无极绳绞车液压控制系统的设计.pdf

无极绳绞车液压控制系统的设计 王成锋周昌迅李华 中国矿业大学机电工程 学院徐 州 2 2 1 l 1 6 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 1 1 2 0 0 3 4 0 2 无极绳 绞车作为一种新型高效 的煤矿辅助运 输设备 ，具 有操作简单 、安装方 便、投 资少 、费 用低 、运距长 、运输连续性 等优点 ，很受 煤矿 的 青睐。在煤矿井下其可取代多台小绞车 的接力运 输，实现工作面设备、材料和煤炭不经转载的连 续运输，简化了运输环节，减少了辅助人员，降 低 了工人 劳动 强 ，提高 了工作 效 率、运 行 安 全 可靠。 1 无极绳绞车液压控制系统工作原理 1 ． 1 液压控制系统工况分析 根据无极绳绞 车的工况要求 ，液压控制系统 可以分为空载启动 、张紧、变速 和安全 制动 4个 阶段 。1 空载启动也被称为软启动及 电机启动时 不带负载或在负载很小的情况下启动；2 张紧主 要用于吸收 由于绞车长 时间工作和重物所 引起 的 钢丝绳的伸长量 ；3 变速主要用于无极绳绞车牵 引不同质量的重物时对速度的不 同要求 ；4 安全 制动主要用 于系统 突然断 电或正常工作需要停机 时 的制动 。 1 ． 2 液压控制系统设计 根据工况要求 ，无极 绳绞车液 压控制系统 应 具备如下功能 无极绳 绞车的空载启动 ，给绞车 牵引钢丝绳提供足够 的张紧力 ，快慢速变换 ，当 需要停机或者出现断电时实现紧急安全制动 。 由于井下工作 空间有 限，所 以，怎样在 满足 工作性能的情况下 ，减小工作设备 的体 积，这也 是煤矿设备首先要考虑 的问题。在此 根据多种方 案的设计 与 比较 ，选 出了一种最优方案 ，原理 图 如图 1 所示。 此方案的优点在于整个 系统 的动力只 由 1个 电机和 1个齿 轮泵 配合提供 ，随后通过调节各个 压力 阀的工作压力 和改变各个多位 阀的阀 琶 位置 来满足系统各个动作要求 ，结构简单可靠 。 1 ． 3 液压控制系统的动作过程 该液压系统的工作过程可以分为空载启动 、张 2 ． 2 0副钩左右极限的确定 副钩的左右极 限根据 工艺要求给定 ，有 时这 一 尺寸要求太小 ，要验算起重机能否满足要求。 2 ． 2 1 副钩上极限的确定 该尺寸根据工艺要 求给定 ，同样 的若其要 求 太小 ，会影响起重机高度。 2 ． 2 2 起重机宽度的确定 起重机的宽度根据起重机 的机 构和结构布置 的要求确定 ，有时对这一尺寸要求太 小 ，起重机 很难满足要求，应予以足够的重视。 2 ． 2 3 起重机与厂房之间最小安全距离的确定 起重机与厂房之 间的最小 安全距离包括起重 机端边至厂房建筑的最小安全距离和起重机最高 点至厂房屋架下悬的最小安全距离。这些尺寸根 据起重机界限尺寸标准 G B 7 5 9 2 --1 9 8 7确定。注 ．- - 3 4 -- 意这些尺寸随着起重机起重量的增加而有所增加。 3 结束语 文中论述 的铸造起重机 的相关 尺寸及其确定 方法 ，可能会 因为机型的不 同略有差异 ，设计 者 对此应予以注意 。 参考文献 [ 1 ]G B 7 5 9 2 --1 9 8 7 起重机界限尺寸[ s ] ． [ 2 ]G B 6 9 7 4 ． 1 6 9 7 4 ． 1 9 1 9 8 6 起重机名词术语[ S ] 作 者 李会勤 地 址 大连市旅顺开发区顺达路 2 9号华锐重工起重机 有限公司 邮 编1 1 6 0 5 2 收稿日期2 0 1 1 0 9 2 2 起重运输机械 2 0 1 1 1 2 1 ． 粗过滤器2 ．电机3 ． 齿轮泵4 ．细过滤器5 2 1 ． 电 磁阀6 1 4 ． 溢 流阀7 ．手动二位换向阀8 ．单向阀 9 ．张紧液压缸1 0 1 8 ． 压力表1 1 1 6 ． 蓄能器1 2 ．