張海東，郭京波，周慶祥，張潮

(石家莊鐵道大學 機械工程學院，河北 石家莊 050043)

0 引言

滾筒式采煤機是現代化煤炭開采不可或缺的關鍵裝備，其截割部的滾筒主要用于完成截煤和裝煤任務，它的性能對采煤機運行的可靠性、經濟性、環(huán)保性及生產效率等具有重要意義[1-2]。目前我國采用的采煤機截割效率較低，而高性能采煤機多從國外引進，成本高昂，不利于我國煤礦行業(yè)發(fā)展[3-4]。因此，努力提高我國采煤機的截割性能十分必要。

顆粒飼料成品的水分含量南方控制在不高于12.5%，北方不高于14%。在此條件下，應通過技術手段使顆粒飼料的水分活度維持在0.7以下。

1 改裝方案思路

以MG300/700-WD型采煤機為例，應用液壓沖擊技術改裝采煤機滾筒，對提高采煤機截割效率、節(jié)約電能具有一定指導意義。

MG300/700-WD型采煤機裝機功率為700 kW，截割功率為2×300 kW，牽引功率為2×40 kW。經研究分析，決定應用液壓沖擊截齒技術成果改裝采煤機滾筒，包括沖擊截齒和回轉接頭的設計。沖擊截齒在滾筒旋轉截割的同時對煤巖體進行沖擊預裂，降低煤巖體對截齒和葉片的擠壓以及摩擦阻力，從而達到提高截割效率、節(jié)約電能、均勻煤的塊度、減少末煤和粉塵的目的。

綣繾幾日，終臨一別。王樹林回家了。疲倦中帶著欣喜，空乏里藏著收獲，欣喜的是從此他開始了一段隱秘的情史，無所謂光彩與否，傳說中的大全世界正在崩塌毀滅；收獲的是從此他將走出床笫間的自卑，無關乎孰熱孰冷，這個世界已然重生！

液壓沖擊截齒安裝在截齒座上，焊接于滾筒葉片，在葉片上加工與其他截齒法線方向相同的等尺寸矩形槽。缸體材料采用20CrMo，經過滲碳處理，達到耐磨與防開裂的雙重效果。活塞直徑和釬桿相同，保證精確傳遞沖擊力，提高工作效率。

2 結構設計

2.1 液壓沖擊截齒

式中：P1為液壓系統工作壓力，取P1=15 MPa。

1-液壓驅動結構；2-沖擊截點

在確定神經網絡模型時，要決定其結構形式和訓練算法。接著用一組訓練用數據組中未曾出現過的數據去測試。訓練過的網絡是否有普遍性，往往取決于所選擇網絡結構的合適性與對評估損壞所需有關信息是否豐富。

在滾筒葉片上焊接6個液壓沖擊截齒，各截齒位于不同斷面，在滾筒整周回轉，沖擊截齒依次與被切削物接觸。各沖擊截齒獨立工作，安裝方便，可靠性強，運動速度快，工作效率高，沖擊能量大，必要時可破碎巖石、裂隙等特殊地質。滾筒設計效果如圖2所示。

圖2 滾筒設計效果圖

2.2 回轉接頭

回轉接頭用于向采煤機噴水以及為沖擊截齒提供高壓油，它由回轉體、回轉外殼、密封件及軸承組成，其結構如圖3所示。回轉體上加工用于輸送介質的孔(2個油孔，1個水孔)，相對應于孔的末端，在回轉體表面加工溝槽，便于徑向孔介質的流動，實現水、油共3路液體的輸送。行星減速器中的旋轉軸采用空心軸，3條管路通過空心軸與回轉體上的接頭連接在一起。

1、4-軸承；2-組合密封；3-回轉外殼；5-旋轉軸

3 液壓系統設計

3.1 液壓系統功能要求

液壓系統具體功能要求如表1所示。

表1 液壓系統功能要求

3.2 液壓系統工作原理

式中:Q1為單個沖擊截齒所需流量，L/min；n為沖擊截齒數量，個。

1-油箱;2-電動機;3-補油泵;4-管路過濾器;5-進油安全閥組;6-冷卻泵;7-安全閥;8-沖擊截齒;9-流量傳感器;10-單向閥;11-壓力傳感器;12-板式換熱器;13-過濾器;14-冷卻泵

