矿山机械论文范文

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1.2CAD技术目前在设计人员进行矿山机械设计时，必不可少的会使用到CAD技术。这是充分的利用计算机软、硬件来实现对产品进行设计的一种技术，利用CAD技术可以实现进行设计、工程分析、绘画及文档制作，为设计带来了很大的便利。不仅可以确保模块和一体化设计的实现，而且直接导入计算机内的产品模型，在加工中心直接利用传入的加工代码进行机械的加工。应用CAD技术，有效的将设计和制造两个环节更好的衔接起来，对矿山机械产品的设计效率和加工效率都有较明显的改善。

1.3有限元法矿山作业时环境较为复杂，机械作业时受力情况也无法进行准确的计算和分析，在结构和载荷上都具有复杂性。在传统设计中通常都是通过几个截面来进行简化计算，这不仅无论确保计算结果的准确性，而且仅仅通过对几个截面的设计校核，无法对每个部件的应力分布情况进行准确的确定。所以在现代设计方法，往往利用有限元法，通过计算机来对每个部件的应力情况及薄弱点进行分析，这样能够更好的对设计产品进行改进，确保设计出来的产品质量能够更好的满足矿山开采的要求。

1.4优化设计目前数学专业也随着时代前进而向前发展，比如最优化设计数学模型。矿山机械设计中的优化设计就是将设计中遇到的问题转化为数学模型，然后应用数学优化技术和计算机计算技术，从可行域中找出最优解。在设计过程中，设计问题越复杂，越能体现出优化设计对产品设计的优势，它大大减轻了设计工作者的负担。优化设计技术在推进计算机辅助设计、改进产品质量和提高产品设计水平等方面都具有重要作用。

1.5绿色设计随着当今世界对环境保护的重视，大家也开始呼唤设计界的绿色环保。绿色设计，不仅是指在设计过程中整个机械设备要经济环保，做到可回收、可维护、可拆卸、可重复利用等，而且在机械施工过程中，要做到减少噪声污染，提高工作效率，最大限度地节约能源。在满足使用性能和安全性能的同时，设计的产品也要具有良好的环境属性，这是现代设计中必要的一个环节。

1.6人机工程设计技术矿山机械运行的环境比较恶劣，操作机器人员需要集中精神进行细心操作，一个简单的失误有可能造成安全事故。所以在设计中有了人机工程设计技术，它的目标就在考虑施工环境的前提下，怎么样将机械产品最合乎人的操作习惯，尽量满足人的舒适度，减少人的劳动强度，保证生产安全。比如合理的档位高度和位置设计可以减少操作人员的强度以及避免操作失误，保证操作人员的安全。

2矿山机械设计过程中应注意的几个方面

首先，要强调以人为本的设计理念。以人为本是现代机械设计理念中很重要的一个方面。以人为本涉及到很多方面，例如噪音的消除、机械形态的柔和型、操作控制系统的安全性和操作起来的简便性和舒适度。消除噪音是一个非常重要的方面，工作人员在一个充满噪声的环境里，不可能保持一个良好的工作状态。操作工人极易出现错误操作而导致事故发生。因此在机械设计过程中，必须找到最合适的工作频率，降低噪声对工作人员的影响。除此之外，我国机械设计自动化程度比较低，很多都需要人工操作，因此有一个方便舒适的的操作系统很重要。其次，现代机械设计方法集先进性、智能性、系统性、动态性和综合性等特点于一身。矿山机械的设计人员一定要清楚的掌握几个数据，例如人体的一些生理指标，各个部位的尺寸等，还要了解矿山的一些基本知识等情况，设计出来的工作界面要简洁大方，让工作人员很好的操作，又能保持一种良好的情绪和工作状态。

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煤炭是我国的主要能源，是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。我国煤炭资源丰富，煤炭资源分布面积约60多万平方公里，占国土面积的6%。根据第三次全国煤炭资源预测与评价，全国煤炭资源总量5.57万亿吨，煤炭资源潜力巨大，煤炭资源总量居世界第一。已查明资源中精查资源量仅占25%，详查资源仅占17%。探明储量达到10202亿吨。其中可开采储量1891亿吨，占18%，人均占有量仅145吨，低于世界平均水平。国务院制订的《能源中长期发展规划纲要（2004-2020）》（草案）指出“要大力调整优化能源结构，坚持以煤炭为主体，电力为中心，油气和新能源全面发展的战略”。鉴于我国“多煤、贫油、少气（天然气）”的特点，在今后一段相当长的时间内，能源结构仍然以煤炭为主，煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我国一次能源生产的70%以上，在我国能源结构上占主要地位，有举足轻重的作用。

根据我国全面建设小康社会的需求，煤炭消费的趋势将有明显上升。在煤炭消费用户的构成中，电力、冶金、建材、化工4个行业煤炭消费量占煤炭消费总量从1990年的50%提高到2004年的84%，其中电力占51.8%，冶金11.64%，年占27%提高到2004年的51%，将近增长一倍。

二、我国煤炭工业发展现状

进入21世纪，我国煤炭工业快速发展，2000年全国产煤9.9亿吨，2001年产煤11.04亿吨，2002年13.8亿吨，2003年16.67亿吨。2004年全国产煤19.56亿吨，占全国一次性能源生产总量的74.3%，当年煤炭销售量为18.91亿吨，占全国一次性能源消费总量的65%，生产力水平显著提高，产业结构调整取得重大进展。一些企业开始跨地区、跨行业的产业联合，煤、电、化、路、港、航产业链开始形成，形成了一批在国内领先、在国际上具有一定竞争力的大集团，如神华集团、山西焦煤集团、兖州矿业集团等。我国煤炭产量急剧上升，得到了全世界的关注。

煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业，我国的煤炭产量已是世界第一位，是煤炭生产大国，现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。同时，我国煤炭开采技术装备总体水平低，煤炭生产技术装备是机械化、部分机械化和手工作业并存的多层次结构。技术和装备水平低。全国煤矿非机械化采煤60%。大中型国有重点煤矿装备水平较先进，但设备老化程度较大；小型矿井生产技术装备水平极低，煤矿生产工艺落后，作业人员过多、效率低。保障煤炭供应是国家加强煤炭工业宏观调控的重点之一，挖掘煤炭生产潜力，加快大型煤炭基地建设，是重要措施。为此，只有大幅提高大中型煤矿产量，才能在保障煤炭稳定供应的前提条件下，遏制小煤矿发展和淘汰小煤矿，完成煤炭生产结构优化调整。1998年12月以来，国家对煤炭产业结构进行了重大调整，关闭了五万多处小煤矿，淘汰了一批落后的生产能力，通过宏观调控，煤炭生产形势好转，供求关系趋于平衡。目前我国煤炭生产企业2.5万多家，其中规模以上的企业约占60%左右，2005年计划关闭2000多家小煤矿。