截止 阀1 3 ．油箱1 5 2 0 ． 节流阀1 7 ． 压力继电器l 9 ． 安全 制动液压缸2 2 ．手动三位换向阀2 3 ．快速制动液压缸 2 4 ．慢速制动液压缸 图 1 液压 控制 系统原理 图 紧、变速和安全制动4部分 ，具体工作过程如下 1 空载启动工作过程泵组启动 ，液压系统 建立所需压力 ，电磁 阀得 电阀芯处 于左 阀位 ，节 流阀关 闭，输 出压力油经溢 流阀 回油箱 。同时扳 动手动三位换向阀使阀芯处于中位，此时快慢速 制动器液压缸内的压力 油均直接 回油箱实现松 闸， 绞车主电机实现空载启动。 2 张紧工 作过 程泵组 启 动 ，液 压 系统 建 立所需压 力 ；电磁 阀 右位 ，手 动 二位 换 向 阀右 位 ，液压泵排除 的压力油经单 向阀进入 张紧液压 缸的右腔 ，实现钢丝绳张紧。其供油压力由溢流 阀调定 ，由于有充 当锁 紧功 能的单 向 阀的作用 ， 溢流阀不能实现压力 的降低 。所 以 ，设定 了蓄能 器来 吸收部 分 冲击 和 截止 阀来 进 行 回油 和降 压 调 整 。 3 变速工作过程泵组启 动，液压 系统建立 所需压力 ，电磁 阀得 电阀芯处 于左 阀位 ，节 流 阀 打开 ，电磁 阀得 电阀芯处 于左位 ，同时搬动 手动 三位换 向阀，当阀芯处 于左 位 时，泵 的输 出压力 油进入快速制 动液压缸右端 ，实现快 速制动。与 此 同时慢速制动 液压 缸右端压力油 回油 箱 ，实 现 松闸 ，从 而实现快速牵引。当手动三位换 向阀扳 到右位时，其余 阀的位置均不变，此时泵提供的 起重运输机械 2 0 1 1 1 2 压力油进人慢速制动液压缸 的右端 ，实现快 速制 动。同时快速液压缸右端压 力油 回油箱 ，从 而实 现慢速牵引。 4 安全制动过程 当电磁阀得 电时阀芯处 于 左 阀位 ，安全制作器液压缸左 腔注入压力油 ，并 且通过 观察压力表 的示数和调节手动溢流阀来调 定其开启压力 ，从 而实现安全制动 闸打开 ；松 闸 和抱闸时 间由节流 阀调定 。当突然断 电或 电磁 阀 失电，阀芯在弹簧的作用下，处于右位，从而安 全制动器左腔与油箱接通 ，靠液压 缸 内碟形弹簧 的弹力实现安全制动。 2 结论 无极绳绞车液压控制系统具有如下优点 1 体积小由于系统回路多次采用手动换向 阀和电磁 阀等 配合使用 ，整个系统只需要 1个泵 站和电机 配合 提供 动力。使得整个液压控制系统 的体积得 以减小 ，这对于井下工作空 间受严格 限 制的工作环境来说具有 较大的实用价值 ，并且 由 于减少了泵站 和电机的使用 ，从而成本也得 以大 大降低。 2 系统安全可靠性高 系统 中使用大量的安 全 阀、蓄能器和溢流 阀等保护装 置，用 以实现钢 丝绳牵 引力变化时快速张紧和系统断电时快速安 全制动。该液压控制 系统还巧 妙应用 了手动换 向 阀与溢流 阀和节流 阀的配合使用 ，初 步实现了无 极绳绞车 的空载启 动、张紧 、变速 和安全 制动一 体化。 I 参考文献 [ 1 ]白桦 ． 小车牵引钢丝绳张紧装置设计方案分析[ J ] ．起 重运输机 械 ，2 0 0 6 6 4 9 5 2 ． [ 2 ]韩向可，王立新 ． 基于插装阀的锻造液压机的液压系 统设计[ J ] ． 液压与气动 ，2 0 1 0 8 6 4 ，6 5 ． [ 3 ]王哗，杨明堂． 1 5 0 t 液压机液压系统设计[ J ] ．液压与 气动 ，2 0 1 0 8 5 7 6 0 ． [ 4 ]薛温光 ，李炳文 ，刘欣科，等 ．新型无极绳绞车的研 制[ J ] ．煤炭科学技术 ，2 0 0 5 3 3 1 07 8 ，7 9 ． [ 5 ]左健民．液压与气压传动[ M] ．北京机械工业出版 社 ，2 0 0 3 ． 作 者 王成锋 地 址江苏省徐州市中国矿业大学南湖校区杏三 A 3 1 6 2 邮 编 2 2 1 1 1 6 收稿 日期 2 0 1 1 0 71 1