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乳化泵站培训讲义——南京六合煤机有限责任公司



南京六合煤矿机械有限责任公司
Nanjing Luhe Coal Mine Machinery Co.,Ltd
第版2007年3月


乳化液泵站的用途及组成 乳化液泵的工作原理 乳化液泵的流量和压力 乳化液泵站的主要技术参数 乳化液泵站的液压系统 乳化液泵(泵头)的构造 乳化液箱主要部件介绍 乳化液泵站的使用 常见故障的判断

方法及处理 乳化液泵维修过程中的几个问题 附:液压传动介质--乳化液 附图请见使用说明书



一、产品用途 卧式电动往复泵是多缸作用,电力驱动柱塞泵,在常温下输送无腐蚀液体适用于以下几个方面: 1、用作煤碳开采中的液压支架、支柱及各种液压机械的动力源。 2、用于石油矿场的注水工程,煤层注水。 3、用于水泥生产、煤碳开采过程中的喷雾灭尘。 4、用于机械设备、建筑、管道、船舶的清洗,除锈等。 5、用于现代水射流技术的动力源。 二、产品型号、内容及特征 1、型号意义 □ □ B□ □ □ --□ /□ ││││ ││ │ │ ││││ ││ │ └──排出压力(MPa) ││││ ││ └───公称流量(L/min) ││││ │└──────电机功率(W)(可省略) ││││ └───────结构形式(卧式:W) │││└─────────特征(水:S;乳化液:R;喷雾:P) ││└──────────泵 │└───────────电动(可省略) └────────────缸数(可省略) 例:PB320/6.3喷雾泵:流量320L/min压力6.3MPa 5DSB200-315/31.5:5缸电动水泵,功率200kW,流量315L/min,压力31.5Mpa 2、产品内容见表1

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表1 P Q 2.5 4 6.3 8 10 12.5 16 20 25 31.5 25 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 11 15 15 31.5 2.2 3 4 5.5 7.5 7.5 11 15 15 22 40 2.2 3 5.5 7.5 7.5 11 15 15 22 30 50 3 4 7.5 7.5 11 15 15 22 30 37 63 3 5.5 7.5 11 15 15 22 30 37 45 80 4 7.5 11 15 15 22 30 37 45 55 100 5.5 7.5 15 15 22 30 37 45 55 75 125 7.5 11 15 22 30 30 45 55 75 75 160 7.5 15 22 30 37 45 55 75 75 110 200 11 18.5 30 30 45 55 75 75 110 132 250 15 22 30 45 55 75 75 110 132 160 315 15 30 45 55 75 75 110 132 160 200 400 22 30 55 75 75 110 132 160 200 250 表2 泵型 45系列 80系列 125系列 160系列 一级齿轮减速 是 是 是 是 斜面剖分箱体 是 十字头 球头 球头 柱销 柱销 滑块衬套 有 有 滑块 钢质 钢质 铝合金 铝合金 传动端与液力端 分离 分离 分离 分离 联接型式 液力端 整体 整体 整体 整体 缸数 3缸 3缸 3缸 3缸 最大重量(kg) 673 1300 1600 2000 进口尺寸 φ 40 φ 40 φ 50 φ 50 进口连接方式 喉箍 喉箍 M64x2 M64x2 出口尺寸 φ 25 φ 25 φ 25 φ 25 出口连接方式 M33x2 KJM25 KJM25 KJM25 1550x750x 2000x850x 2100x850x 2300x850x 外形尺寸 650 800 900 1100

