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E141恒减速液压站原理分析与研究解读
煤矿机械
CoalMineMachinery
Vol.32No.04Apr.2011
第32卷第04期2011年04月
概述
提升机液压制动系统是一种机电液高度集成的产品,是矿井提升机关键配套设备,它的正常运行直接影响到煤矿的安全生产。
国内制动系统多采用二级制动和恒减速制动2种制动方式,其中二级制动应用比较广泛,特别是在老矿井和中小型矿井中。
恒减速制动主要用在大型矿井和新建的矿井。
恒减速制动可极大改善安全制动时对机械设备的冲击,从根本上改善制动性能,有效提高提升机安全制动时的可靠性和安全性。
从而在新建的矿井和旧井改造中得到了越来越广泛的应用。
恒减速制动系统在国外已经发展使用多年,系统控制性能稳定可靠,其中西马格公司ST3-D型液压站和ABB公司的液压站最为成熟,但是价格比较高。
国内恒减速制动系统发展比较晚,但是发展比较迅速,主要由中信重工生产的一系列液压站,比如E128、E141等,虽然性能相对于外国的液压站有一定差距,但是性价比高,也能满足矿井的使用要求。
其中E141管路集成度较高,布局合理,在越来越多的矿井中得到应用。
鉴于此本文介绍E141液压控制系统原理和电气控制系统原理。
1E141系统分析1.1系统概述
如图所示恒减速液压站主要由液压
泵、滤油器、油压传感器、电液比例溢流阀、电磁换向阀、伺服阀、制动液压缸(盘式制动器)等组成,液压泵主要为系统提供动力源,电液比例溢流阀主要用于控制系统油压,参与工作制动,伺服阀和蓄能器主要用于控制恒减速时的油压,液压缸是系统的执行元件。
图1E141液压系统原理图
1.油箱2.电接点温度计3.液位计4.空气滤清器5,9,18,29.滤油器6.电机7.液压泵8.遥控电机10.比例溢流阀11.单向阀12.电接点压力表13.压力继电器14.压力表15,28.截止阀16.蓄能器17.比例方向阀19、20.溢流阀21、22、23、24.电磁换向阀
25.节流阀26.压力表27.压力传感器30.盘式制动器
E141恒减速液压站原理分析与研究
冯均国1,谭兴福2,纪长顺3,徐翊锋2,王先锋
2
(1.枣庄矿业集团中兴建安工程有限公司,山东枣庄277101;2.中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;
3.安徽省特种设备检测院宿州分院,安徽宿州234000)
摘要:
介绍了液压制动系统的应用情况,二级制动和恒减速制动2种制动方式的工作原理
和特点,E141恒减速液压站的基本组成和主要功能,并简要介绍了各个模块的主要作用。
详细说明了安全制动时电气控制原理和液压控制原理。
关键词:
恒减速;E141;制动系统;安全制动中图分类号:
TD538
文献标志码:
A
文章编号:
1003-0794(2011)04-0167-03
AnalysisandResearchonE141ConstantDecelerationHydraulicBrake
System
FENGJun-guo1,TANXing-fu2,JIChang-shun3,XUYi-feng2,WANGXian-feng2
(1.ZaozhuangMiningGroupZhongxingConstructionandSafetyEngineeringCo.,Ltd.,Zaozhuang277101,China;2.College
ofMechanicalandElectricalEngineering,CUMT,Xuzhou221116,China;3.AnhuiSpecialEquipmentlnspectionInstitute
SuzhouBranch,Suzhou234000,China)
Abstract:
Firstly,thecommonsituationsoftheapplicationabouthydraulicbrakesysteminminehoists,theprincipleandapplicationforconstantdecelerationhydraulicbrakesystemandtwostagebrakesystemareintroduced;Secondly,thebasiccompositionsandthemainfunctionsofeachpartarediscussed;Thirdly,theprincipleofelectronicandhydraulicsystemduringemergencybrakeareanalysed.Keywords:
constantdeceleration;E141;brakesystem;emergencybrake
12
3
45
67
98
10
11121814
15
16
13.1
13.2
20
21
2519
17
G2
22.122.2
23
24
29.1