三、我国煤炭工业存在的问题和与国际先进产煤国家的差距

1、我国煤炭企业规模小、产业集中度低我国煤炭企业的突出特点是，规模小、效率低、安全状况不好，产业集中度低。据煤炭行业统计数据分析，2002年国有重点煤矿占52%，国有地方煤矿占18%，乡镇煤矿占30%。按井型划分，大型矿井占32%，中型矿井占18%，小型矿井（含乡镇煤矿）占48%。2004年，全国约有煤矿2.5万处，95%以上的小煤矿，矿井年产能力不足3万吨的矿井约占40%，煤炭产业的集中度只有15%，远远低于世界主要产煤国家的水平。国际先进的产煤国家，煤炭产业规模集中化，世界排名前10名的大公司，依靠核心竞争力，做强做大，提高了全球煤炭产业的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭产量约占全球产量的18.81%，有5家公司的煤炭产量超过1亿吨，其中排名第一的皮博迪公司达到1.83亿吨，力拓公司达到1.43亿吨，美国前4家企业的煤炭产量占本国煤炭总量的46.9%。

2、我国煤炭装备落后，机械化、自动化程度低、缺少大型成套设备.我国煤矿生产基础薄弱、国有煤矿连续紧张生产的矿井占总数的近50%，矿井主要生产设备严重老化，超期服役的占30-40%，部分乡镇煤矿设备简陋、生产条件差，有的根本没有机械设备，仅为人工开采，不符合有关煤炭法规要求，当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着“采厚弃薄”、“吃肥丢瘦”等浪费资源现象，全国煤矿平均资源回收率为30-35%左右，资源富集地区的小型矿井资源会回收率只有10-15%。据煤炭行业统计数据分析，2002年我国国有重点煤矿采煤机械化程度为77.78%，综合采煤机械化为62.98%，掘进机械化程度为81.15%，综合掘井机械化程度为15.03%，地方国有煤矿机械化程度更低。当前全国采煤机械化程度仅为42%，除国有大中型煤矿采掘机械化程度达到75%之外，大多数煤矿生产技术水平低，装备差、效率低。特别是乡镇煤矿，基本上是非机械化开采。2004年乡镇煤矿产量占我国煤炭总产量的39%。对不适宜用放顶采煤的5.5米以上煤层，要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法，但目前国内没有相适应的高产高效的综采成套设备。而国外美国久益（JOY）公司、德国德伯特（DBT）公司和德国艾克夫（Eickhoff）公司，都具有成熟的高煤层一次采全高的高产、高效综采成套设备。神华集团引进的成套设备年产突破1085万吨，工作面长度突破300米，最长的工作面已超过400米，工作面总装机功率已超过5000kw。而国际先进的产煤国家，煤炭生产呈现出大功率重型化、自动化、集约化、按照环保的特点。国外先进的采煤设备向大功率、重型化发展，设备储备系数大、运行可靠性高。DBT（德国德伯特）、JOY（美国久谊）和Eickhoof（德国艾克夫）等采矿设备公司都制造出具有自动化功能的产品。美国联邦2号矿在工作面实现了跟机自动移架。澳大利亚Batana煤矿实现了自动割煤和跟机自动移架。特别是信息技术在煤矿生产中得到广泛应用，先进煤矿广泛采集工作面设备运行参数和环境安全检测信息，在工作面集中显现并通过以太网传输到地面计算机，实现远程运输和故障诊断。运输系统、供电系统和通风系统均无人值守。实行集中远程操作、视频监视，辅助有专人巡视。井巷布置集约化，生产系统和环节少、实现了生产高度集中。通常是一矿、一井、一面生产。有些先进的长壁工作面每班只需6人，其中采煤机司机2人，维修工1人，机头集中操作工1人，另外2人替换休息。高度重视工作环境的改善和人体安全防护。实现计算机监测安全信息，监测探头遍布整个矿井。液压支架具有跟机自动喷雾和移架自动喷雾功能；采煤机上方安装导风板，减少煤尘进入人行空间。采煤机运行的下风侧几乎无人作业。

3、煤矿安全生产事故多我国煤矿安全生产方面，重大瓦斯事故多发，煤矿事故的总死亡人数达到了高峰，2004年我国生产约20亿吨煤，事故死亡约六千人，这几年煤炭产量大幅度增长，煤矿百万吨死亡率还是下降的。由1994年的5.59人下降到2004年3.08人，美国生产约10亿吨煤死27-31人，百万吨死亡率约为0.039；波兰百万吨死亡率为0.09；南非百万吨死亡率为0.13；俄罗斯百万吨死亡率为0.34。我国百万吨死亡率是美国的约100倍，俄罗斯的约10倍，印度的约12倍，大大超过煤炭先进生产国家。据有关专家讲，矿井安全检测仪表，安全设备均在设计中作了考虑，多数事故都是矿井管理问题，真正因设备问题而发生事故较少。先进产煤国家依靠大型、强力综采技术装备已经完成从普通综采机械化向矿井高效集约化和自动化生产的过渡。高产高效煤矿的建设不仅提高煤炭生产效率，实现煤矿集约化生产，并为煤矿生产过程中的安全监测、监控创造条件，从而有效的预防和控制煤矿安全生产事故。先进产煤国家安全生产上十分重视，不仅有健全的安全生产法规体系，还有严细的生产安全措施，严格的煤矿生产准入制度，而且实现了计算机监测安全信息，监测探头遍布整个矿井，保证了安全生产。