40 22 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 250

50 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 250

63 37 45 55 75 90 110 132 160 250

80 45 55 75 90 110 132 200 250

200系列 是 柱销 铝合金 分离 分体 5缸 3000 φ 76 M64x2 φ 32 KJM32 2400x1000 x1000

400系列 是 柱销 铝合金 分离 分体 5缸 4000 φ 100 M115x2 φ 32 KJM32

三、产品结构及原理 本厂生产的卧式电动往复泵由以下几部分组成: 1、电机,根据使用环境配防爆电机或普通电机。 2、泵,泵的系列型式及结构特征见下表2。 3、外部控制阀(安全阀、卸载阀、溢流阀等),根据用户不同需求而配置。 4、外部附属部件(进水过滤器、蓄能器、压力表、电控柜等),根据用户不同需求而配置。 注:上表所列为我公司所生产的主要泵型的基型产品,若实供产品与表中所介绍内容不符时,以 随机说明书附图为准。 电动往复泵的工作原理: 电机通过联轴器,并经过一级齿轮(或不经减速,用6级电机)使曲轴旋转,由曲柄连杆机构, 使柱塞在高压缸套中作往复直线运动,在泵头吸排液阀的配液作用下,使工作介质源源不断地吸入与 排出,进入执行元件。 卸载阀的作用与工作原理: 当执行元件的压力为额定压力时,卸载阀使泵卸载,泵出的液体无压地流回吸液口,并可阻止执 行元件压力液体地回流。而当执行元件的压力低于额定工作压力的75%时,泵又继续向执行元件供液。 高压型(>10MPa)卸载阀体内有三组阀组成:单向阀、卸载主阀、先导阀。动作顺序为:由执行元 件压力控制的先导阀开/闭→卸载主阀开/闭→单向阀闭/开。 低压型(≤6.3Mpa)由单向阀和卸载主阀组成。 动作顺序为: 由执行元件压力控制的阀杆使卸载主 阀开/闭→单向阀闭/开。 卸载阀的调定卸载压力为额定压力。调整卸载阀弹簧压紧螺母可得到不同的卸载压力。 安全阀的作用与工作原理: 其基本由阀体、阀芯、阀座、弹簧等零件组成,液体压力通过阀芯由弹簧平衡,通过调整安全阀
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尾部的螺纹,以得到不同的开启压力,在卸载阀(或溢流阀)不起作用的情况下,泵压达到安全阀的 开启压力时,安全阀开启,以保证泵站设备不受损坏。 安全阀的开启压力调定为额定压力的110%。 进水过滤器的作用与工作原理: 阻止污物杂质进入泵站及执行元件。 PB-04型 (通流能力160升/分) 为双圆筒状并联网式过滤器, 进水可用其一路或两路进入泵内 (通 过变换两只三通阀)。清洗时,应左右滤网分别清洗。如先洗左边。应先拧开过滤器下边的排污螺堵 及其上方的反冲阀,并使进水只通过右过滤器进入泵内。开动泵,转动左过滤器上方的手轮3-4周, 压力水通过反冲阀进入滤芯,冲刷出的污物流出排污口,清洗后,拧紧排污螺堵和反冲阀即毕。 清洗右过滤器程序亦然,只需把左右位置调换即可。 PG型(通流能力为320升/分)为单圆筒状网式过滤器,其滤芯可旋转。清洗时应先停泵,松开过 滤器下方的放水螺堵,打开泵的进水阀门,用手柄顺时针方向转动滤芯,在过滤器体内清洗刷的作用 下,滤网上的污物随清水流出,拧上螺堵即毕。 蓄能器的作用: 运用气体可压缩原理,在液压系统中起着贮存能量,稳定压力,吸收压力脉动的作用,充气压力 为额定工作压力的60%左右。 4、使用与维护保养:见表3 起 1 操作司机必须经技术培训后方可入岗。 动 2 检查各关键部位是否有锈蚀,碰伤,各重要螺栓是否松动,密封是否可靠。 前 3 工作位置是否平稳,环境是否清洁。 的 4 电机与泵的联轴器间是否有2-4毫米间隙,电机与泵是否同轴。 准 5 箱体内润滑油位是否在油标中间,柱塞腔滴油盒是否有油。 备 6 用手盘动联轴器,应转动灵活,无反常卡死现象。 1 进水阀门是否打开?点动电机,观察电机转向应与箭头标记一致。 初 2 打开放气螺堵,放气。 次 空转5-10分钟,然后逐级加载,每15分钟升高额定压力的25%,至温升、密 起 3 封、噪音、抖动等方面均为正常为妥。 动 4 调整安全阀、卸载阀的开启压力为规定值。 日 1 检查各重要联接位置是否松动,及时紧固。 常 2 检查各部位的密封是否可靠,及时更换(特别是柱塞密封圈)。 维 3 泵运转时,泵盖及柱塞腔盖不应打开,以防杂物进入。 护 4 检查曲轴箱和柱塞腔油池油位,及时补油。 注 意 5 按规定时限清洗吸液过滤器,以防泵吸空。 事 6 检查各阀的动作是否正常。 项 7 如遇反常声响、温升及剧烈震动,应立即停泵检查,排除故障。 所有重要的运动付应保证有合理的间隙,零件表面情况完好,无严重磨损、 1 烧损、损坏等现象,否则应进行维修、更换。 2 彻底清洗油箱、油池、过滤器及拆卸的零件,更换润滑油。 大 3 严防配对使用的零件(连杆体与盖,前后轴瓦,球座与对开挡块)错乱。 修 4 缸套内的柱塞密封件,应成套更换。 注 5 按工艺要求装配,防止错装、漏装,碰伤运动配合面,切坏密封件。 意 应作配装的零件有:连杆体与瓦的油孔通道, 球头与球座及对开挡块的间隙 事 6 调整(既无明显间隙又能转动灵活),轴瓦与曲轴的配合,连杆铜套与销的 项 配合(铜套应进行配铰),阀芯与阀座的配合等。 重要联接螺栓应有足够的力矩和可靠的防松措施,(如连杆螺栓,吸、排液 7 阀压盖螺栓,滑块压紧螺母(联接球头或联接柱塞),泵头与箱体、齿轮箱 罩与箱体联接等螺栓。
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五、常见故障的排除:见表4、表5、表6 泵的常见故障表4 故障现象 流量无或不足, 泵抖动严重 润滑油漏损严重 温度过高 噪声过高 压力上不去 故障原因 进口阀门未开, 进液过滤器阻 ☆ ☆ ☆ 塞,空气未排 吸排液阀弹簧, ★ ☆ 阀组损坏、 卡死 卸载阀故障 ☆ ☆ 运动付磨损严 ☆ ☆ ☆ 重或损坏 润滑油位过低 ☆ 柱塞密封损坏 ★ 系统漏损严重 ☆ 滑块密封或箱 ☆ 侧密封垫损坏 注:☆为检查项目,★为重点检查项目。 卸载阀的常见故障表5 故障现象 故障原因 排除方法 研磨或更换 不卸载时,卸载回液口有 卸载主阀密封面损坏 回流 先导阀密封面损坏 研磨或更换 先导阀或主阀组密封面严重损坏 卸载无规律,抖动 更换 ★ 弹簧未建立预压力 调整弹簧压力 节流孔阻塞(高压型) 清除污物 不动作(不卸载或常卸载) 阀内运动件卡死 检查维修 阀内零件装配有误 检查 外泄 密封件损坏 更换 注:带“★”者为重点检查项目。 安全阀常见故障表6 故障现象 故障原因 排除方法 未到调定压力时开启 弹簧损坏或无预压力 更换,调整 密封处损坏★ 更换 不动作 运动零件卡死 检查 误装 检查 注:带“★”者为重点检查项目。 一、乳化液泵站的用途及组成 1、乳化液泵站的用途: 乳化液泵站(简称泵站)是综合机械化采煤工作面的主要装备之一,是一种把电能、机械能转变 为液压能的转换装置,是液压支架、单体液压支柱的液压动力源。 电动机 泵 ( 心脏 ) 电能────→机械能────→液压能 如:液压支架的支撑顶板、推溜、移架、调架、护壁、侧护、防倒、防滑等动作; 可弯曲刮板输送机的紧链液压马达;
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采煤机牵引链的张紧千斤顶; 桥式转载机的固定与推移千斤顶; 工作面上、下出口处超前支护用的单体液压支柱。 2、泵站的组成: 1) 布置方式: a.上、下顺槽各设置一组泵站,从工作面两端同时向工作面液压支架等液压装置供液。 b.将泵站全部设置在下顺槽的设备列车上,向工作面液压支架及其它用乳化液的液压装置供液。 2) 组成: 乳化液泵、乳化液箱及附属装置(泵站附件) 泵站在实际使用时,往往是同时安装两台乳化液泵(简称泵)和一个乳化液箱,所以通称“两泵 一箱”。 同时安装两台泵的好处: a.在正常情况下,一台运转,另一台作为备用或进行轮换检修; b.当工作面液压支架等液压设备需要增加供液量时,也可让两台泵(同时)并联工作,从而满足 生产的需要。 为保证泵站能够安全可靠地运行,设置了卸载阀、安全阀、蓄能器、过滤器、压力表(压力表开 关)等控制与保护装置。 为能及时而方便地向乳化液箱补充乳化液, 有的乳化液箱还设有乳化油箱与自动乳化装置, 便于 用已输送到泵站处的合格的水与乳化油箱中的乳化油“就地”配制乳化液。通常,泵与电动机装在一 个滑撬式底座上;液箱装在另一个滑撬式底座上。泵站附件的装设位置随泵站的型式而异。其管路接 及口联接如下: 联接部位 接头型式 泵吸液口←液箱出液口 卡箍或螺纹 卸载阀高压出口→液箱高 K型插座 压过滤器进口 卸载阀回液口→液箱卸载 K型插座 回液口 至工作面 K型插座 支架回液 K型插座 泵组的组成:电机、联轴器、泵头、卸载阀、安全阀、蓄能器、底座及附件等 泵的组成:齿轮轴组件、曲轴组件、连杆滑块组件、缸套组件、大阀体组件及箱体等 乳化液箱的组成:磁性过滤器、高压过滤器、交替阀、蓄能器、配液阀、吸液断路器及回液过滤 器、浮球阀、防爆浮球液位控制器等 二、乳化液泵的工作原理 乳化液泵一般都采用往复式柱塞泵, 由于其是通过工作容积的变化而实现吸液和排液, 所以它是 一种容积式液压泵。 工作原理图见下:含曲轴、连杆、滑块、柱塞、缸套、阀体、吸液阀(吸液口)、排液阀(排液 口),吸液阀、排液阀及柱塞与缸套间都是具有良好的密封性能。 当曲轴转角为A→B→C时,柱塞向左运动,密封的工作容积增大,形成负压,液箱内的乳化液在 大气压的作用下,顶开吸液阀芯进入缸体中,并把柱塞让出的空间充满。此阶段为吸液过程; 当曲轴转角C→D→A时,柱塞向右运动,挤压进入缸体中的液体,并使吸液阀关闭。当缸体内的 压力达到一定数值时,液体顶开排液阀,从排液口进入向工作面供液的主液管。此阶段为排液过程。 单柱塞泵的流量是一正弦曲线,在吸液时(0-180°)不排液,曲轴转角在270°时泵的排量最大。 所以,单柱塞泵排出的液体在排液管路中是一种周期间断性的脉冲压力液体。 注:曲轴连杆机构的滑块是非正弦运动:

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Q ? q q

Q1

Q2

r ? ? rω? S in φ ? S in 2φ ? 2l ? ? q ? q m ax m ?1 0 0 % ? q m in q ? q m m in ? 1 0 0 % ? q m π 4

