一種進(jìn)口提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的原理淺析

魏廣金+王軍

摘 要：通過對(duì)國產(chǎn)及進(jìn)口提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的分析比較，分析出各自制動(dòng)方法上的特點(diǎn)和差異，供使用和維護(hù)者了解各自原理，并給選型時(shí)提供參考。

關(guān)鍵詞：液壓制動(dòng)；恒減速；控制方法

1 概述

目前，國內(nèi)大型新建煤礦多使用多繩摩擦式提升機(jī)，提升量大，運(yùn)行速度快，這就對(duì)提升機(jī)閘控系統(tǒng)提出很高要求。而液壓站是閘控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其運(yùn)行原理和工作特點(diǎn)對(duì)檢修維護(hù)人員來說是必須掌握熟知的。而進(jìn)口液壓站因其突出的可靠性、靈敏性和準(zhǔn)確性，以及在日常維護(hù)方面的表現(xiàn)，深受廣大礦井使用者的歡迎。但同時(shí)由于其復(fù)雜的控制原理、液壓系統(tǒng)及儀表元件，也讓眾多維護(hù)人員難以深入了解。因筆者有幸參與了礦井一套提升系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，對(duì)所使用的SIEMAG公司的提升機(jī)ST3-F液壓控制系統(tǒng)略有掌握，在此與各位同行共同分享。

2 SIEMAG公司的提升機(jī)ST3-F液壓控制系統(tǒng)

由圖中可以看出ST3-F型液壓站在每臺(tái)液壓站上關(guān)鍵閥組均為兩組，通過對(duì)閥體的檢測(cè)，完成兩組閥間的相互轉(zhuǎn)換，這樣大大保證了系統(tǒng)的可靠性，這樣其從設(shè)計(jì)源頭上就取消恒力矩制動(dòng)。其工作原理如下：

1.01-循環(huán)泵；1.02-柱塞泵；1.03-電動(dòng)機(jī)；1.06-油過濾器及壓差傳感器；1.08-游標(biāo)尺；1.09-呼吸器；1.10-球閥；1.11-油位傳感器；1.12-溫度傳感器；1.13-加熱器；1.14-冷卻器；1.15-壓力表；1.16-溢流閥；1.17-溢流閥；1.24-氣囊式蓄能器；1.30-比例壓力控制閥；1.25-泄壓閥組；1.34-比例換向閥；1.35-支撐閥；1.37-換向閥；1.39-兩位四通換向閥；1.40-兩位兩通換向閥；1.49-兩位四通換向閥

圖1 是ST3-F型液壓控制系統(tǒng)原理圖

2.1 正常啟動(dòng)條件

當(dāng)提升機(jī)停機(jī)，制動(dòng)器抱閘，閘控及電機(jī)電壓正常，安全回路閉合等條件滿足時(shí)，即可開啟液壓站電機(jī)3。啟動(dòng)液壓站后，首先給蓄能器24充壓，使蓄能器壓力與泵出口壓力一致為138bar，均大于13.0MPa時(shí)，接通釋放壓力控制系統(tǒng)，換向閥49得點(diǎn)接通油路。

2.2 正常工作

2.2.1 敞閘

比例壓力控制閥30.1/30.2受閘把控制（0-10V電壓，失電時(shí)導(dǎo)通），當(dāng)手動(dòng)開車時(shí)，輸出電壓與閘把位置成線性比例；當(dāng)自動(dòng)開車時(shí)，PLC分別提供敞閘、貼閘及抱閘三個(gè)狀態(tài)下的模擬量。

2.2.2 行駛制動(dòng)

當(dāng)閘把位置下降時(shí)，比例壓力控制閥30.1/30.2松開壓力也隨之變化，從盤形閘和油泵的液壓油經(jīng)30.1/30.2流回油箱。每套比例壓力控制閥的供電系統(tǒng)均由UPS來緩沖，因此當(dāng)發(fā)生一般性的電壓損失或電路斷線時(shí)至少保證一套比例壓力控制閥的正常功能，因此可靠性大大提高。

2.3 恒減速制動(dòng)

2.3.1 發(fā)生觸發(fā)安全回路事件時(shí)，液壓泵3失電，同時(shí)換向閥49將油泵與液壓回路斷開。

2.3.2 通過無帶電壓換向閥39與兩位換向閥37相互作用，迅速將盤形閘內(nèi)壓力降到貼閘壓力，即為循跡制動(dòng)過程。

2.3.3 比例換向閥34.1/34.2按系統(tǒng)設(shè)定與速度反饋不斷調(diào)節(jié)閥芯位置與開度大小，控制蓄能器24與盤形閘及油箱之間液壓油的流動(dòng)和補(bǔ)充，來控制盤形閘內(nèi)壓力大小，從而控制提升機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)恒減速。比例換向閥34.1/34.2由4-20mA電流控制，11-13mA時(shí)閥芯處于中間位置。恒減速時(shí)比例換向閥34.1/34.2同時(shí)動(dòng)作，但支撐閥35.1/35.2僅動(dòng)作一只，支撐閥35.1/35.2主要功能是使系統(tǒng)壓力不低于調(diào)定壓力。

2.3.4 當(dāng)檢測(cè)到提升機(jī)停止時(shí)，換向閥40得點(diǎn)，將管路內(nèi)殘壓泄掉。

2.3.5 安全閉合裝置25短時(shí)間打開將蓄能器24內(nèi)壓力泄掉。

3 ST3-F型液壓控制系統(tǒng)的性能特點(diǎn)

3.1 在設(shè)計(jì)理念上，ST3-F型液壓站主要靠提高設(shè)備性能，避免意外的發(fā)展，采用串聯(lián)和并聯(lián)閥組提高系統(tǒng)可靠性，并對(duì)重要閥組進(jìn)行動(dòng)作檢測(cè)，保證指令的執(zhí)行。

3.2 在設(shè)備外觀上，ST3-F型液壓站閥組為開放式的，無論是油泵、閥組還是儀表等均方便拆卸與更換。

3.3 在系統(tǒng)可靠性上，ST3-F型液壓站采用閥組并聯(lián)的方法，當(dāng)一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)直接切換到另一個(gè)以保障系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.4 在閥組和支路功能上，ST3-F型液壓站在閥組和支路上，功能明確，系統(tǒng)原理清晰，便于理解。

3.5 在日常維護(hù)使用上，ST3-F型液壓站原理和維護(hù)必須經(jīng)過培訓(xùn)才能有所了解。

4 結(jié)束語

總的來說的進(jìn)口液壓站由于其工藝復(fù)雜，且其PLC控制的程序塊量大，資料少等困難使很多初學(xué)者對(duì)其望而卻步，作者因有幸參與了我礦提升系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，對(duì)液壓站的特點(diǎn)和工作原理有了初步了解，希望與眾多的煤礦提升專業(yè)同行共同分享，為煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)出一份微薄之力。

作者簡(jiǎn)介：魏廣金（1983-），男，安徽馬鞍山人，安徽理工大學(xué)畢業(yè)，助理工程師，皖北煤電集團(tuán)朱集西礦，從事煤礦機(jī)電工作多年。

王軍（1984-），男，安徽淮南人，安徽理工大學(xué)畢業(yè)，助理工程師，皖北煤電集團(tuán)朱集西礦，從事煤礦機(jī)電工作多年。