四、煤炭工业发展对矿山机械设备的需求

1、我国煤炭工业发展趋势

据煤炭行业发展规划相关内容，“十一五”期间，我国将新建煤矿3亿吨左右，其中投产2亿吨。国家将在“十一五”期间，对煤炭行业的工业结构进行调整，大力整合、改造、关闭小煤矿，同时适度加快大型煤炭基地的建设，开工一批现代化大型煤矿、置换落后的生产能力。“十一五”期间煤炭行业现代企业制度要进一步得到完善，大型煤炭企业集团基本形成，到2010年要形成5-6个亿吨级生产能力的特大型企业集团，5-6个5000万吨级生产能力的大型企业，产量将占全国煤炭总产量的60%左右。通过新建和老矿井技术改造，全国将建成300处高产高效矿井，高产高效的矿井产量将占全国总产量的50%左右。“十一五”期间，国家将建设神东、晋北、晋东、蒙东（东北）、云贵、河南、鲁西、晋中、两淮、黄陇（华亭）、翼中、宁东、陕北等13个大型煤炭基地，这些基地的储量，占全国储量的70%以上，作为煤炭供应规划和建设的核心。初步预测全国煤炭需求量：2010年为25-27亿吨、2020年为30-32亿吨，均占能源需求量的60%以上。据相关部分统计，2004年国有重点煤矿原煤产量9.22亿吨，超过其核定生产能力50%以上，煤炭生产能力严重不足。经测算，到2020年，新建和在建的国有煤矿的生产能力约为7.1亿吨。如果届时中国小煤矿的产量仍保持目前的6亿吨，按需求预测的高端方案，未来20年中国需新增煤矿产能17亿吨，年均8500万吨；按需求预测的低端方案，未来20年中国需新增煤矿产能13亿吨，年均6500万吨。

2、对矿山机械设备的需求

“十一五”期间，煤炭工业的生产技术水平将明显提高。国家将建成140个高效安全现代化矿井，国家将加大对煤矿建设项目的支持力度，已先后有17个煤炭建设项目，由国家开发银行出具贷款承诺，还将100多个高档普采工作面升为综采工作面，100多个普采工作面升为高档普采工作面。这样，中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。中型煤矿的机械化程度将达到80%以上；大型煤矿国内先进水平装备率达到20%，国际先进水平装备率达到6%，中型煤矿国内先进水平装备率达到10%，小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。据此分析，煤炭需求的急剧增长，上述煤矿采掘机械化指标还会有所突破，这为煤矿装备的发展提供了广阔的市场前景。

（1）井下综采重点设备

我国煤炭开采90%以上的井工开采的，井工开采占煤炭开采的主导地位。为迅速提高我国综合装备水平，要以科学发展观为指导，采取跨越式发展模式。在“十一五”期间应以日产2.5-3万吨（年产1000万吨左右）的综采成套设备国产化为突破口，全国实现综采成套设备国产化，推动我国矿山机械工业的发展。

预计从2004年到2020年，每年新增综采工作面成套设备为30套、普采工作面成套设备50套，每年设备更新量约为现有的基数的六分之一。粗略估算，2010年采煤成套设备年需求量将达到500台套左右。高产高效综采技术的核心是井下工作面综合机械化采煤输送设备，主要有采煤机、刮板输送机、液压支架和带式输送机。急需开发研究的电牵引采煤机：装机总功率为2000kw左右，供电电压为3.3KV、采高范围为5-6m，生产能力达3000t/h左右。

重型刮板输送机：输送能力3000-5000t/h，铺设长度250-400m，链速1.4m/s，装机功率3×700或2×1000kw，供电电压为3.3KV。

液压支架：最大工作阻力12000KN，立柱最大缸径ф480mm，支护高度6m，架间距1.75-2m，支架降移升时间8-12s，采用电液控制系统。

大型带式输送机：装机功率1500-4000KN，电压3.3KV，带宽≥1.4m，带速≥5m/s，运量≥5000t/h，距离50000m以上，托辊寿命5万小时以上，减速器寿命7万小时以上。

（2）井下综掘设备

我国目前综掘机械化程度比较低，仅为12.81%，远远跟不上综采机械化的发展，其中掘进机虽有较大的发展，但整体技术水平仍比国际先进水平有较大差距。

需研究开发先进的掘进机：其截割功率300kw以上，截割断面最大可达42m2，经济截割硬度达f12，可靠性要求，齿轮寿命在20000h以上，轴承寿命在30000h以上，力争整机掘进10000米无故障。

同时要结合我国国情和煤矿实际工矿，开发研制集切割、装运、行走、锚杆支护、机载、除尘等功能为一体的掘锚联合装备机组，可大大提高掘进速度。

（3）全自动刨媒设备

我国薄煤层储量约占总储量的21%左右，但是由于煤层薄，作业空间小，工作条件恶劣，薄煤层高产高效开采技术一直是我国煤炭工业研究探讨的重要难题。刨煤机作为一种“浅截深、多循环”的采煤设备，是实现薄煤层高产高效的有效途径。提高薄煤层机械化水平加快薄煤层资源的开采进度，不仅可以充分利用有限的资源，提高矿井整体生产能力，同时，也有利于保障煤矿的安全生产。开发研制大功能、高强度、高效率、紧凑型的全自动刨煤成套设备势在必行。全自动刨煤成套设备（采高0.6-1.8m），主要包括刨煤机、配套刮板输送机、薄煤层液压支架、顺槽转载机、破碎机等产品。我国目前主要从德国DBT进口主机——刨煤机及配套刮板输送机，由北京煤炭机械厂配套薄煤层液压支架，张家口煤矿机械有限公司配套转载机和破碎机。到目前已进口六套（铁法2套、晋城、西山、阳泉、大同各1套）。开发研制的全自动刨煤成套设备：其生产能力1000吨/小时，铺设长度250-300米，适应煤层厚度0.8-2米，适应煤质硬度F≤3.5，适应煤层倾角≤25度，功率2×400kw（刨头部分）、刨煤方式为双速混合式，上行速度0.88米，下行速度1.76米，刨深≤120毫米，上行90毫米，下行30毫米、下链牵引，牵引链38毫米D级，刨煤机采用智能控制系统，能自动监视故障性质和位置。

（4）矿井提升设备

目前我国约90%的原煤是靠井工开采的，矿井提升设备是井工开采的咽喉设备，它不仅关系到矿井的产煤量，而且直接影响到人身和整个矿井的安全。我国煤炭产量到2020年将达20-32亿吨，估计每年需新增大型、特大型矿井提升机约30台套，考虑到更新改造，综合估算在“十一五”期间平均年需各类提升机150-180台套，其中大型和特大型约占20%，中小型约占80%，每年新增提升机产值5.4亿元左右。开发研制适用于年产1000万吨的特大型矿井提升设备，其规格为6×4、7×4多绳提升机、最大拖动功率单机为6000KW、双机为2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒，整机使用寿命为25年。