d

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为了克服单柱塞泵给液压管路、 液动装置和控制组件带来脉冲压力的有害作用, 通常将乳化泵制 造成三柱塞式的,曲轴三个拐相隔120°,保持曲轴旋转时始终有吸液和排液的柱塞,从而减轻了乳 化泵排液压力的脉动。 虽然三柱塞泵的排量仍是不均匀的,其脉动率为4.72%、9.07%,但比单柱塞泵却好得多,基本 可以满足生产技术上的需求。 DRB200/31.5型和RB400/31.5II型乳化液泵均为五柱塞泵,其脉动率为1.61%、3.31%,大大减 轻了乳化液泵排液压力的脉动。 三、乳化液泵的流量和压力 流量的形成;压力的形成 1、流量:Q 单位时间内从压泵排出的液体的体积。Ql 1)理论流量:Qs 在不考虑漏损的前提下: π ││ Q=─d2*s*n*z*10-3升/分 4op ││││ │││└─柱塞数 │││ ││└─柱塞每分钟往复次数(曲轴每分钟转数) ││ │└─柱塞行程(cm),─┐ │├─每转排量,ml/r └───柱塞直径(cm),─┘ 2)实际流量及容积效率: 在泵实际使用中,由于间隙密封的泄漏,以及液体压力和粘度的变化,泵的实际流量总是小于上 述计算的理论流量。 Q实际=Q理论-Q泄漏Qs=Ql-Qx 且在其它条件不变的情况下,Qs与压力p成线性(反比)关系,随着p越高,Qs越小。 Qs与Ql之比值称为容积效率η v η v=Qs/Ql 乳化液泵的泄漏, 主要是柱塞密封和缸体间的环形间隙造成的, 所以及时发现和处理乳化液泵柱 塞密封组件的故障,对提高乳化液泵的η v是有实际意义的。 3)流量的选择: 乳泵的流量必须满足液压支架等液压设备的工作要求, 泵站流量的大小直接影响着工作面液压支 架的移架速度, 所以一般可根据立柱和推移千斤顶同时动作的要求, 用如下近似方法选择乳泵的流量: Q=(π /4*D2*Z*S+π /4*D12*Z1*S1)*n*V牵/l*10-3升/分 式中:D.D1--分别为主柱和推移千斤顶缸体的内径,cm Z.Z1--分别为同时动作的立柱和推移千斤顶的数量,一般按一架中的数量 S.S1--分别为移架时立柱的伸缩长度和支架的推移步距,cm n--每架支架在移架时立柱和千斤顶的动作次数 V牵--采煤机的实际最大牵引速度,米/分 l--液压支架的中心距 考虑到液压系统在工作中的泄漏损失,所选择泵的实际流量应略高于上述计算流量。
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2、压力: 1)额定压力: 乳泵的出口压力是由液压系统的工作情况来决定的,就是说泵压力随外部管路阻力的大小而变 化。类似于打气筒工况 当乳泵工作时,它排出的液体通过管路供给液压支架(或单体支架),使支架产生升、降、推、移 等各种动作,这些动作是靠泵站供给的压力液产生的。活塞运动时受到的阻力越大,则泵产生的压力 也需要相应增大。 但是, 乳泵通常是按照所能产生的最大工作压力来制造的, 也就是说工作压力确定了乳化液泵的 长期工作状况。 在未达到泵额定压力的情况下,泵的压力随外部负载的增大而增高,当超过额定压力时,泵排出 的乳化液经卸载阀回到乳化液箱,泵处于卸载状态、低压运行。如果受到很大的阻力(如卸载阀失灵 不卸载)时,当压力达到乳化液泵站安全阀的开启压力时,乳泵排出来的液体就从安全阀排出来。 乳泵的铭牌压力是指泵的设计压力, 各个零件的强度是根据设计压力确定的, 泵在该压力下工作 时, 能保证达到泵的规定寿命和使用的可靠性, 否则泵的漏损和磨损会急剧增加, 甚至引起泵的破坏。 另外, 泵所配的电机是根据设计压力和流量所需功率选用的, 若工作压力过高, 电机也将会超载、 烧坏。 2).压力的选择 支架的初撑力和推移千斤顶的推拉力, 取决于泵的工作压力, 所以泵的压力应根据这两个方面的 要求进行选择。 由初撑力得:pb=4*F1/π /D2/Z(N/m2) F1--支架的初撑力,N Z--一架液压支架的立柱根数 D--支架立柱的缸体内径,m 根据千斤顶最大推力得:pb=4*Fn/π /D12(N/m2) Fn--千斤顶的最大推力,N D1--千斤顶缸体的内径,m 选择泵站的工作压力时,根据上两式计算后,取其中的最大值,并增加10-20%的管路系统压力损 失,作为所选泵站的工作压力。 1kgf=9.81N1MPa=10.2kgf/cm2 四、乳化液泵站的主要技术参数 国产乳化液泵站型号中的字母都代表一定的含义。 MT188-88《煤矿用乳化液泵站》 1、乳化液泵:□RB□/□□型乳化液泵(站) ┬┬┬┬┬ ││││└─工厂设计代号 │││└─额定工作压力,MPa ││└─额定流量,L/min │└─乳化液泵 └─泵结构型式代号 2、乳化液箱:□RX□/□□型乳化液箱 ┬┬┬┬┬ ││││└─工厂设计代号 │││└─额定工作压力,MPa ││└─公称容积,L │└─乳化液箱 └─结构型式代号 3、喷雾泵站:□PB□/□□型喷雾泵站 ┬┬┬┬┬ ││││└─工厂设计代号
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│││└─额定工作压力,MPa ││└─额定流量,L/min │└─喷雾泵站 └─泵结构型式代号 例:DRB200/31.5型乳化液泵站的基本技术参数: 公称压力(MPa)31.5 公称流量(L/mim)200 柱塞直经(mm)40 柱塞行程(mm)62 柱塞数5 曲轴转速r/min548 电机型号DYB-125,YB280M2-4 电机功率125kW 适用电压V660/1140(50HZ) 电机转速r/min1480 安全阀调定值MPa34.7 卸载阀调定值MPa31.5 蓄能器充气压力19MPa 配套液箱容积L1500 工作介质乳化液(含3-5%乳化油的中性水溶液) 五、乳化液泵站的液压系统 1、液压系统及其组成: 由若干液压组件与管路组合起来能完成一定动作的整体。 1)动力机构--液压泵。作用是将机械能传给液体,转换为液体的压力能。 2)操纵机构--液压阀(流量阀、压力阀、方向阀等各种调节控制装置)等。作用是控制和调节 液体的流量、压力、方向和速度,以满足机器工作性能的要求。 3)执行机构--液动机(旋转式液压马达、往复式液压缸)。作用是把液体的压力能转换为机械 能,输出到机器的各工作机构上去。 4)辅助装置--液箱、油箱、管路、管接头、过滤器、蓄能器、冷却器和各种控制仪表等。 液压系统图常用图形符号: 2、对乳化液泵站液压系统的要求: 在综采工作面,乳化液泵站与液压支架及其调节、控制、保护组件和各种辅助装置,组成了一个 完整的液压系统。 所谓乳化液泵站液压系统, 实际上是这个完整液压系统的一部分, 它既能可靠地向工作面的液动 装置输送所需压力等级的乳化液,又能将工作后释放了能量而流回液箱的乳化液净化后再加压送出, 形成循环式的连续供液。 为了保证工作面液动装置有可靠的压力液源和良好的工作性能,要求: 1)泵站液压系统应能满足工作面液压支架及其它液动装置工作的用液要求。 工作时, 及时地供给 规定压力和流量的乳化液;回液能畅通地流回泵站的乳化液箱;不工作时,泵站仍应照常运转,并能 自动卸载,使乳化液泵和电动机能在近乎空载的状态下运转,保证泵站能随时向工作面供液。 2)限压保护装置:自动卸压;自动关闭、恢复液压系统的正常工作。 3)应能保证乳化液泵在空载状态下起动。 4)停泵时,应能保证液压支架及其它液动装置高压管路中的液体不倒流。 5)应有压力和流量的缓冲减振装置。 6)应有良好的过滤装置,过滤铁屑、机械杂质及悬浮物。 7)应有压力指示装置,以便随时观察泵站工作压力。 8)需要在乳化液泵站处“就地”配制乳化液时,应有乳化器、乳化油箱,及油、水过滤装置与自 动控制装置。 乳化液泵站液压系统示意图:
