结构

　　液压锁的结构如图1所示。

　　图1 液压锁结构图

　　1．阀芯2．阀体3．外阀套4．内阀套5．固定套6．导向杆

　　7．调压螺母8．防松螺母9．垫片lO．大弹簧11．小弹簧

　　2．2 液压锁的原理

　　液压锁的主要作用是使采煤机调高油缸长时间地保持在一个固定长度，从而使摇臂处于一个固定位置，保证滚筒位于一个固定高度进行截煤和装煤。因此，需要液压锁锁住调高油缸进、出油口，使调高油缸不发生缓慢伸缩。其原理如图2所示。液压系统来油经管路至液压锁P口和O 口，P口高压油推动左侧阀芯的单向阀(球阀)开启，同时推动右侧阀芯的内阀套开启，使调高油缸伸长，实现摇臂升高。摇臂下降过程与摇臂升高过程原理相同，此时P口为O、O口为P。当P口和O 口都不进油时，则左侧和右侧阀芯的单向阀(球阀)闭锁，锁住调高油缸进、出油口，实现调高油缸长时间地保持在一个固定长度的作用。

　　图2 液压锁原理图

　　2．3 液压锁的动作过程

　　液压锁的动作过程如下：当进油侧(P口)压力达到0．8 MPa时，压力油克服小弹簧的弹簧力推动左侧阀芯的单向阀(球阀)开启，液压锁P口与A口相通，并与调高油缸活塞腔接通；当进油侧(P口)压力继续升高至1．5 MPa时，P口控制油克服大弹簧的弹簧力推动右侧阀芯的内阀套开启，液压锁O 口与B 口相通，并与调高油缸活塞杆腔接通；当进油侧(P口)压力继续升高至12 MPa时，调高油缸活塞腔压力油克服摇臂自身重力、调高油缸活塞杆腔油压力、液压锁阻尼以及液压系统管路、液压元件等的阻力推动调高油缸伸长，实现摇臂升高。摇臂升高过程中摇臂自身重力充当部分阻力阻击调高油缸伸长。反之，摇臂下降过程与摇臂升高过程动作相同。摇臂下降过程中摇臂自身重力充当部分动力推动调高油缸缩短，摇臂下降时的油压为7 MPa，这一点与调高过程不同。

　　2．4 液压锁的安全阀作用

　　当采煤机处于正常工作状态时，需要摇臂处于一个固定位置。这时，调高油缸处于一个固定长度，调高油缸进、出油口通过液压锁的2个单向阀关闭来锁定在一个固定长度上。当采煤机的截割阻力很大时，调高油缸一侧压力迅速升高(假设A腔压力迅速升高)。当A腔压力超过23 MPa时，A腔压力油克服左侧大弹簧的弹簧力推动左侧阀芯的内阀套开启，使液压锁P口与A 口相通；同时，0 口压力油通过0 口与B口的压力差打开右侧单向阀，使B口与0 口相通；这样，A腔高压油泄压回到P口，0 口压力油补进B腔，调高油缸缩短，采煤机截煤阻力下降，实现液压锁的安全阀保护作用；当A腔压力小于23 MPa时，液压锁重新锁住调高油缸，采煤机正常工作。反之亦然。通过调节阀芯的调压螺母，来控制液压锁内阀套的开启压力，实现液压锁的安全阀作用，保护采煤机的液压元件和机械传动件。