采用恒力矩、恒减速液压控制系统：采用计算机数字控制自动化运行，提升速度及容器位置的监控全由电气自动检测、反馈、调整。实现提升机的全自动化监控运行。

（5）露天矿井开采成套设备

露天开采占我国煤炭总开采量的10%左右。露天开采与井工开采相比具有煤炭资源利用率高，开采成本低，作业现场和工作人员更加安全等优点。所以，发展露天开采更有其井工开采无法相比的作用和意义。大型露天矿设备从设计、制造到使用的技术性强，世界各国都争相把最先进的技术成果用在大型露天矿设备上，因此发展大型露天矿设备可以带动机械、电气、液压、信息等行业的发展，推动和促进我国民族工业的发展。当前世界露天矿开采特点是：高度集中化开采与集约化经营；开采工艺的多样化；企业管理的计算机化与智能矿山；合理充分利用资源，重建生态环境保持可持续发展等几个方面。在我国大型煤炭基地建设总体规划方案中，神东、晋北、蒙东（东北）、云贵、黄陇（华亭）、陕西等基地都建有大型露天煤矿，仅霍林河、伊敏河、胜利、平朔哈尔乌苏2000万t采选项目中16-45m3矿用挖掘机市场需求量就可达30-50亿元；哈尔乌、武家塔、马家塔采选项目等需大型拉铲15-20亿元，又比如对半连续开采工艺设备仅蒙东要建7个5000万t级煤炭基地，建设一批保证胜利一二三号、百音花、伊敏河、宝日希勒一号和二号等超过千瓦吨级大型露天煤矿，加上神府、哈尔乌苏和原有五大露天煤矿的改建及二、三期扩建，移动式、半移动式破碎站需求量在40-60台（套）之间，要求移动式（半移动式）破碎站的生产能力达到每小时2000-4000吨（碎煤），最高达到每小时6000吨（碎岩）。在上述煤矿建设中对矿用卡车的需求量，估计，“十一五”期间需100t级矿用车在250辆左右。当前需要开发研制斗容28m3、45m3的大型机械式正铲，斗容70m3、90m3、100m3臂长约为100m的大型拉铲，降低电能消耗17%，减少机械零部件应力载荷约30%，提高零部件使用寿命，使平均无故障时间达到国际先进水平。开发研制斗轮挖掘机，争取与国外合作制造3600m3大型斗轮挖掘机，达到国际先进水平。开发研制移动式、半移动式大型破碎站，其生产能力4000-6000-8000t/h，破碎物料强度≤150Mpa，给料粒度1500×1500×1500-2500×2500×2500mm，排料粒度≤350mm，立机形式新型双齿辊破碎机（中心距1500-1800mm，辊长2500-4000mm，功率2×300-2×500KW）。开发研制带宽2m的大型带式输送机，功率3×1400KW，运输量12000t/h，半固定式单机长8820m，移置式单机长5270m，在-45℃低温下能正常运行。争取与国外合作，开发研制载重170-360t的大型电动轮自卸车，并达到国际同类产品的先进水平。

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2CAD技术及软件功能

2.1CAD技术

CAD技术指的是计算机辅助设计技术(CAD-ComputerAidedDesign)，是利用计算机及其图形设备软件帮助设计人员进行图形参数计算、设计、绘制、修改、尺寸标注、信息储存等工作的计算机应用技术。

2.2CAD软件功能

目前Auto-cad软件开发出了平面图形处理的二维cad和立体图形处理的三维cad图形处理模块，用户可根据各自的需要对图形进行设计与处理。软件提供了二维平面绘图、绘图辅助工具、图形编辑、文字书写与修改、尺寸标注及计算、图层管理、三维图形绘制、网络共享、数据交换等多种功能，使用时根据用户的特殊需要选取不同功能进行工作，操作极为方便。

3CAD技术在矿山机械设计中的应用

CAD技术很好地解决机械设计过程中图形绘制困难的问题。通过计算机软件绘制的机械设备图纸，设计、生产加工、维修人员可以在计算机上轻松地利用CAD图形阅读软件进行尺寸的标注和修改、结构部件的位置调整和准确定位，并可以对局部区域进行放大和缩小查看，既方便设计人员对整体-局部位置关系的设计，又有利于生产加工及维修人员对部件细节和部件结构位置的把握。因此在目前的机械设计尤其是装备复杂结构紧凑化、大型化、特种化的矿山机械中得到了广泛的应用。利用CAD技术在矿山机械设备设计中的好处主要有：

3.1减少设计工作的工作周期和工作量

采用CAD技术进行机械设备的设计工作，一方面使得机械设备的复杂构造转化成简单的几何图形，这既方便图形的绘制，也利于生产加工制造单位对于机械设备构造的整体把握；另一方面也使得机械设备设计工作量减少，设计周期变短，更方便机械设备的设计工作。

3.2有利于机械设备构件细节的设计

CAD技术软件能够对图形的局部区域进行放大和缩小查看、编辑处理，在实际的图形绘制过程中，可以更加注重细节的把握。将平常很难准确把握的部件结构细节处理清楚，并且保证精细构件与周边构件的精确结合，尤其是涉及齿轮咬合部分，这就有效地避免了由于机械设备构件结合不准造成的机械设备故障，给机械的日常工作提供保障。

3.3有利于机械设备构件的修改

CAD图形编辑软件提供了图形修改功能，主要包括线条修改（打断、延伸、删除等）、尺寸修改（拉伸）等。在机械设备设计中图形绘制出现问题时，可以方便地利用软件提供的编辑模块进行修改，操作极为方便。

3.4有利于机械设备的直观装配

CAD技术绘制的图形对于各部件的安装位置及大小有着精确的标注，因此在进行机械设备的生产加工制造过程中，各部件组合安装更加直观。在图形绘制过程中，随时利用软件对机械设备进行模型演示，以方便查找设计中存在的问题。

3.5保证机械设备设计质量

CAD技术是计算机应用技术的一种，有力地避免了机械设备设计中人为的失误造成的设计质量降低问题，并且其智能控制系统可以精确地查找设计中存在的问题，因此，更容易保证机械设备设计质量，更利于机械设备的设计工作。