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例:DRB200/31.5型乳化液泵,采用了卧式五缸、分离阀体、组合缸套的新结构,具有流量均匀, 压力平稳,可靠性高,互换性好,使用维护方便的显着特点。 该泵运用三相交流卧式四级防爆电动机,经一级圆柱斜齿轮减速,带动五曲拐曲轴旋转,再经连 杆滑块带动柱塞作往复运动,在阀体组件内的吸、排液阀的配液作用下,使电能转换成液压能,输出 高压液体,供支架使用。 安装在泵头出口的安全阀起着防止泵的压力异常升高的作用, 以保护泵的安全, 其开启值为泵站 额定压力的110%。 卸载阀作用为:当泵站的执行组件(支架)不需要高压液体时,卸载阀动作,使泵在接近零压下运 转,液体无压地流回液箱。同时,关闭执行组件的通路以防执行组件的压力液体回流。其调定值为泵 站的额定压力。 在泵头出口安装的蓄能器, 起着平缓液压冲击, 降低流量脉动幅度, 使泵的工作更加平稳的作用。 泵站系统的液体流向为:当泵开始工作时,液箱内洁净液体经液箱出液阀门进入泵头的吸液腔, 由吸液阀进入柱塞腔,经排液阀排出,经卸载阀后有两种可能:如卸载阀未卸载,此时液体由卸载阀 高压出口经管路进入液箱外端的高压过滤器,过滤后的液体经液箱的交替阀和阀门流出,送至工作面 执行组件;如卸载阀处于卸载状态,则此时液体由卸载阀卸载口经回液管路流入液箱。 执行组件回流的液体由液箱回液口进入液箱,经回液过滤器、磁过滤器、沉淀腔再至吸液腔,从 而完成液体的系统内循环。 六、乳化液泵(泵头)的构造 各种型号的乳化液泵, 构造大同小异, 其结构可分为箱体传动部分和泵的液压部分及压力调节控 制装置。 1、箱体传动部分: 主要包括箱体,曲轴及齿轮组件,连杆滑块组件等。 1)箱体--既是安装曲轴、轴承、减速齿轮(减速齿轮箱)、连杆、滑块及缸体(大阀体)的基架, 又是承受运转过程中反力作用的主要部件,因此要求它有足够的强度和刚性。常为HT200(HT20-40) 高强度铸铁,整体结构箱体 2)减速齿轮箱及齿轮组件--主要由小齿轮轴和大齿轮(齿圈)组成。 材料:38CrMoAlA40Cr45钢等 通常采用斜齿,齿形表面氮化处理,工作平稳,精度高 3)曲轴组件--是将旋转运动变为往复运动的关键。 材料: 我厂选用优质合金钢40Cr或38CrMoAlA圆钢车制成, 具有圆盘曲柄的互成120°的三拐或互 成72°的五拐曲轴,经表面氮化处理。 球墨铸铁:因铸铁工艺水平;锻钢:加工能力) 轴承:36xx系列双列向心滚子轴承具有自调心、能承受轴向力等优点 4)连杆滑块组件 三柱塞往复式乳化液泵有三套结构相同的连杆滑块组件 连杆材料:40Cr钢锻制、45铸钢 连杆大头采用对剖分式结构,以便拆装。与曲轴颈用钢壳高锡铝合金轴瓦相联接,上侧、后盖瓦 上孔为润滑油孔。 轴瓦与轴颈选配间隙为曲轴颈的(0.0005-0.001)倍,通常在0.06-0.18mm范围内,接触点分布应 均匀,配好后打上标记,配研。 连杆小头有球头结构和滑块销结构 球头结构:用压紧螺母把两块球面对开挡块压紧,使球头嵌在球座内,间隙0.05mm左右,配研。 这种结构在装配和检修时,可以补偿制造上的误差,保证连杆与滑块间能良好的摆动,且降低对三缸 中心距位置误差的精度要求。 滑块材料:45钢,表面淬火;或ZL108 与连杆连接见前述,与柱塞连接: ①T形槽悬挂:结构简单,拆装方便,并可补偿柱塞与滑块间的同轴度误差,同轴向间隙较大, 易产生冲击噪音。 ②半圆环压紧:间隙过大,易产生冲击噪音,滑块易疲劳拉断;无间隙,则柱塞与柱塞密封圈难
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保证同心,易增加柱塞密封圈磨损,密封圈使用寿命短。 泵与电机的联接,采用弹性圈联轴器,使用时应注意找正,并使两个半联轴器间保持2-4mm间隙, 为安全起见,外加罩壳。 乳化液泵工作时,电动机经联轴器带动主动齿轮轴旋转,经一级齿轮减速后,再带动N曲拐曲轴 旋转,曲轴的转动又带动连杆、滑块及柱塞,使柱塞作往复运动,..... 2、泵的液压部分: 由阀组件、缸套组件和柱塞组成。 1)阀组件:阀体材料为45钢或40Cr钢锻造,三缸为整体结构,五缸为分体结构,用于〉31.5MPa 的乳泵阀体采用超声波探伤。 下方装有垂直安装的吸液阀组, 上方装有垂直安装的排液阀组, 排液阀组出口在阀体上有一个Φ 25的通孔连通,排液孔的一端装有高压安全阀(通过联接块),另一端联接自动卸载阀(通过联接板或 接头)。 注:吸液口分别通到箱体内吸液腔。 DRB200/31.5及RB400/31.5II型乳泵采用分体结构, 即设计为5个小阀体, 分别与箱体及排液块联 接,结构新颖合理,加工制造简单,合格率提高,且便于装配,维修。 吸、排液阀结构基本相同,均采用有导向装置的锥阀,为了便于装配及拆卸、维修,吸、排液阀 组做成组件形式,可以用专用工具一次将组件取出。 因吸液阀组向下装拆时,由于密封圈涨紧作用,经过长孔,装拆均较麻烦,且易切破密封圈造成 密封失效,SBⅡ50/40水泵结构较好(端面密封)。 阀芯与阀座(阀套)是成组配研的,所以应成组更换,若单独更换应重新配研,直至有一宽约1mm 密封线。 2)缸套组件 缸套由45钢制成。在钢套内装有:支承导向套、柱塞密封圈、隔圈、压紧套、压紧弹簧、隔套(花 套)、螺堵等零件。 栓塞密封圈:盘根 *V型密封圈:丁腈夹布橡胶、聚四氟乙烯、聚甲醛。 隔圈:聚四氟乙烯、甲醛、ZQAl9-4 支承导向套、压紧套:ZQAl9-4 采用弹簧预压和螺堵压紧两种方式将密封圈压紧, 增加了密封圈的变形量, 从而提高了密封性能, 而且压紧弹簧还可自动补偿柱塞密封磨损。但若压紧力过大,则增加密封磨损速度,所以应先将螺堵 拧松, 至有漏液时, 再慢慢拧紧至刚好无漏液,以后发现有漏液再拧紧一些,直至无法拧紧至不漏液, 此时就应更换密封圈。 3)柱塞:采用45钢车制 表面镀硬铬、Ni60等,具有很高的强度、硬度和良好的耐磨性能。 3、乳化液泵的润滑 1)泵的曲轴箱体内各相对运动件之间多采用飞溅润滑。 齿轮副、轴承、连杆轴瓦-曲轴颈副、连杆球头-球座副(连杆轴套-轴销副)等。 2)齿轮机油泵强力润滑,通过曲轴中心孔到轴颈,连杆中心孔到轴套。 3)在滴油槽中放有润滑油, 通过毛线虹吸作用, 滴在栓塞表面上, 对柱塞-缸套密封副进行润滑。 4、压力调节控制装置 乳化液泵一般都是定(流)量泵,产品一经出厂就已确定。若需其它流量,需预先说明,进行改 进,或选用其它型号的泵。 乳化液泵排出的高压乳化液,一路到卸载阀,另一路到安全阀。 1)自动卸载阀: 作用: 当工作面液压支架停止用液或由于其它原因使供液系统压力超过卸载阀的调节压力时, 自 动卸载阀动作,把泵排出的乳化液直接排回乳化液箱,使泵在接近空载(3kgf/cm2)工况下运行,这样 不仅可以节省电能,而且可以延长乳化液泵的使用寿命;而当工作面一旦需要高压液体时,又能自动 恢复供给液体。 自动卸载阀的工作原理:(仿西德豪辛柯公司H-PCD先导式自动卸载阀)
