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液壓增壓器在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用與展望

文檔作者：王鵬或葉曉奔文檔來(lái)源： 1．安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2．淮南礦業(yè)集團(tuán)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2026年01月24日
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第6期(總第187期)
2014年12月
機(jī)械工程與自動(dòng)化
M ECHANICAL ENGINEERING 8L AUTOM AT10N
No．6
Dec．
文章編號(hào)：1672—6413(2014)06—0223—02
液壓增壓器在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用與展望米
王鵬或 ，葉曉奔
(1． 安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，安徽 淮南 232001；2． 淮南礦業(yè)集團(tuán)張集礦， 安徽 淮南 232001)
摘要：液壓增壓器是一種將低壓油液轉(zhuǎn)換為高壓油液的裝置。介紹了一種單作用液壓增壓器的工作原理，并
將此裝置應(yīng)用于液壓支架和錨索張拉機(jī)具的液壓系統(tǒng)，解決了液壓支架初撐力不足和張拉機(jī)具壓力不足問(wèn)
題，增強(qiáng)了液壓系統(tǒng)工作的可靠性，為煤礦安全高效生產(chǎn)帶來(lái)一定的便利條件。 ．
關(guān)鍵詞：液壓增壓器；應(yīng)用；煤礦機(jī)械
中圖分類號(hào)：THI37．8 3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0 引言
煤礦機(jī)械采用液壓技術(shù)的重要原因是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)
單、體積小、輸出力大、功率大。煤礦井下液壓泵站的
供液壓力一般為31．5 MPa，經(jīng)過(guò)管路損失，很多場(chǎng)合
壓力已不能滿足要求，例如隨著采煤速度的提高，難控
的頂板不斷出現(xiàn)，致使采煤工作面液壓支架存在著初
撐力不足的問(wèn)題口 ；此外，在液壓系統(tǒng)中，常常需要
使用不同的壓力，例如煤礦井下支護(hù)使用的錨桿和錨
索，錨索的安裝需要用到錨索張拉機(jī)床，如果使用掘進(jìn)
機(jī)的液壓油源，可解決其供油問(wèn)題，但其壓力無(wú)法滿足
張拉機(jī)床的要求 l4_。
目前解決上述問(wèn)題的方法是增加一個(gè)高壓液壓站
或增壓裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用增壓裝置可減少高壓元件的
使用，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，還可以高效率地將
液體壓力調(diào)整為所需壓力，并能比傳統(tǒng)的做法—— 增
加一個(gè)高壓液壓站節(jié)省數(shù)倍的資金。
I 液壓增壓器工作原理
1．1 增壓器的組成
圖1為自動(dòng)連續(xù)單作用超高壓液壓增壓器的工作
原理圖。這種增壓器集單作用增壓缸1、液控?fù)Q向閥
2、串接用單向閥3、排油單向閥4和液控單向閥5于
一體，系統(tǒng)連接管路大大簡(jiǎn)化，安裝使用比較方便。該
增壓裝置是一個(gè)集成元件，它自動(dòng)將低壓油液增壓后向
系統(tǒng)供入，可滿足連續(xù)超高壓(200 MPa)供油的要求。
1．2 單向增壓原理
由液壓泵輸出的壓力油P 分為兩路，第一路直
接由液控單向閥5到達(dá)增壓器輸出端，第二路由單向
閥3流向增壓缸的C腔，增壓缸小活塞在壓力油的作
用下，連同大活塞一起下移，增壓缸A腔油液經(jīng)換向
閥2流向B腔，經(jīng)出油口0流回油箱；當(dāng)小活塞下移
到使增壓缸C腔與油路① 接通，壓力升高至調(diào)定壓力
時(shí)，液控?fù)Q向閥2換向，液壓泵來(lái)油經(jīng)液控?fù)Q向閥2流
向增壓缸A腔，推動(dòng)活塞上移，增壓缸向系統(tǒng)供入期
望目標(biāo)下的壓力油，其壓力大小由增壓比決定；當(dāng)小活
塞上移至一定位置后，液控?fù)Q向閥2的控制腔油液經(jīng)
油路①流向增壓缸B腔，液控?fù)Q向閥2在彈簧力的作
用下復(fù)位至下位，此過(guò)程循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到期望
的目標(biāo)壓力為止。
5
1一單作用增壓缸；2一液控?fù)Q向閥}3，4一單向閥，5一液控單向網(wǎng)
圖1 單作用液壓增壓器工作原理圖
2 液壓增壓器在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用
2．1 在液壓支架中的應(yīng)用
為保證液壓支架有足夠的初撐力，在原有液壓系
統(tǒng)上增加一個(gè)液壓增壓器，以提高供液壓力，并且該回
* 安徽理工大學(xué)青年教師科學(xué)研究基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2012QNZ09)
收稿日期：2014～04—02；修回El期：2014—06—02
作者簡(jiǎn)介：王鵬或(1984一)，男，安徽巢湖人，助教，碩士，主要從事流體傳動(dòng)與控制方向教學(xué)與研究。
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· 224 · 機(jī)械工程與自動(dòng)化 2014年第6期
路能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)增壓、補(bǔ)液功能[5]。
圖2為采用液壓增壓器提高供液壓力的回路，該