4CAD技术未来的发展趋势

随着计算机技术的发展与进步，CAD技术也相应的得到飞速的发展，通过CAD技术在实际机械设计中的设计讨论，我们认为未来的CAD技术会越来越向着标准化、智能化、普及化发展。

4.1CAD技术的标准化

CAD技术在机械设计制造中图形的绘制、编辑、修改中占据有重要的地位，越来越多的设计单位、机械制造公司和机械使用单位利用CAD技术来进行日常的工作。因此，CAD技术必定向着应用技术的标准化发展以逐渐减少在交流过程中引起的误解，这既是CAD技术日常应用的需要，也是CAD技术发展的必然要求。

4.2CAD技术的智能化

CAD技术软件如果只是单纯的提供图形绘制和编辑修改工具模块，那么在实际的工作过程中会因为操作复杂而“难以上手”从而导致设计人员工作效率的下降，并且在实际的工作中可能会由于操作困难而导致图形绘制出现偏差和错误，不利于设计工作的进行。因此，CAD技术在未来发展过程中需要重点注意智能化发展，以完整的模块功能代替繁琐的编辑技巧，更方便设计工作图形绘制的进行。

4.3CAD技术的普及化

CAD技术在图形绘制应用上的强大功能优势保证着它的使用市场空间，那么在未来的工作过程中，CAD技术会得到越来越广泛的应用和普及，不仅局限于机械设备的图形设计，包括房屋装修、管线敷设、工艺流程设计等多种实际生产生活活动都可以应用CAD技术，极大地方便人们的日常生活。

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二、矿山机电专业的《机械设计基础》课程安排

从该专业的特点来看，对于机械设计基础的要求比较高，主要是识图、读图、绘图、选型计算及机械设备安装与维护的能力要求比较多，掌握矿山机电及系统的设计，学会运用手册、标准、规范等资料。因此，在理论授课时要突出这方面的特点。1.理论环节本校该专业机械设计基础课程，理论教学为50学时，实验为10学时，根据这个学时来安排，理论知识突出与矿山机电专业相吻合的知识点。理论授课主要讲以下内容:①平面机构的结构分析，在这部分主要包括平面机构的运动简图以及平面机构的自由度分析及运动的确定;②凸轮机构。主要包括从动件的凸轮的几种形式及运动规律;③轴毂连接，主要包括键连接、花键连接和销连接的几种形式以及运用的环境;④带连接和链传动是重点，因为涉及井下运输。这部分包括带的分类、带传动的工作情况分析、普通V带的设计计算及V带传动的张紧、正确安装与维护;链传动主要有几种形式及应用场合;⑤齿轮传动。主要讲减速器设计；齿轮失效的形成、形式及措施等。⑥蜗杆传动，主要是蜗杆传动的散热计算;⑦齿轮轮系。主要是定轴轮系和周转轮系的传动比计算;⑧滚动轴承和滑动轴承。主要是分类和应用场合。2.实验环节针对专业的特点以及理论课授课的分配，在实验环节主要设计了下面几个实验:①金工工厂参观实习。让实习工厂的老师讲解设备的种类以及每种设备可以加工的零件类型，典型零件的示范加工。让学生对工厂内的设备大概了解，清楚有什么样的设备及该设备可以加工什么零件。这有助于学生在学习理论知识时加深理解。②机构认识实验。该实验可以增强学生对机构与机器的感性认识。陈列室展示各种常用机构的模型，通过对模型动态展示，并以四连杆机构的变化情况，提出液压支架中四连杆的作用的问题，让学生思考，使学生对常用机结构及类型与相应的设备建立起关联。③齿轮范成原理实验。该实验是了解用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，要指导学生注意观察齿廓渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程，使其了解渐开线齿轮在制造过程中产生根切现象的原因，以及避免根切现象的方法，并会比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同点。实验老师做演示实验，学生参观。另外在进行完该实验后，还应进行减速器的拆装。④带传动的滑动率和效率的测定。该实验主要是观察带传动的弹性滑动和打滑现象，并了解外载荷对传动效率的影响，让学生结合矿井运输了解皮带运输的原理和结构。

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1矿山机械的发展现状

经过几十年的努力,我国矿山机械行业得到大力发展,但与国外同行业产品的发展水平相比,有相当大的差距,尤其是在露天挖掘设备和井下运设备等方面差距尤其明显，对矿山机械产品而言,在制造质量、外观形状可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方面与先进工业国家相比尚有一定的差距;我国加入WTO后,为了加快基础工业的发展,必须加快矿山机械的开发与研究速度。

近年来,我国矿山机械行业通过对产品和技术的引进,或者与国外著名厂商的合作、合资,加速了产品的更新换代,矿山机械行业有了长足的进步,传统产品的结构、性能和外观有了提高和改进,制造工艺技术水平有了提升。

但是随着社会的进步和科学技术的发展,生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视,机械安全也逐渐形成了一门独立的学科,并得到了社会的认同。首先,处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现,就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生;其次,随着采矿工业机械化程度的提高,特别是大型和重型机械进入采矿场所,安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。

尤为重要的是,煤矿都不同程度地存在瓦斯、煤尘突出的危险,一旦遇到明火就会爆炸,引发重、特大安全事故,造成严重的人身伤害和财产损失,为了坚决消灭引爆火源,井下设备必须具有良好的防爆性能“每年由矿山机械设备隐患导致的安全事故都给煤炭企业造成巨大损失,也给煤炭从业人员的人身安全造成严重威胁,矿山机的安全问题越来越引起了人们的高度重视。

2矿山机械安全技术的现状

2.1矿山机械设备的装备水平参差不齐

我国矿山机械设备的装备水平参差不齐，现役煤炭生产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿；现代化矿井;大型(超大型)现代矿井；乡镇中小型矿井。

(1)老矿及改扩建矿多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于资金和企业观念上的问题,仍然保留着建井初期的装备,设备非常落后,安全设计欠缺,虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求；

(2)现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期,广泛采用了当时较为先进的综采机械,其中国产设备占了主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现,机电一体化在矿山机械设备上逐步实现；

(3)大型、超大型矿井是近年来出现的,普遍引进了国外先进的综采设备；

(4)在我国现有的2.5万个煤矿中有2.3万个是乡镇中，小型矿井,几乎都由个人承包经营,生产条件简陋,生产方式原始,普遍没有综采机械。

2.2矿山机械的研发和生产能力不断增强

经过二十几年的研究、开发,我国的交流电牵引采煤机已逐步走向成熟,掘进机从轻型发展到了中、重型,切割对象从煤拓展到了岩石,长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高，多数国产设备也已经有了在线检测和实时监控,安全性大为提高。