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卸载阀分左右两大部分。 左边有进口p,高压出口a,低压回液口o,上半部为单向阀,该阀在泵向支架供液时打开,泵 卸载时关闭,以保持支架压力。下半部为卸载主阀,泵供液时关闭,卸载时打开。由于推力活塞12 的底面积大于主阀阀芯3的圆面积,在主阀上部与推力活塞下部充满同样压力的液体时,主阀阀芯就 紧紧地关闭。 卸载阀的右部为先导阀,碟形弹簧的作用力使得阀杆23紧紧压在阀座20上。 压力液体由孔p进入卸载阀后,可经过三个通路排走。一路通过单向阀,高压出口a向外输出, 同时通过孔k进入滑套25底部j,与碟形弹簧的弹簧力平衡,另外一路由信道d、f、e进入推力活 塞底部,与主阀阀芯上端的液压力相对应。 ①正常供液:向上顶开单向阀,进入乳化液箱上的高压过滤器→双路阀→压力表、蓄能器及向工 作面液压支架供液的主供液管; ②通过中间阻尼小孔进入先导阀控制活塞下腔; ③卸载时向下进入回液管路,到乳化液箱。 ④小喷泵还有一反冲阀回路。 分析:正常工作时...... 支架停止用液时..... 支架用液或管路漏损时...... 当泵向支架管路输出的液体压力还不能使碟形弹簧向上收缩时,此时先导阀杆就压在先导阀座 上,推力活塞底部的压力液体就不会泄掉,主阀阀芯就紧紧关闭,此时泵正常地向支架供液。 当泵向支架管路输出的液体压力向上压缩碟形弹簧时, 就使得先导阀杆离开阀座, 推力活塞底部 的压力就会通过打开的先导阀,经过信道m,流向回液管路o,推力活塞就失压,主阀芯在压力液体 作用下打开,泵输出的液体就会通过主阀孔近于无压地流回液箱,单向阀在支架管路的高压作用下关 闭,此时泵就处于卸载状态。 当支架管路的压力又不能使弹簧收缩,此时先导阀关闭,主阀芯关闭,单向阀打开,泵又继续向 支架供液。 卸载压力通过螺堵31来调整。 *卸载阀的调定压力:原则上可调定在不高于乳化泵额定工作压力以下的任一压力范围内,不过 一般不宜调得过低,转动螺堵即可调整。 乳化液泵在出厂时,一般都已把卸载阀的开启压力调在最大值(泵额定压力的100%)。但在以 下两种情况下,需根据泵的实际工作压力把卸载阀的开启压力调到泵实际工作压力: ①卸载阀组件单独做配件时; ②泵的实际工作压力低于泵的额定压力时。 *卸载阀恢复压力:约为调定压力70%。 2)安全阀: 作用:当卸载阀失灵时,泵站液压系统的压力就会升高,为了防止由于压力升高造成泵的过载运 行危险(烧毁电机,爆炸等)。此安全阀设计成无管路与回液系统相通,这样当它动作时,液体直接向 外喷漏,达到报警目的。此时应立即停泵,检查自动卸载阀的通路。 安全阀的工作原理:如图所示(RB125.0110):阀座为一凸台,阀芯为一凹台,凹台内镶有弹性材 料的阀垫,凸台与阀垫组成密封面。正常工作时,阀关闭;当泵头液压力升高到安全阀的调定压力 (110%)时,阀芯即发生移动,密封面脱离接触,安全阀开启;当压力降到调定值下时,阀关闭。安 全阀的开启压力的调定是通过调节安全阀尾部的螺堵,使弹簧产生不同的变形来实现的。 例:RB80.0110安全阀仿西德S301/128安全阀设计制造 例:RB125.0110安全阀 乳化液泵在出厂时,一般都已把安全阀的开启压力调在最大值(泵额定压力的110%)。用户使用 时,不得再调大安全阀的开启压力。 但在以下两种情况下,需根据泵的实际工作压力调整安全阀的开启压力: ①安全阀组件单独做配件时; ②卸载阀的调定压力低于泵的额定压力时。 用户在使用时,应先将安全阀调紧→将卸载压力调到110%→安全阀调松使开启压力低于100%,
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再慢慢调紧至110%→卸载压力调到100%。 3)压力表及压力表开关 压力表经常在冲击压力下工作,是容易损坏的,故在压力表前通常都装有压力表开关。在不需要 观察压力时,旋紧手轮以切断冲击压力对压力表的影响。 注意: 压力表显示的压力视其安装位置, 通常显示的是泵站自动卸载阀单向阀出口后的压力即液 压系统的工作压力,而非泵站本身柱塞腔、排液阀出口等的压力。 4)蓄能器 乳化液泵的流量不均匀性会造成泵站压力的波动,这种波动不但会使胶管振动并导致其早期损 坏,而且会使液压支架操纵不稳定。 蓄能器在液压系统中起着储存能量、减少压力波动、稳定工作压力、减少功率消耗、补偿漏损、 吸收压力脉动和缓和冲击力等作用。 气囊式蓄能器的气体压力应≥液压系统最大工作压力的25% ≤液压系统最小工作压力的90% 即25%ps≤p≤63%ps(设卸载阀恢复压力为70%ps) 一般约为泵站液压系统工作压力的60%。 5、泵架及其它 1)泵架是安装泵及电机的基架,要有良好的钢性,并且为适应井下经常移动的特点,用槽钢竖立 焊成滑撬形状为佳。 2)泵与电机的联接, 采用弹性圈柱销联轴器, 使用时应注意找正, 并在两个半联轴器间保持2-4mm 的间隙。 为安全起见,外加了联轴器护罩。 例: 1)DRB200/31.5型乳化液泵的结构,从类别来分,属卧式电动往复泵,但它还有自已的许多特 点:(1).它的泵头采用分离式阀体结构。按传统设计形式,泵的高压腔(即泵头大阀体)为整体式, 这种结构的缺点是: 高压泵头零件往箱体上组装困难。 而现在的结构形式, 则有效地解决了这个矛盾, 从图中可看出,由于高压腔一分为五,使得体积变小。再者,如果在使用中高压腔出现故障,只需卸 下有故障的高压腔,这为检修带来了方便。(2).在煤矿用柱塞泵中,三柱塞的结构形式在目前仍占主 导地位。应当知道,往复泵的压力脉动值是随着柱塞数目的增加而递减的,脉动值的降低对液压组件 的寿命是有着很大影响。所以,DRB五柱塞往复泵在煤炭生产中服役,对于提高综采设备的整体可靠 性有着良好的作用。(3).该泵的设计,采用了飞溅润滑的形式,从而省去了复杂的且易出故障的强力 润滑设备,大大简化了设备的维护、保养与操作。(4).该泵在设计时,最大限度的采用了本公司现有 产品的零部件,如卸载阀的先导阀、吸液阀组件、排液阀组件,安全阀组件、滑块等,这对配件的供 应提供了方便。(5).该泵的结构及参数,是在我公司多年生产实践的经验之上选定的,充分考虑了煤 矿井下的特殊环境,为煤炭生产的稳产,高产提供了条件。 泵的输入端, 采用了国家标准的弹性联轴器。 这种联轴器, 在泵往底座上总装时, 显得特别方便, 同时能有效地消除泵轴与电机轴的不同轴所带来的干涉。齿轮与齿轮轴用优质合金结构钢制造,齿面 经化学热处理,以提高其耐磨性。曲轴齿轮侧装有内圈可滑动单列圆柱滚子轴承,另一端装有双列向 心球面滚子轴承,两轴承的外圈均装有套,以便于装配。连杆大头装有标准钢背合金轴瓦,用连杆螺 栓紧固,并以铁丝保险。连杆小头与滑块联结成十字销结构,销的两端以聚四氟乙烯定位塞定位。柱 塞在滑块中,以半圆环卡住柱塞的端部台阶,再以螺套(M52×2)锁紧并保验。柱塞端部装有承压块, 以缓冲柱塞对滑块的冲击。柱塞表面经热喷涂处理,具有较强耐磨性。缸套内的柱塞密封采用性能优 越的含脂盘根填料,具有较高的强度及对柱塞减磨性。吸液阀与排液阀采用整体式组件,这种结构便 于装配与维修。 七、乳化液箱主要部件介绍 乳化液箱是乳化液泵站的乳化液存贮器,其主要作用向乳化液泵提供洁净的乳化液,还可有高、 低液位报警保护、乳化液自动配液、手动卸载等功能。 通常乳化液箱有两个向泵供应口供两台泵使用; 有一个向工作面输液的高压出口和两个工作面回 液口。 自动配液是通过浮球截止阀和配液阀来完成的。当乳化液液面低于控制液位时,浮球阀打开,具