29.22627
28.128.2
30.230.113.313.4JP3JP4
G3G4G1
G1P
T
第32卷第04期
Vol.32No.04E141恒减速液压站原理分析与研究———冯均国,等电气系统主要由PLC、UPS后备电源、检测元件等组成的压力闭环控制系统。
检测元件主要用于实时监测速度压力等信号,PLC主要用于分析处理信号,输出控制信号。
UPS用于为系统提供稳定的电源,提高电源不稳或断电时系统的可靠性。
在紧急制动工况下,该液压站不仅能通过电控系统实现恒减速制动,而且保留了原有的恒力矩二级制动方式,当在恒减速控制系统失效时,立即自动转换为恒力矩二级制动状态,提高了系统的可靠性。
当检测到井口时,为了保证能够及时制动,防止发生过卷等事故,还可进行一级制动。
1.2安全制动闭环分析
E141控制系统是一个压力和速度的闭环控制
系统,通过实时监测系统的压力和速度,控制液压阀的动作,实现快速安全制动。
如图2所示,测速电机提供正比于转速的电压,输出的电压经过放大之后由继电器K1输入积分函数发生器2中,正常工作时,继电器K1处于闭合状态,通过积分放大器输出端电压控制系统的转动速度,当出现问题时继电器K1断开,此时积分函数发生器的输出电压就作为控制信号的初始值,并按事先调好的斜率逐渐降低,然后输出电信号与测速机提供的经放大的电信号进行比较,差值经过速度调节器3调节之后,与油压传感器9测出的压力进行比较,差值经过放大元件6放大,然后通过控制伺服阀7的阀芯位置,从而得到合适的制动力矩,形成一个闭环控制和恒减速制动。
当通过零速检测元件检测速度降为零之后,就会使继电器K得电,从而断开闭环控制系统,快速回油。
图2安全制动反馈系统原理图
1.电阻2.积分函数发生器3.速度调节器4.油压给定元件5.压力调节器6.伺服放大器7.伺服阀8.反馈变换元件9.油压传感器10.速度放大元件11.TG112.零速检测元件13.逻辑反馈14.逻辑反馈15.≥116.积分函
数发生器17.速度放大元件18.TG2
系统增加了逻辑控制环节,当通过积分函数发生器2的输出电压与测速机11检测的实际速度出现的差值大于设定值就会使解除恒减速制动继电
器KM1得电,送出解除恒减速制动信号。
为了检验系统的执行情况,安装了另外一台测速机18,与第
1台测速机相互监视,当2个测速机对应的积分函
数发生器输出信号的差值大于设定值时,同样送出解除恒减速制动信号,断开反馈,实行二级制动。
1.3液压控制系统分析
(1)恒减速安全制动
在井中发生任何事故状
态时,通过控制系统的输出地电流,如图1所示,调节伺服换向阀阀芯的位置自动调节盘形制动器30的油压,使提升机按设定减速度制动,为防止系统油压下降过快,用蓄能器16为系统补油。
当速度减为零后,盘式制动器的全部油压值迅速回到零,使提升系统可靠地制动。
此时液压油走向:
盘式制动器30→截止阀28→滤油器29→电磁阀22→滤油器18→伺服换向阀17→截止阀15→油箱1
当速度为零之后,G4得电并且G3失电,快速回油:
盘式制动器30→截止阀28→滤油器29→电磁阀23或24→油箱1
(2)二级安全制动
当恒减速安全制动方式失
灵时,自动投入二级制动方式,通过溢流阀21设定二级制动油压,盘式制动器的油压迅速降到设定值,此时系统回路为:
盘式制动器30→截止阀28→滤油器29→电磁阀22(右位)→电磁换向阀20(右位)→溢流阀21→油箱1
延时一段时间后,G3断电,G4得电,盘式制动器的全部油压值迅速回到零,使提升系统处于可靠地制动状态,实现二级制动:
盘式制动器30→截止阀28→滤油器29→电磁阀23或24→油箱1
(3)井口一级安全制动
在井口发生任何事故
状态下,G3断电,G4得电,盘式制动器的全部油压值立即降到零。
使提升机处于全制动状态。
盘式制动器30→截止阀28→滤油器29→电磁阀23或24→油箱1
1.4制动液压系统分析工作制动
即在减速阶段及下放重物时,参与
提升机的控制。
此时通过电液比例溢流阀来控制系统的压力,从而控制盘形制动器贴在制动盘上的制动力参与速度的控制,使矿井提升机正常地调速和停车。
此时系统的液压油为:
液压泵7→滤油器9→电磁换向阀22(G1得电滤油器截止阀盘式制动器12
3
4
V+K1
+
-+-5
6
897
10
11
KM1
零速检测KM2
解除恒减速
12
15
13
14
16
17
18
K1
K2
2结语
随着煤矿对安全性和可靠性要求的提高,恒减
速液压站得到了越来越多的应用,逐渐成为新建矿井和大中型矿井的首要选择。
虽然E141液压站与国外的液压站相比,在可靠性稳定性方面,存在一定的差距,但是以其优异的性价比,得到了广泛的应用。
因此了解E141的原理对液压站的维护起着重要作用,同时对熟悉同类产品也有很大的帮助,希望通过本文的论述,能够更好地了解恒减速液压站,对现场工作有一定帮助。
参考文献:
[1]时统军,陈继勇,王新栋,等.E128恒减速液压制动系统的原理及应用[J].煤矿机械,2005,26(11):
147-149.