圖4中，啟動補油泵，給閉式系統補充液壓油。液壓油通過管路過濾器、板式換熱器、單向閥進入系統回路，補油泵的供油壓力由進油安全閥組控制。2個壓力傳感器分別測定液壓系統高壓端及低壓端壓力。啟動柱塞泵，閉式液壓系統運行，液壓油進入帶有負載的沖擊截齒的油腔中，驅動其工作。液壓油經沖擊截齒的回油口流出，通過流量傳感器測量其流量，然后由柱塞泵重新吸入，輸出到沖擊截齒的油腔中，使閉式液壓系統循環(huán)工作。安全閥限制沖擊截齒的最高工作壓力。進油安全閥組限制閉式系統低壓端的最高壓力，若高于設定值，則進油安全閥組打開，將補油泵中的液壓油泄回油箱，同時防止板式換熱器因受高壓而損壞。沖擊截齒敲擊煤巖體過程中，利用傳感器測定流量，經PLC處理，將電流值輸入到變頻器的模擬輸入端，進而控制電動機轉速，調節(jié)泵的輸出流量，控制沖擊截齒的敲擊頻率。

3.3 液壓系統參數計算

式中：K為系統泄漏系數，取K=1.1。

林政資源管理主要是以我國相關法律法規(guī)為框架，依法對林業(yè)資源進行保護，達到保護生態(tài)環(huán)境、提高林業(yè)資源覆蓋率的目的。特別是在當前社會經濟快速發(fā)展的新形勢下，人們在注重提高自身生活水平提升的同時，也對生態(tài)環(huán)境建設給予高度關注。因此，林業(yè)局要充分發(fā)揮自身的管理作用，將林政資源管理工作落實到實處，通過林政資源管理方案的實施為生態(tài)建設的可持續(xù)發(fā)展做出努力。對此，本文以面向生態(tài)建設的林政資源管理研究為題，對其相關內容作出簡要分析與著重探討。

表2 沖擊截齒工作參數

1) 工作壓力。釬桿敲擊頻率與輸入流量相關，流量由變頻器調節(jié)電動機轉速控制。結合工況環(huán)境及可行性，確定沖擊截齒的驅動流量為20 L/min，考慮液壓系統壓力損失及穩(wěn)定性，要求沖擊截齒的驅動油壓高于規(guī)定油壓的20%，故液壓系統工作壓力取15 MPa。

式中：ηm為泵的機械效率，取ηm=0.95。

2) 沖擊截齒最大流量。6個沖擊截齒同時工作所需最大流量

Qmax=Q1×n=20×6=120 L/min

(1)

采用閉式液壓系統設計方案及負載敏感技術[5-6]，液壓系統原理如圖4所示。該液壓系統由液壓泵站、閥組、管路及6個沖擊截齒液壓缸等組成。沖擊截齒均勻分布在采煤機滾筒上，通過高壓油驅動截齒循環(huán)敲擊煤層，使煤層表面產生裂紋，提高采煤效率。

3) 柱塞泵的輸出流量

Qp≥K(∑Qmax)=1.1×120=132 L/min

(2)

根據煤巖體特性及安裝尺寸要求，系統沖擊截齒的工作參數如表2所示。

4) 柱塞泵的排量

青島市屬于寒冷地區(qū)，冬季供暖室外計算溫度為-5.0 ℃[14]，供暖時間11月15日至次年4月5日，共計142 d.以青島市一個典型小區(qū)建筑為例，采用DeST模擬軟件進行建筑動態(tài)能耗模擬.小區(qū)建筑面積約10 萬m2，室內溫度設定為18 ℃，建筑圍護結構參數信息見表1.采暖季建筑逐時負荷模擬結果如圖3所示.