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有一定压力的水源进入配液阀内的节流口,在节流口的出口处形成射流作用,使该处形成负压,在大 气压力的作用下,乳化油推开单向阀,与高速射流水混和后进入液箱。调节配液阀的节流螺杆,可使 乳化液得到适当的混合比例(3-5%)。当液面高于控制液位时,浮球阀关闭。但自动配液只作系统运转 时的补液,在液箱初次配液时最好采用人工配液(因为自动配液的流量较低)。 从工作面流回的液体经回液过滤器、磁过滤器,再经吸液断路器至液箱的吸液出口。 在液箱的前面板上装有高压过滤装置,由两高压过滤器和交替阀组成,供两泵交替使用。下部装 有蓄能器和手动卸载口。 7.1磁性过滤器(GRX.03) 在一根芯轴上间隔地套着磁环和尼龙隔套, 外面套着铜套。 其作用主要是吸附乳化液中的金属磨 损物,提高乳化液泵各种阀的使用寿命,在使用中如发现外套上附有杂物,可立即取下进行清洗。 7.2高压过滤器(ZU-H250×20F) 该过滤器连接在泵的高压出口端, 其过滤精度高, 用以进一步滤除机械杂质和乳化液本身发生变 化所产生的胶质、沥清质、碳渣质等,保证洁净的工作液流入工作面液压支架内,延长支架等液压组 件的工作寿命。 7.3交替阀(RXⅢ.07) 该阀的作用是使两高压过滤器出口并连, 当一泵工作时使该泵的工作压力不传至另一高压进滤器 和泵。 7.4蓄能器(NXQ-L16/31.5-A) 其主要作用是储存能量,减少压力波动,充填氮气的充气压力为22MPa,当充气压力过低时,应 补充氮气,否则会使泵站噪音,振动增大,影响使用寿命. 7.5配液阀(RXⅢ.14) 主要原理是:>0.3─1MPa的压力水,通过喷嘴时产生射流作用,吸起乳化油腔的乳化油,共同 由内芯喷出进入乳化液沉淀腔,油水配比量由配液阀调节螺钉调整。 7.6浮球阀(RX16.10) 该阀功能是: 当液面低于正常高度时, 浮球通过自重下沉, 阀内的阀芯被向上拉开, 此时进水泵、 配液阀开始工作;当液面达到正常高度时,浮球通过浮力上浮,将阀芯关闭,使得水源关闭,配液阀 不工作,达到控制箱内液面高度的目的。 7.7吸液断路器(XDG.00) 吸液断路器为液箱向泵的供液口。如果其滤芯发生阻塞,应将断路器与液箱体联接的4个M10× 25螺栓取下,滤芯即可取出,以便清洗,此时断路器自行关闭。 7.8回液过滤器(GRX.02) 由法兰盘与箱件联接,当过滤器阻塞时,工作面回液自动从溢液管溢出。此时就应将过滤器芯取 出清洗,否则会影响液箱内的乳化液清洁度。 7.9防爆浮球液位控制器(UQK-03-dⅡBT3) 该控制器的功能是:当液面低于泵吸液口高度时,通过电器自动报警,以防止泵内吸入空气。 八、乳化液泵站的使用 8.1、泵启动前的准备工作: 8.1.1、操作司机必须经技术培训合格后方可入岗。 8.1.2、检查各关键部位是否有锈蚀、碰伤,各重要螺堵及联接是否松动,密封是否可靠。 8.1.3、泵的工作环境应在相对清洁的环境中,放置平稳,泵底座的倾斜角小于2°,因为倾斜角 过大,将严重影响飞溅润滑的效果。 8.1.4、电机与泵的联轴器间应有2-4mm间隙,以备机器运转升温后轴的长度增加;两联轴器应 保持同轴状态,不同轴将使泵的振动幅度增加。 8.1.5、曲轴箱内应有在油标中位的40-50#机械油,柱塞腔滴油盒也应充满同样的机械油,液 箱内应按要求配比好乳化液。 8.1.6、用手盘动联轴器,应转动灵活,无反常咬紧现象。 8.2、泵起动时的注意事项: 8.2.1、打开进水阀门,松开液箱的高压出口阀门。 8.2.2、点动电动机,观察电机的转向应与标牌箭头标记一致。
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8.2.3.打开放气螺堵,放气。 8.2.4、空转5-10分钟,然后逐级加载,每15分钟升高额定压力的25%,至温升、密封、噪音、 抖动等方面均正常。 8.2.5、调整安全阀,卸载阀的开启压力为规定值。 在以上过程中,对泵站系统出现的任何泄漏、松动等现象应随时排除。 8.3、日常维护注意事项: 8.3.1、检查各种重要联接位置是否松动,并及时紧固。 8.3.2、检查各部位的密封是否可靠,及时调整和更换。(特别是柱塞密封) 8.3.3、泵运转时,泵的上盖严禁打开,柱塞腔盖只许在检查时短时间打开,乳化液箱盖只许在 注水时开启一微小角度,其它时间严禁打开。以防煤块和粉尘砸坏设备和污染乳化液。 8.3.4、检查曲轴箱和滴油盒的油位,及时补充润滑油。(40-50#机械油)。 8.3.5、按规定时间清洗过滤器(一个月一次)。 8.3.6及时补充乳化液,以防止泵吸空。 8.3.7、注意卸载阀的开启压力值的漂移,及时调整至正确值。 8.3.8、对于一般故障应随时排除,如遇异常声响、温升及剧烈震动应立即停泵检查,排除故障。 8.3.9、对于首次使用的泵,润滑油应在使用200小时更换一次,以后每1000小时更换一次。 九、常见故障的判断方法及处理 9.1、泵起动后无压力或压力不足: 我们知道,压力是由于液体受压缩而对容器产生的反力。既然是“无压力或压力不足”,首先应 联想到泵站系统的液体供给状态,如果液箱无液,液面过低,或进液阀门未打开,就必然引起泵的压 力升不起来。其次,如果卸载阀的主阀在不应开启时开启,或者吸排液阀不能正常工作,前者是液体 流回液箱,后者是泵不能有效吸液与排液,也会导致泵无压或压力不足的状态,再者,系统各密封零 件如果失效, 使大量液体向外流失, 也必然会导致上述现象。 所以, 我们的思路应是: 液箱有无液体? →进液阀门打开否?→卸载阀的主阀已打开?(即调整不当,还是有故障)→吸、排液阀有故障?→ 系统密封零件失效?按上述思路进行检查。 9.2、泵抖动严重: 液压机械产生抖动的原因,不外乎有三。其一,机械原因:如果各运动副的接触面有严重损坏, 或者间隙过大,或者一些重要联接松动,都将产生上述现象;其二,液压冲击:如果液体中混有气体, 由于气体的可压缩性及其对液体的扰动, 将对液压系统产生严重的冲击作用, 这是十分有害的; 其三, 液压负荷的不平衡:由于往复泵在对液体的压缩过程中不是连续的,曲轴旋转一周,将产生五个压力 峰值, 因此, 泵是存在固有的振动频率, 也有固有的压力波动值,如果在5缸中有一缸不能正常工作, 其压力波动值就必然增大。 另外, 如果卸载阀的卸载功能不正常,也将导致压力波动值的增大。所以, 解决此类问题的思路是:机械故障?→系统内有气体?→有一缸不工作?(即吸、排液阀组有问题) →卸载阀有故障?另外,蓄能器如充气不足,或充气压力过高,也会导致上述现象。 9.3、噪音过高: 泵站系统噪音一般分两方面:其一是机械噪音,其二是液压噪音。产生的原因与9.2故障现象的 三个因素是紧密相关的,在产生严重抖动时,必然要产生噪音,这两者可以说是共生共灭。我们在判 断病因时,其思路基本上是与9.2问题的判断思路是一致的。 9.4、温度过高: 泵的温度过高,其产生的因素有:(1)机械传动运动副的间隙过小:运动副表面不能形成良好的 油膜,使得磨损加剧,从而导致温度升高。(2)润滑油过脏:油中所含金属及尘埃的微粒过多,泵在 运转时微粒加剧了运动体表面的磨损,从而导致温度升高。(3)润滑油位过低:由于泵是采用飞溅方 式润滑的,油位过低,致使曲轴连杆不能将油甩起,润滑油不能进入该润滑的位置,造成运动体处于 干磨擦的状态,泵温就必然升高。(4)其它一些机械故障:如运动零件的咬死,磨损过度,联接件松 动导致的撞击等。因此,判断该种问题的思路应该是:机械故障?→润滑油有问题? 9.5、润滑油的漏损严重: 这个问题的提出,就应该分析润滑油消耗的途径。其一,是从各密封垫泄漏;其二,是从滑块密 封处泄漏;其三,箱体的裂纹、气孔、砂眼;其四,联接螺栓松动。这些现象,看起来似乎不太严重, 但却不能掉以轻心,因为,润滑油漏损如不被发现,其后果将是严重的,通常是连杆瓦抱轴、滑块烧