3存在的主要问题

3.1我国矿山机械的安全状况不容乐观

我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的综采设备普及率还较低,有些矿井虽采用了引进的先进设备,但由于对其他国家技术的消化还不彻底,仍不能进行正常使用和维护,一些先进的功能没有充分发挥出来,更有甚者,由于盲目追求生产,忽视安全,把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除,造成很大安全隐患,设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化,原有设备没有淘汰,到了设计寿命仍在超期服役，大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素,潮湿、粉尘、辐射等因素的影响,导致安全监测设备的可靠性下降；部分管理人员盲目追求生产,存在侥幸心理,致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换,也是造成设备安全性降低,也是安全事故屡发的原因之一。3.2矿山机械安全检测技术需要完善

矿山机械设备长期处于重载和交变载荷状态下工作,容易产生各种安全隐患,如果没有及时发现,设备仍然处在重载、高速等环境下工作,就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,矿山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高,特别是在灵敏度和可靠性方面,许多复杂的难题有待进一步研究。

3.3机械安全设计方法不够成熟

虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法,但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:迄今为止,我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段,急需相关的实验研究和验证;在掘进机的设计方面,现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱,这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。

3.4矿山机械安全标准急需完善和严格执行

已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等,为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则,并使产品在预定使用范围内得到安全保证。但矿山机械产品的品种达数百种,现有的标准仅涉及了矿山机械产品的一部分,远不能满足矿山机械产品的安全要求。虽然大家都知道安全质量标准化是煤矿安全的基本保证,但是在煤炭需求旺盛的情况下,人们容易对质量标准化工作产生松懈思想和厌倦情绪,加上不菲的投入,更会促使煤矿管理者在产量、进尺与质量标准化面前,忽视质量标准化,导致安全质量标准化的滑坡,埋下事故隐患。

3.5从业人员素质亟待提高

统计资料表明,80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的,由于矿山工作的艰苦和危险性,矿山机械的从业人员的组成复杂,部分机械设备操作人员文化素质低,对设备的安全性能了解不够,自我保护意识淡薄,习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。必须通过培训、教育等手段,不断强化操作人员的责任心和安全意识,掌握设备的安全操作要领,才能提高驾驭设备的能力;必须严格按规程操作,杜绝麻痹心理,才能减少或杜绝设备伤害事故的发生。另外,煤炭企业的管理人员过多地强调产量,追求经济利益的最大化,安全观念不强,对从业人员的上岗培训不到位,致使部分操作人员不能很好地掌握先进设备的使用方法,导致现有的设备也不能发挥应有的技术优势。

4解决措施

4.1建立矿山机械安全设计体系

矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样,趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多,单一学科的理论与方法已经不能解决问题,要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系,包括理论、原理和方法,为矿山机械安全设计提供方法论的指导;对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究,特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度,并建立矿山机械安全行业数据库;建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系,通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险,提高本质安全水平。

4.2转变企业观念

由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性,需要企业技术和管理人员转变企业观念,共同承担安全责任,增强安全意识。

4.3加大安全资金投入,改善机械设备现状

针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导,在法规方面加大控制力度,在资金方面积极扶持国有重点煤矿和地方煤矿进行安全技术改造,企业在利用国家政策技改资金的同时,自身也应下大力气,多方筹措资金,补足安全欠账缺口,下决心报废一切超期服役的设备,或进行必要的装备技术改造,从而切实改善矿山机械设备安全现状。

4.4进一步制定和完善矿山机械安全的法规和标准

我国矿山机械行业的标准化工作者应密切关注国际机械安全标准的发展动向,及时跟踪各先进工业化国家的重型矿山机械及相关行业的安全技术法规与安全标准情况,加大安全标准的制定力度,积极制定与国际接轨的安全标准,使安全标准能覆盖绝大多数矿山机械产品,监察机关也应加大执法力度,保证法规和标准的严格执行。

4.5加强对矿山机械安全技术人才的培养和从业人员培训

随着我国矿山机械设备和科学技术的不断改进和发展,由机械化向半自动化和自动化的方向迈进,对人的智力和技术水平的要求也更高、更严格。为了在生产工作中做到安全、高效,促进我国机械安全体系的建立和贯彻落实,就必须从现在起加快对从事设计、科研等工作的矿山机械安全技术人才的培养,加强对作业人员和技术工人的选择和培训,全面提高矿山机械从业人员的技术水平和安全意识,继续推进煤矿安全培训标准化建设,更好地提高安全意识和安全设计的技术水平。

参考文献

［1］煤炭工业部.煤炭工业设计规程［M］.北京:煤炭工业出版社,1992.

［2］程居山.矿山机械［M］.徐州:中国矿业大学出版社,1997.

［3］杨敬国,晋民杰.国外矿山机械的发展趋势［J］.山西机械,2000,增刊,23-241.

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引言

矿山液压机械系统在使用中，由于工作环境恶劣，作业时间长，任务重，故障多发，原因是多方面的，故障的判断和排除也较为复杂，要做好故障诊断工作要做到一是熟悉液压元件的工作特性和液压系统的结构，工作原理，掌握液压元件，辅件，系统的配置关系及工作条件和环境要求。二是建立健全设备技术状况检查，维护，修理制度和故障技术档案，积累数据和设备运转记录。三是熟悉各类液压元件的故障现象及故障检查方法，同时要有一定的现场实践经验和设备管理知识，在实践中总结提高。五是熟悉和运用液压系统故障诊断分析方法并合理选用，具备必要的检测仪器和一定的检测手段，注意学习和应用现代先进的诊断技术，下面我就液压机械系统的常见故障进行具体的阐述。

一、矿山液压机械系统常见故障

通过实际调查分析归纳出矿山液压机械系统常见故障

1.1温度过高。主要原因有：油粘度过高、内泄严重、冷却器堵塞、泵修理后性能差及油位低、压力调定过大、摩擦损失大。液压系统的零件因过热而膨胀，破坏了相对运动零件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加、液压阀容易卡死，同时，使油膜变薄、机械磨损增加，结果造成泵、阀、马达等的精密配合面因过早磨损而使其失效或报废。