(3)

式中：nE為4級電動機轉速，取nE=1 500 r/min；ηv為容積效率，取ηv=0.95。

5) 柱塞泵的額定功率

(4)

沖擊截齒采用液壓驅動，其隨滾筒轉動的同時不斷做往復運動，完成截割煤巖體的任務，它具有直徑小、高性能等特點，其結構如圖1所示。

6) 柱塞泵電動機的額定功率

(5)

基于上式進行計算后，可得到待辨識系數a和灰色輸入參數b的具體數值，將其代入式(8)后得到p步前項的預測值。對x′(1)(n+p)進行累減生成，再進行對數映射，即可求得豎井掘進機p個進程后的偏移預測值。

7) 補油泵。取補油泵排量為主泵排量的25%，則補油泵的排量

qb=0.25qp=0.25×92.63=23.16 mL/r

實驗組患者的并發(fā)癥發(fā)生率為10.00%，常規(guī)組患者的并發(fā)癥發(fā)生率為32.50%，兩組數據比較，差異具有統計學意義（P＜0.05），見（表1）。

(6)

補油泵的輸出流量

(3) 在設計荷載作用下，加固梁的裂縫寬度、撓度以及鋼筋應力分別下降了50%、 23%和21%。相對于抑制撓度和鋼筋應變而言，預應力鋼絲繩加固對裂縫寬度的控制最為明顯。

Qb=nEqbηvb=1 500×23.16×10-3×0.9=31.27 L/min

(7)

式中：ηvb為補油泵的容積效率，取ηvb=0.9。

補油壓力Pb取2.5 MPa，補油泵的額定功率

在電力行業(yè)科學技術水平提高的促進下，我國的智能電網調度監(jiān)控技術水平有了顯著的提高。當前的電力調度監(jiān)控系統應用計算機及網絡技術對各管理環(huán)節(jié)進行監(jiān)視和控制。以此為基礎，調度員能夠便捷清楚的掌握目前電網運行狀況以及需要，從整體出發(fā)做出準確合理的調度操作。

(8)

補油泵電機的額定功率

(9)

4 電氣系統設計

圖5所示為電氣系統主電路圖。主電路為電動機、PLC及直流電源供電。QS1為主電路總空氣開關，控制主電路電流通斷，同時避免電路過載、欠壓。QS2、QS3、QS4、QS5及QS6分別為主泵電動機、補油泵電動機、冷卻泵電動機、PLC及直流電源的供電支路空氣開關，防止某支路短路造成總空開跳閘，導致整個供電系統癱瘓。KM1、KM2、KM3為主泵電動機的接觸器，主泵電動機采用星三角方式啟動。KM4、KM5分別為補油泵和冷卻泵電動機的接觸器。FR1、FR2、FR3分別為3個電動機的熱保護器。

電氣系統采用三菱FX3U-32MR-ES型PLC，該PLC可實現較高精度的控制，且擴展模塊無需額外供電，可由基本單元直接供電。采用三菱8AD模塊和2DA模塊驅動液壓泵工作，實現壓力、流量采集信號傳輸及變頻器控制[7]。

圖5 電氣系統主電路圖

圖6為PLC電路圖。啟動設備后，3個電動機運轉，驅動液壓泵站工作，流量傳感器信號經8AD模塊CH2通道轉換為數字信號，與在觸摸屏上輸入的原定參數對比，經PLC程序處理，所得值經DA模塊轉換為4～20 mA電流信號，反饋給變頻器，進而控制電動機轉速，實現沖擊截齒的頻率控制。

圖6 PLC電路圖

5 結論

對MG300/700-WD型采煤機滾筒進行改裝設計，設計了新型小尺寸液壓沖擊截齒和高性能回轉接頭，基于閉式液壓系統及負載敏感技術，采用電液控制方式驅動沖擊截齒。

基于系統補油、高壓保護及頻率調節(jié)等功能要求，設計了沖擊截齒液壓系統，設計了主電路系統，給出PLC選型及應用原理。改裝后的采煤機在節(jié)約電能等方面有較大改善，可靠性良好，具有一定實踐指導意義。