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伤。所以应引起重视。 9.6、关于卸载阀的故障: 前面已把它的结构及原理讲述了。故障原因主要有以下几个方面:(1)阀内的三种阀芯与阀座的 密封面不密封(一般由于长期的动作,冲击所至)。(2)内部三种节流螺钉的阻塞(由于杂质所至)。 (3)内部有相对动作的零件卡死。(4)有误装或内部密封件损坏。 对于第一种故障,如果是单向阀芯与阀座不密封,则出现的现象是:当阀处于卸载状态时,很快 又处于供液状态(即不卸载状态),处于卸载状态的时间变短,卸载阀的工作频率增快。如果是先导 阀或是主阀不密封,则泵处于高频率的卸载与不卸载的冲击之中,其冲击频率较第一种故障快。因为 先导阀泄漏,主阀的关闭压力刚建立起来,很快又失去,主阀不能稳定地关闭。 对于第二种故障,如果是上节流孔阻塞,则卸载阀出口的压力液体不能控制先导阀,导致阀处于 不工作状态。如果是中和下节流孔阻塞,则导致压力液体不能进入主阀体推力活塞底部建立起关闭压 力,使阀处于常卸状态。 对于第三种故障, 其现象是阀处于不工作或是常卸状态。 因为有相对运动的零件是有关阀和有关 活塞,如果其已卡死,其现象必如上所述。 对于第四种故障, 将导致阀的失灵。 因为误装, 将使误装件失去应有功能, 因为内部密封件损环, 将使内部压力液体短路,使阀的功能丧失。 9.7、关于安全阀的故障: 安全阀的故障,主要是阀口漏液,这是阀芯的阀垫已损环,只要更换一只装好阀垫的阀芯就行。 其次是阀座的密封面的损环,这也必须更换。另外,像阀芯卡死,弹簧断裂,这些现象不常见。 十、乳化液泵维修过程中的几个问题 10.1、零件配对使用: 在某些零件的加工过程中,是以一整体零件一分为二的,在使用过程中,这种一分为二的零件是 不能分开使用的,这些零件有:连杆体与盖,配钻孔以后的轴瓦,卡柱塞的半圆环等。因为分开使用 后,不能保证规定的几何形状和尺寸,从而影响使用性能。 10.2、零件相互间的密封性: 这是指各种阀的密封面,它们的加工质量如何,直接影响整机容积效率。一般来讲,相互配合的 阀芯与阀座是要进行配对研磨,以保证其密封效果,研磨好的零件,不能分开使用。研磨以后,要用 煤油来检验其密封效果。时间约5分钟,不得泄漏。 10.3、重要螺纹联接的拧紧力矩及保险: 在安装关键螺栓(如:连杆螺栓、阀体与箱体的连接螺栓、齿轮箱与箱体联接螺栓等)时应有足 够的拧紧力矩。而且,一些重要的螺纹联接是要保险的,它们有:连杆螺栓、压柱塞的压套、缸套组 件的螺母;连杆螺栓是在拧紧以后用铁丝交叉捆扎来防松的;缸套的螺母是通过螺纹的相互并紧来实 现防松的;泵头阀体与箱体等用弹簧垫圈来防松。以上所述的联接部位,其保险是否有效至关重要, 否则所产生的后果是严重的。最好在满载一段时间后,再拧紧一次。 螺钉拧紧力矩参数值近似见下表 M12 M16 M20 M22 M24 32N.m 80N.m 150N.m 200N.m 250N.m 拧紧力矩应特别强调的有: 连杆螺栓:130-180N.m 滑块压套:因柱塞冲击严重,应及时取下M6×12防松螺钉用手锤铜棒适当敲击压套,使其旋紧, 再用M6×12防松螺钉固定。 在使用过程中,还应随时检查其松动情况,并予以旋紧。 10.4、一些重要运动副的表面质量及间隙: 这里所讲的重要运动副是指齿轮齿面、曲拐与轴瓦、连杆销与连杆铜套、滑块与箱体孔、柱塞表 面等。这些表面质量如何,将直接影响泵的噪音、温升、振动等指标。一般来讲,这些表面的粗糙度 不应大于Ra1.6, 如不能达到该值, 则应采取措施, 使其达到要求。 δ =0.0005-0.001D,b薄=0.4-0.65,b 厚=0.55-0.85 曲拐与轴瓦的间隙应在0.10-0.18mm 滑块与箱体的间隙应在0.18-0.25mm
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连杆销与铜套的间隙在0.03-0.10mm 间隙过小,易引起发热及烧损;间隙过大,则振动、噪音严重、磨损加剧。 10.5、关于井下一般维修的装拆顺序: 10.5.1换滑块密封: 在发现滑块密封处泄油严重, 在滑块外圆面完好的情况下, 应更换滑块密封, 更换的方法: 拆下缸套压盖 (或液力端螺堵) →拆下滑块压套→将柱塞根部拉进缸套→用螺丝刀将滑块密封拆 出(注意不要将滑块表面损坏)→换上新的密封套上滑块→将专用工具“拉盘”用压套固定在滑块上 (拉盘口部朝向密封)→用手盘动联轴器,将密封压至装配位置→拆下拉盘,装好柱塞(注意保险) 及缸套压盖。 10.5.2换柱塞密封: 在柱塞密封处泄漏量超标时, 如果再旋紧缸套螺母无效的情况下应换柱塞密 封,顺序如下:拆下阀体与箱体联接的螺帽或螺钉(缸套压盖螺钉不拆)→拆下阀体→松开箱体上固 定缸套的螺钉→取出缸套组件→换上新的缸套组件(或拆开缸套组件,换上新的密封)→将缸套组件 装上箱体(此时缸套组件的螺母不应压紧)→拧紧固定缸套的螺钉→装上阀体→将缸套螺母旋至恰当 深度,并保险。 10.5.3吸、排液阀:在发现吸、排液阀有问题时,应拆下吸液阀或排液阀螺堵,然后用专用工具 “拉拨套筒”将阀组取出,成组更换或更换有关零件,检查有无杂物遗留在阀体内,再将阀组装上。 应注意吸液压盖螺钉的拧紧力矩并尽可能一致。 10.5.4检查连杆轴瓦:在需要检查更换轴瓦时,其顺序如下:放油→拆开后盖板→拆开保险铁丝 松开连杆螺钉,取下连杆轴瓦盖→更换轴瓦(注意有槽的瓦在瓦盖上,瓦端的油孔朝上。如无孔,应 配好孔后再装上。)→装好连杆(注意螺栓力矩)并保险→清洗箱内污物→装好后盖板→加油至油标 中位(40-50#机械油)。 10.5.5齿轮箱的检查:在怀疑齿轮或轴承有故障,应打开齿轮箱,顺序如下:放油→拆开联轴器 罩→拆下电机底脚螺钉,将电机移出联轴器→拆下齿轮箱罩→检查故障,并排除→装齿轮箱罩→移动 电机,使联轴器合上,联轴器间应留有2-4mm间隙,电机轴与齿轮轴应在一条钱上,固定电机→装护 罩→加油。 10.5.6卸载阀的检查:故障前面已讲过,在需要检查时,应大致判断一下故障的位置。如是第二 种故障,只需拆下先导阀组,拧下节流螺钉,清洗即可,如是其它故障,应分别为: 先导阀的检查: 旋下碟簧27外的套筒30→旋下压紧螺套31→旋下螺堵27→松开螺堵18, 用铜棒从 底部将内部零件捅出→检查阀锥密封面的情况→检查各零件及密封的情况→检查滑套25在活塞套24 中的滑动情况(应无卡死现象)→按顺序将零件装入,注意件22的方向→旋紧压紧螺套→装上碟形弹 簧及套筒。此项检查应特别注意先导阀座20、阀杆23的密封面情况及内部密封件完好性和装配顺序。 单向阀的检查: 此项只需拆下螺堵7就可发现问题。 主要是检查单向阀锥密封面问题和弹簧质量。 如要更换阀座, 须先拆下主阀除阀座外的所有零件, 用铜棒从反面将阀座拆下。 再按顺序将零件装上。 主阀的检查:拆下螺堵14,就可取出内部零件。主要检查主阀芯和阀座的密封带情况,性能应良 好,否则应研磨或更换。如果阀座拆不下,则应从单向阀端用铜棒将其顶下。其次检查推力活塞12 在导向套11中的滑动情况,不应卡死。再者就是检查各密封件的完好性,损坏者必须更换。在装配时 应注意零件的方向,同时注意主阀的零件不要与单向阀的零件搞混。 提醒一句:卸载阀故障率较高的主要是先导阀杆与阀座、主阀芯与阀座的密封性,解决的方法在 井下主要是更换零件。其次是橡胶件的损坏与节流孔的阻塞。 10.6建议: 在泵站设备的旁边,应建立小型配件库,放置一些常用工具、专用工具及备件。在备件中,应注 意随时保持具有性能好的卸载阀、安全阀、吸液阀组、排液阀组、缸套组件等,以备在维修时,可成 组更换,方便维修,提高维修效率。