[2]桑安乐.ABB液压站原理及应用分析[J].淮南职业技术学院学报,2007,7
(1):
11-13.
[3]谭兴福,马驰,王前,等.提升机防滑装置摩擦实验装置设计[J].
煤矿机械,2010,31(7):
5-7.
[4]胡成名,肖兴明,王美娜,等.摩擦提升机防滑装置的设计[J].煤
炭科学技术,2008,36(4:
74-76.
作者简介:
冯均国(1972-),山东枣庄人,现工作于枣庄矿业集团中兴建安工程有限公司,机电助理工程师,研究方向:
煤矿防火防水注浆站、井筒地面综合预注浆、矿井提升与控制,电子信箱:
***************.
责任编辑:
侯淑华收稿日期:
2010-10-21
煤矿机械
CoalMineMachinery
Vol.32No.04Apr.2011
第32卷第04期2011年04月
1
液压支架整机试验主机设计
液压支架整架试验台能够把各种液压支架按中华人民共和国煤炭行业标准MT312-2000《液压支架通用技术条件》(按出厂试验)进行加载性能试验和质量检测,是国内加载吨位最大、加载高度最高的液压支架整架试验台。
主机的最大加载能力
2600t;最大开口高度6500mm;最小开口高度1000mm;工作台总长5000mm。
它可以模拟支架
在井下作业时各种载荷条件下对支架进行加载试
验,以考核对支架的安全和使用要求。
主机主要由下工作平台(固定底座)、上工作台(移动梁)、顶部框架、立柱及螺母、卡环等附件组成。
上、下工作台为组焊结构件,上、下工作台要设置梯形槽台板,梯形槽台板与上下工作台的连接要实现更换方便。
设置2个升降千斤顶,动梁的上、下调节要通过千斤顶来实现。
设置4个调架千斤顶和1个拉架千斤顶,便于支架在工作台内的左右调整和支架进
2600t插销式液压支架整机内加载试验台的研制
刘晓倩1,李新平1,马法杰1,刘抗抗1,任紫亭
2
(1.山东科技大学,山东青岛266510;2.阳煤集团华越机械有限公司,山西阳泉030001)
摘要:
作为国内加载吨位最大的液压支架整架试验台,液压支架综合试验台利用最新的传
感技术和计算机数据处理技术,不仅能够实现对国内所有液压支架的加载功能,而且在测试精度、效率和方便性方面达到比较先进的水平,另外,插销缸结构的应用,取代了原先的立柱,方便了试验台的安装,缩短了安装时间,方便了整体调整。
另外,计算机数据采集处理的应用,提高了试验台整机的技术水平,克服了人为因素的影响,提高了测试精度,取得了良好的经济效益。
关键字:
内加载;插销缸;液压系统;数据采集与处理中图分类号:
TD355
文献标志码:
A
文章编号:
1003-0794(2011)04-0169-03
ResearchandManufactureof2600tBoltHydraulicSupportInternal
LoadingTest
LIUXiao-qian1,LIXin-ping1,MAFa-jie1,LIUKang-kang1,RENZi-ting2
(1.ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266510,China;2.HuayueMachineryCo.,Ltd.,Yangquan
CoalGroup,Yangquan030001,China
Abstract:
Asthelargesttonnagehydraulicsupportloadtest,theComprehensivehydraulicsupporttestusingthelatestsensortechnologyandcomputerdataprocessingtechnology,whichcannotonlyachievealldomestichydraulicsupportloadingfunctionandachieveanadvancedlevelsintestingaccuracy,efficiencyandconvenience,Inaddition,theapplicationplug-cylinderstructure,replacingtheoriginalcolumn,whichgreatlyfacilitatetheinstallationofthetestplatformandreducetheinstallationtime,facilitatetheoveralladjustedwork.Inaddition,theuseofcomputerdataacquisitionandprocessing,greatlyincreasedthetesttechnologyskills,overcometheinfluenceofhumanfactors,improvethemeasurementaccuracyandachievegoodeconomicbenefits.
Keywords:
internalloading;pincylinder;hydraulicsystem;dataacquisitionandprocessing
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- E141 减速 液压 原理 分析 研究 解读