回路能自動(dòng)完成增壓、補(bǔ)液功能。升架時(shí)，高壓乳化液
一路經(jīng)閥3進(jìn)入單作用增壓缸1小活塞腔，推動(dòng)大、小
活塞右移至終點(diǎn)，同時(shí)大活塞腔內(nèi)液體經(jīng)閥2流至回
液管，完成增壓的準(zhǔn)備工作；另一路分別經(jīng)閥1O，11進(jìn)
入支架的立柱下腔，進(jìn)行初撐補(bǔ)液。當(dāng)液壓支架頂梁
接觸頂板后，立柱下腔液體壓力升高，當(dāng)壓力升至液壓
增壓器的液控?fù)Q向閥2調(diào)定壓力時(shí)，該閥左位接通，由
閥14來(lái)的高壓乳化液經(jīng)閥2流向增壓缸1的大活塞
腔，推動(dòng)活塞左移，小活塞腔內(nèi)的高壓液經(jīng)閥4，12，13
流人立柱6，7下腔繼續(xù)補(bǔ)液，使立柱下腔壓力達(dá)到要
求值。降架時(shí)，閥2回到右位，立柱下腔液體經(jīng)閥1O，
11到回液管路。
14
1一單作用增壓缸；2一液控?fù)Q向閥；3，4，12，13一單向閥；
5，10，11一液控單向閥f 6，7一立柱}8，9一安全閥；14一換向閥
圈2 采用液壓增壓器提高供液壓力的回路
2．2 在綜掘工作面張拉機(jī)床中的應(yīng)用
在煤礦綜掘工作面作業(yè)中，綜掘機(jī)的使用可提高
工作效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，在對(duì)頂板錨索
支護(hù)時(shí)，錨索張拉機(jī)具是采用人工手動(dòng)泵供油，存在著
勞動(dòng)強(qiáng)度大、速度慢等問(wèn)題，已不能滿足煤礦安全高效
生產(chǎn)要求。若張拉機(jī)具直接使用綜掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，
綜掘機(jī)液壓系統(tǒng)壓力一般不超過(guò)20 MPa，而錨索張拉
機(jī)具需要的壓力為25 Mpan 30 MPa，綜掘機(jī)的液壓
系統(tǒng)顯然不滿足錨索張拉力機(jī)具的設(shè)計(jì)要求。此外，
直接引入綜掘機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力油，采用換向閥直接
給錨索張拉機(jī)具供油，張拉油缸的運(yùn)動(dòng)速度不宜控制，
甚至存在安全隱患。
圖3為錨索張拉機(jī)具增壓系統(tǒng)回路圖。在換向閥
1與錨索張拉機(jī)具之間加調(diào)速閥2，3和液壓增壓器4，
調(diào)速閥可根據(jù)張拉機(jī)具實(shí)際工作需要調(diào)節(jié)流量，以滿
足張拉速度要求。當(dāng)張拉油缸快進(jìn)時(shí)，壓力油由增壓
器內(nèi)置液控單向閥直接向系統(tǒng)供油；當(dāng)張拉油缸開(kāi)始
張緊時(shí)，所需壓力提高，增壓器內(nèi)置換向閥換向，增壓
活塞開(kāi)始工作，直至滿足張拉機(jī)具壓力需要。當(dāng)壓力
過(guò)載時(shí)，可通過(guò)安全閥6卸載。
P 0
1一換向閥；2，3一調(diào)速閥；4一液壓增壓器；
5一錨索張拉機(jī)具張拉油缸；6一安全閥
圖3 錨索張拉機(jī)具增壓系統(tǒng)回路
3 展望
液壓增壓器是一個(gè)集成元件，體積較小、結(jié)構(gòu)緊
湊，應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中可使連接管路得到大大簡(jiǎn)化，滿
足連續(xù)自動(dòng)增壓要求?？衫妹旱V機(jī)械泵站現(xiàn)有壓力
油源，用液壓增壓器對(duì)其增壓后以滿足高壓系統(tǒng)要求，
解決壓力不足問(wèn)題，大大節(jié)省了成本、人力，增壓方便
可靠，所以液壓增壓器將會(huì)在煤礦機(jī)械上得到廣泛的
應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
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Application and Prospect 0f Hydraulic Booster in Coal M ine M achinery
W ANG Peng-yu ，YE Xiao-ben
(1．School of Mechanical Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China；2．Zhangji Coal Mine，Huainan Coal
M ining Group Corporation Ltd．，H uainan 232001，China)
Abstract：Hydraulic booster is a device that converts low pressure oil to high pressure oil．This paper introduces the working princi—
pie of a kind of single-acting hydraulic boosters，which has been applied to the hydraulic systems of powered supports and anchor ca—
ble tensioning machines，to solve the problem of insufficient hydraulic support setting force and insufficient tensioning machine pres—
sure．The application of hydraulic boosters can enhance the reliability of hydraulic system，bring some convenient conditions for the
efficient production of coal mine．
Key words：hydraulic booster；application；coal mine machinery

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