1.2因为不良、摩擦阻力变化、空气进入、压力脉冲较大或系统压力过低、阀出现故障、泄漏增大、别劲、烧结造成的执行机构运动速度不够或完全不动。

1.3因为泵不供油、油箱油位过低吸油困难、油液粘度过高、泵转向不对、泵堵塞或损坏、.接头或密封泄漏、主泵或马达泄漏过大、油温过高、溢流阀调定值低或失效、泵补油不足、阀工作失效造成的系统无压力或压力不足。

1.4因为泵工作原理及加工装配误差引起、控制阀阀芯振动、换向时油液惯性造成的压力或流量的波动。

1.5因为油温过高、油粘度过大及油液自身发泡、泵自吸性能低、吸油阻力大、油箱液面低、密封失效或接头松动、件结构及加工质量造成的气穴与气蚀。

二、故障诊断技术及应用

2.1主观诊断技术：指维修人员利用简单的诊断仪器凭借个人的实践经验分析判断故障产生的原因和部位。方便快捷，可靠性较低，属于较简单定性分析。包括直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法等。

直觉经验法指维修人员凭感官和经验，通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因：看执行元件是否爬行、无力、速度异常，液位高度、油液变质及外泄漏，测压点工作压力是否稳定，各连接处有无泄漏及泄漏量；听泵和马达有无异常声响、溢流阀尖叫声、软管及弯管振动声等。摸系统元件的油温和冲击、振动的大小、闻油液是否变质、轴承烧坏、油泵烧结等。询问设备操作者，了解液压系统平时工况、元件有无异常、设备维护保养及出现过的故障和排除方法。

参数测量法指通过测得系统回路中所需点处工作参数，将其与系统工作正常值比较，即可判断出参数是否正常、是否有故障及故障所在部位，适于在线监测、定量预报和诊断潜在故障。逻辑分析法指根据元件、系统、设备三者逻辑关系和故障现象，通过研究液压原理图和元件结构，进行逻辑分析，找出故障发生部位。

堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点，堵截法观察压力和流量的变化，从而找出故障的方法。堵截法快速准确，但使用较麻烦，拆装量大，需要整套的堵截工具和元件。

故障树分析法指对系统做出故障树逻辑结构图，系统故障画在故障树的顶端为顶事件，根据各元件部位的故障率数据，最终确定系统故障。适合较大型、较复杂系统故障的判定和预测。

2.2仪器诊断技术：根据液压系统的压力、流量、温度、噪声、震动、油的污染、泄露、执行部件的速度、力矩等，通过仪器显示或计算机运算得出判断结果。诊断仪器有通用型、专用型、综合型、其发展方向是非接触式、便携式、多功能和智能化。包括铁谱记录法、震动诊断法、声学诊断法、热力学诊断法等。如铁谱记录法，通过分析铁粉图谱，根据铁粉记录图片上的磨损粉末、大小和颜色等信息，准确得到液压系统的磨损与腐蚀的程度和部位，并可对液压油进行定量污染分析和评价，做到在线检测和故障预防。

2.3智能诊断技术：指模拟人脑机能，有效获取、传递、处理、再生和利用故障信息，运用大量独特的专家经验和诊断策略，识别和预测诊断对象包括模糊诊断法、灰色系统诊断法、专家系统诊断法、神经网络系统诊断法等。目前研究最活跃的是专家系统和神经网络，使故障诊断智能化，具有广阔发展应用前景。基于人工智能的专家诊断系统，是计算机模仿在某一领域内有经验的专家解决问题的方法，将故障现象输入计算机，计算机根据输入现象及知识库中知识按推理集中存放的推理方法，推算出故障原因，并提出维修或预防措施。人工神经网络是模仿人的大脑神经元结构特性，利用神经网络的容错、学习、联想记忆、分布式并行信息处理等功能，把专家经验输入网络，通过对故障实例和诊断经验的训练学习依据一定的训练算法，得到最佳接近的理想输出。

三、结论

维修的目的在于保证机械设备运转的可靠性和经济性，维修方式的选择应从故障发生的安全性、经济性考虑。机械设备的维修方式是对机械维修时机和维修深度的控制模式。采用合理的维修方式可以有效地延长工程机械的使用寿命，提高机械设备的工作效率。由于矿山设备工作状态的多样性及液压系统的愈加复杂，在生产实践中还应该积极研究与应用多种现代先进诊断技术。随着诊断技术智能化，高精度化，不解体化并与先进通讯技术，网络技术，智能传感器技术等现代信息技术的融合，矿山液压机械系统故障诊断的准确性，快捷性和便利性必将大大提高。

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中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着液压技术的发展和加工制造技术的提高，新的液压元件和精度较高的液压集成辅件不断面向市场。密集型安装、减少泄漏、降低加工成本、安全要求等因素在促成了今天螺纹插装阀的强劲发展势头，品种愈加齐全（方向阀、压力阀、流量阀、液控阀等），并正被广泛应用于行走机、矿山机械、压力机甚至更为普通的液压系统中。在提供与传统液压阀相同功能的同时，由于螺纹插装阀具有更加紧凑、可靠、经济安装维修简单等优点，目前已经广泛应用于煤矿、金属矿山、机加工、工程机械等多个领域。特别是在许多重量和空间受到限制的场合中，传统工业液压阀束手无策而插装阀却大显身手。在某些应用场合，插装阀是是提高生产力和竞争力的唯一选择。煤矿钻探装备设计中国外最早进行了螺纹插装阀的应用，并取得了很好的效果。 目前国内也逐步进行了一些尝试。

1螺纹插装阀介绍

螺纹插装阀采用螺纹直接旋入阀块的插装孔中，安装拆卸简单，快捷常见的螺纹插装阀一般由阀芯、阀套、阀体、密封件和控制部件（弹簧座、弹簧、调节螺杆、弹垫等）组成。 安装时阀套和阀芯及阀体的螺纹部分全部旋入阀块内，阀体其余部分则在阀块的外面。 因此 具有结构紧凑、 体积小、重量轻、安装方便等特点。

按照在液压系统中的作用， 螺纹插装阀可分为方向控制、压力控制、流量控制等类型。常见的方向控制阀有单向阀、液控单向阀、梭阀、液动换向阀、手动换向阀、电磁滑阀、电磁球阀等；压力控制阀有溢流阀减压阀、顺序阀、平衡阀、压差 溢流阀、负载敏感阀等；流量控制阀有节流阀、调速阀、分流集流阀、优先阀等。规格有二通、三通、四通等，内部通径3~32mm,最高压力达到63Mpa,最大流量达到760L/min。