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附:液压传动介质--乳化液
1、液压传动介质的演变 十八世纪,水压机,用水作传动介质,安全、经济、稳定、对人体无害;但粘度低,润滑性能差, 容易使金属锈蚀。 二十世纪初,用一般润滑油,继而专用液压油作液压传动介质,消除了润滑性差、易使金属锈蚀 等缺点,广泛应用于各种液压传动系统。 二十世纪五十年代初,煤矿井下开始使用液压支架支护和管理工作面顶板,但油是易燃的,尤其 是在19.6-29.4MPa(200-300kgf/cm2)压力的情况下,从破裂油管中喷出的液压油往往呈细雾状,只要 遇上300-400℃的热源就会着火,是不允许的。 五十年代以后, 研制成功了难燃液压液--乳化液, 使液压传动装置在井下得到了迅速推广和应 用。解决了水润滑性差、易使金属锈蚀和油易着火、价格高这一问题。 2、乳化液 1)两种互不兼容的液体, 当其中的一种液体成为小液滴并均匀地分散在另一种液体中时, 由于其 外观呈乳状,故称这种混合液为乳化液。 分散相、内相、连续相、外相 2)油包水型乳化液(15-40%水);水包油型乳化液(2-15%油)--国内外煤矿液压支架用工作液。 目前,国内液压支架用(重量比)5%乳化油和95%水组成的乳化液。 3)水包油型乳化液的优越性: ①不易燃烧,安全性好; ②价格低廉,经济性好(液/油≈1/10); ③粘度小,粘温性能好,管道阻力小; ④稳定性好(70℃168小时,常温28天,其析油与乳脂状物在0.1-0.2%c以下); ⑤有足够的防锈性和良好的润滑性; ⑥对密封材料的适应性好; ⑦对人体皮肤无有害影响(配方合理的无剌激性)。 3、乳化油 1)乳化油是在基础油中加入各种添加剂制成的: ①基础油:一般占50%以上,常用5#或7#高速机械油。 ②乳化剂:使油和水乳化而成稳定的乳化液的关键性添加剂,分层→乳化。 环烷酸的钾、钠皂可作为水包油型乳化剂。 ③防锈剂:石油黄酸钡,硬脂酸,单油酸甘油脂等。 ④偶合剂:使皂类与其它添加剂互溶,降低粘度,改善稳定性。乙酸、乙二醇等。 ⑤防霉剂:防止乳化油受微生物污染、变质发臭。苯酚,甲苯酚等。 ⑥抗泡剂:降低乳化液的起泡性,效果较好的是硅油类消泡剂。 ⑦络合剂:提高乳化液的抗硬水能力,常用乙二胺四乙酸等。 2)乳化油的性能直接影响着乳化液的质量,目前我国广泛使用适应中硬水质的 M-10乳化油,M-10-1(M-10-2)主要技术特征: ①外观:棕红色均一透明流体 ②粘度:50-60°E50 ③闪点:146℃(140℃) ④凝固点:-9℃ ⑤水分含量(%):4-5(3-4) ⑥折光率:1.4845(1.4855) ⑦热稳定性:70℃保存168小时稳定性良好 ⑧防锈性:试棒在5%浓度的M-10乳化液中,在35℃恒温一个月后无锈、正常。然后又在室温下 放置12月,45钢、27硅锰钢无锈,62铜正常。 ⑨对人体刺激性:对人体皮肤无刺激性,也不产生使人头痛不适的气体。 4、配制乳化液用水: 1)、水质:配制乳化液用水主要水质指标:
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①硬度:除碱金属以外的金属离子(钙、镁等)浓度的总和。 钙、镁的碳酸氢盐受热后能分解形成沉淀物而析出--暂时硬度→总硬度 钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等煮沸后不能析出部分--永久硬度↑ 1毫克当量/升=2.804德国度(DH°)=50.045ppm 软水低硬水中硬水高硬水特硬水 硬度(毫克当量/升)<22-55-1010-15>15 ②PH值:水呈酸性或碱性,取决于水中的氢离子浓度--PH值表示 (酸性)1-7(中性)-14(碱性) ③硫酸根和氯根:硫酸钙、镁形成,氯根多以钠、钙、镁盐形式 ④、水中的机械杂质及悬浮物 2)水质对乳化液的影响: ①硬度的影响: 水中的钙、镁离子往往会与乳化液中的阴离子乳化剂起作用,而使其钠、钾盐或皂复分解为钙、 镁盐或皂,使阴离子乳化剂浓度降低或丧失乳化能力。 ②PH值的影响:↑ 配制乳化液用水的PH值对乳化液的影响是十分显着的,腐│ 氢离子浓度达到足够大时(PH值低),甚至可以使乳化液破乳。蚀│ 而且,水中的氢离子浓度是金属腐蚀的一个重要因素。速│ a.锌、铝等金属,PH值过大或过小都会引起腐蚀作用加剧;度│ b.钢、铜、锰、镉、钨、铁等金属,PH值偏低腐蚀性强。│ ③氯根和硫酸根的影响:└──────→PH值 有促进金属腐蚀的作用,特别是氯化镁,可以使钢、铁04714 腐蚀产生恶性循环。 ④机械杂质及悬浮物的影响: 是有害的。它们不仅会堵塞液压系统中的过滤网和阀内信道,而且影响乳化液的稳定性。 3)对乳化液用水的要求: ①无色、无嗅、无机械杂质和悬浮物的透明液体; ②PH值应在6-9范围内,PH值在6以下的水必须加以适当中和后方可使用; ③氯离子含量不大于5.7毫克当量/升,硫酸根含量不大于8.3毫克当量/升; ④根据水的硬度选用适宜的乳化油:高硬水配抗低硬油,影响乳化液的稳定性、防锈性;低硬水 配抗高硬油,增加起泡性。 4)乳化液的配制: ①配制方法:乳化液自动配液 称量混合搅拌法人工配液 ②配制地点地面集中配液:质量稳定、效率高、便于防止环境污染 工作面分散配液:方便、无需预先配液,但井下水质不保证。 乳化液质量控制不好,会严重影响泵站、液压支架整个液压系统的正常工作,严重时会造成液压 系统过滤装置堵塞、液压件锈蚀,甚至使液压系统无法正常工作。 5、乳化液的使用管理: ①使用中的乳化液要每班检查一次浓度,不合格时立即进行调整; ②泵站的各级过滤网、过滤器和管路要经常清洗,保持清洁; ③工作过程中如发现大量分油、析皂、变色、发臭或不乳化等异常现象时,应立即更换新液,然 后查明原因; ④乳化油选定后,要采用同一牌号、同一厂家生产的乳化油,需要两种牌号乳化油混用时,要进 行乳化油的兼容性、稳定性和防锈性试验,合格后才能混用,应避免使用铝容器; ⑤乳化液的允许工作温度为5-55℃,但通常不应超过45℃,温度过高会降低乳化液的稳定性,并 会影响密封件的寿命; ⑥防冻:5%浓度的乳化液,它的凝固点(结冰)在-3℃左右,并具有与水相似的冻结膨胀性。 混入乳化液中的防冻液越多,冰点越低。20%:-13℃左右;40%:-20℃还未结冰
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防锈防冻液:30-130-5 外观浅绿色透明液体 乙二醇含量,%3042 比重d41.09631.1025 粘度(20℃),cSt3.7784.697 PH值8-8.5 闪点(开口),℃无 冰点,℃-29-46 橡胶溶胀,△V%-2~+6 防锈试验合格

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