螺纹插装阀使液压控制系统的设计变得更加灵活。最近几年，我国液压行业的设计人员也越 来越多地关注螺纹插装阀的发展， 逐渐开始尝试用螺纹插装阀组成液压集成系统， 简化了 系统的安装形式螺纹插装阀的优点：1、维修方便，更换一个插装阀就像更换 一个螺栓一样简单。2、规格品种齐全， 螺纹插装阀的种类非常之多，系列全可以满足各种功能要求。3、标准化程度高，螺纹插装阀各种型号的产品基本都有统一标准，便于互换和替代。

2钻探装备中的应用

以往在钻机设计过程中，液压系统采用的部分元件一直使用的是传统的管式或板式结 构，比如操纵台部分所选用的手动换向阀、溢流阀减压阀、节流阀等液压元件， 彼此之间通过钢管或软管连接，安装较困难，装配周期长，管接头较多，容易引起液压油泄漏。随着液压技术的发展和加工制造技术的提高，新的液压元件和精度较高的液压集成辅件也不断面向市场，其中具有多种优点的螺纹插装阀在工程机械领域得到了很好的应用，并已经向其他行业发展。基于这种情况目前在钻机产品设计中，螺纹插装阀已逐步得到了应用，大多用于钻机液压系统的控制回路中，同时在新开发的钻探相关装备中也逐步得到了尝试。

目前螺纹插装阀在煤矿机械液压装置中得到了应用, 原因是: ( 1 ) 零泄漏。在煤矿机械中防燃防爆是基本要求,螺纹插装阀能做到内外的零泄漏, 不但提高了液压系统的容积效率, 也从根本上解决了液压系统一直以来难以解决的泄漏问题, 起到了防燃防爆作用。( 2 ) 单位体积密集度高。由于煤矿井下开发空间小, 对液压装置的空间有一定限制, 螺纹插装阀体积小是当前单位体积密集度最高的阀种。( 3 ) 空间小易拆易换。一般板式液压阀至少要用四个固定螺钉, 拆装时要拆四个螺钉, 螺纹插装阀的更换比板式液压阀要少3 次动作, 板式阀与集成块之间的O型圈很易脱落, 而螺纹插装阀就不存在此问题。( 4 ) 性价比高。与板式阀相比, 它没有铸件阀体, 因此更符合绿色制造的概念, 并极大地具有降低成本的潜力。预期成本进一步降低将使这一阀种会有更大的市场份额。

2.1引导阀/平衡阀的应用

基于安全因素 螺纹插装阀阀块可直接与执行机构（液压缸或液压马达）的进出口连接，甚至直接安装在液压缸体上不但减少了体积和漏油几率，还更有效地保证了工作性能。插入式平衡阀有效保证了工作人员在某些意外情况下的人身安全（胶管爆裂、管路较大泄漏、系统失压等情况）。同样的道理，插入式单向阀在这个回路中不但形成差动，实现了一定的节能而且有效减小整个阀块占用的空间，减少泄漏量。

2.2流量阀的应用

在实际应用中，螺纹插装阀与其他阀相比更容易满足压力方面的要求，但不少情况下出现达不到预定流量要求的现象。一般情况下螺纹插装阀的流量 压力曲线是在其标定最大工作口的情况下测得，根据国内多数液压集成块加工厂家的实际情况，其设备加工精度还不能达到螺纹插装阀插口要求的精度。一方面体现在主体加工设备的精度上，另一方面体现在加工用刀具的选择上。手工操作、摇背钻/车床加工是相对最简单可行的插孔加工方法，不讲求误差与精度控制，加工工艺难以控制加工中毛刺和飞边。螺纹插装阀虽然能有效避免泄漏， 但这也是建立在优质加工与科学先进的去毛刺技术上的，相对而言，螺纹插装阀块的设

计与生产专业性较板式阀、叠加阀、管式阀更强，也更复杂。我们可以在回路的某个地方加设过滤装置，但最根本的还是阀块本体的制造质量上。

在煤矿机械中已应用插装阀的有电牵引采煤机的液压系统、液压支架立柱操纵系统、电液控制支撑式支架液压系统等等, 这些阀大都是滑入式插装阀, 螺纹插装阀所具有的优点, 在煤矿机械液压系统中将占有一定的地位, 会得到进一步发展, 尽管液压螺纹插装阀有其自身的优点, 在应用中将越来越广泛地被采用。

3螺纹插装阀使用注意事项

螺纹插装阀在工程机械液压系统中占据了较重的比例，同时在煤矿机械的液压系统中也已 经得到了很广泛的应用，在煤矿钻探装备中的应用虽然才刚刚起步 ，但随着相关技术的成 熟与发展，螺纹插装阀技术一定会得到进一步的推广。 但在具体应用中还应该注意以下事项：1、选用螺纹插装阀时，一定要选择合适的流量和压力，注意流量和压力的曲线关系不能盲目选择。如果型号选择过小会使系统压力损失太大，系统发热也随之增加，如果型号选择过 大，往往会造成浪费。2、螺纹插装阀相对板式阀对系统的油液清洁度要求更高，一般为NAS8 级。在系统运行前应该对相关元件进行充分的清理。目前螺纹插装阀的进口部分都设计了滤网以防止颗粒类污染物进入阀体。3、螺纹插装集成阀块设计中，要求在螺纹插装孔旁标注所装阀的具体型号，以免出现装错的情况，由于受到煤矿 4、由于受到煤矿井下安全因素的影响在阀块设计的材料选择上，一般选用35钢最为合适。5、螺纹插装阀块的设计和加工相比，板式阀块更加复杂， 要经过反复校验，确保阀块设计无误。在加工过程中一般选择成型刀具加工，并将阀孔作全面有效地除毛刺处理。

结束语

螺纹插装阀的应用能将原来各分散的液压单元集成到一起，减少各元件彼此间的管路连接，使液压系统做到了既整洁又美观，而且还极大减少了液压系统的损失。由于具有安装时间短、系统泄漏点少、易污染源少等多种优点，相信螺纹插装阀技术在煤矿钻探装备设计中将会得到更多的应用。在中国的现代化进程中，它将发挥出不可估量的重要作用。

参考文献

[1] 许仰曾. 液压阀进入数字时代[J]. 现代制造,2006(PTC 专辑).