超大噸位移動式礦用裝備的登車梯液壓系統

摘要：登車梯是超大噸位移動式礦用裝備的常見配置，為滿足人員登車、下車的方便性與安全性，設計一種可降低對電子泵輸出能力的需求液壓系統，既可實現登車梯緊急停車或出現火情等緊急情況下的自動下放，也可實現電控失效狀態下的手動應急下放，可最大程度保障逃生通道暢通及人員生命安全。

關鍵詞：超大噸位；移動式礦用裝備；登車梯液壓系統；應急

0" "引言

大噸位礦用裝備體型大、工況復雜，對登車裝置的要求較高。礦用裝備的駕駛室位置高，行走平臺與地面距離大，采用固定梯上下車很不方便。

配置可調整姿態的專用登車梯，既可以滿足人員登車、下車的方便性與安全性，也可避免因與地面近而發生碰撞事故。

目前大多數登車梯采用液壓驅動，配置獨立于正常作業功能的液壓系統。但在遇到緊急停車、火情報警等情況時，登車梯不能自動下放，甚至會因電氣系統、液壓系統失效導致車梯無法下放。為滿足人員登車、下車的方便性與安全性，為人員逃生爭取寶貴時間，需要設計一種可降低對電子泵輸出能力需求的液壓系統。

1" "傳統登車梯液壓系統工作原理

為實現不啟動設備就可以實現登車梯位置的調整，目前大噸位礦用裝備常采用車載蓄電池為電馬達供電，帶動電子泵，為登車梯液壓系統提供壓力油。傳統登車梯液壓系統原理如圖1所示。

當需將登車梯升起時，電磁換向閥6的a端得電，壓力油進入液壓缸的無桿腔，活塞桿伸出，登車梯4升起；當需將登車梯下放時，電磁換向閥6的b端得電，壓力油進入液壓缸的有桿腔，活塞桿退出，登車梯4下放。登車梯的動作完全受控于電磁換向閥6，電馬達3是該系統的唯一動力源，在潮濕或重度灰塵等工況下故障率較高，影響設備完好率、人員正常上下設備，在遇到緊急停車、火情報警等情況下，人員安全受到影響。

2" "改進方案

針對上述問題，本文設計一種新的登車梯液壓系統和控制方法，不僅能夠實現登車梯的舉升和下降，還可實現登車梯緊急停車或出現火情等緊急情況下的自動下放。

2.1" "結構組成

改進的登車梯液壓系統主要由舉升系統、下放系統和應急下放系統3部分組成，如圖2所示。其中舉升系統由先導泵、單向閥Ⅰ、發動機或電動機、液控換向閥Ⅰ、單向閥Ⅰ、安全溢流閥Ⅰ、節流口Ⅰ、單向閥Ⅲ、安全溢流閥Ⅰ、電磁閥Ⅰ、液控換向閥Ⅰ組成。下放系統由電馬達、電子泵、節流口Ⅱ、電磁閥Ⅱ、背壓閥、液控換向閥Ⅱ、安全溢流閥Ⅱ、反饋油路組成。應急下放系統主要由蓄能器、角閥Ⅰ、角閥Ⅱ、角閥Ⅲ組成。

2.2" "工作原理

2.2.1" "舉升工況

當發出舉升登車梯指令時，電磁閥Ⅰ閥芯工作在左位，舉升系統中先導泵出的先導油通過節流口Ⅰ、電磁閥Ⅰ流入液控換向閥Ⅰ，調整閥芯工作在左位及閥口大小，可控制登車梯的運行速度。先導油經單向閥Ⅰ、液控換向閥Ⅰ流入舉升油缸無桿腔，舉升缸有桿腔油經液控換向閥Ⅰ流回油箱。 安全溢流閥I與舉升缸無桿腔相連，限制登車梯舉升過程中舉升缸無桿腔壓力，以防止登車梯部件損壞。先導油通過單向閥Ⅱ流入蓄能器，為蓄能器補充壓力油。

2.2.2" "下放工況

當發出下放登車梯指令時，電磁閥Ⅱ閥芯工作在左位，系統中電子泵泵油，油液通過節流口Ⅱ、電磁閥Ⅱ流入液控換向閥Ⅱ，調整閥芯位置及閥口大小。電子泵油液經液控換向閥Ⅱ流入舉升缸有桿腔，舉升缸無桿腔油液經液控換向閥Ⅱ、背壓閥流回油箱。舉升缸無桿腔、有桿腔均通過單向閥與反饋油路相連，反饋油路則通過單向閥與節流口Ⅱ相連，即在登車梯下放過程中，通過舉升缸無桿腔、有桿腔壓力反饋，控制液控換向閥Ⅱ閥芯移動速度及閥口大小，實現登車梯下放動作平穩、無沖擊、無吸空。安全溢流閥Ⅱ與舉升缸有桿腔相連，以限制登車梯下放過程中舉升缸有桿腔壓力，以防止登車梯部件損壞。

2.2.3" "特殊工況

當設備出現緊急停車、火情自動滅火系統運行等情況時，電磁閥Ⅱ閥芯亦可工作在左位，啟動登車梯下放。 應急下放系統中蓄能器的壓力油，經打開的角閥Ⅱ流入舉升缸有桿腔，舉升缸無桿腔內液壓油經打開的角閥Ⅲ、回油管路流回油箱。

在因電池、電磁閥、線路等故障，導致登車梯下放控制程序得不到執行時，通過手動方式即可實現登車梯的應急下放功能。蓄能器可通過打開角閥I將壓力油流回油箱，降低蓄能器與角閥I、角閥Ⅱ和角閥Ⅲ之間的閉合回路的壓力，實現應急下放系統泄壓。

3" "結束語

本文設計的超大噸位移動式礦用裝備的登車梯液壓系統，可實現設備在不啟動發動機狀態下，僅使用24V電池，即可登車梯程序控制平穩下放。在啟動發動機后，利用先導壓力油完成登車梯的舉升并鎖定姿態，降低了對電子泵輸出能力的需求。其既可實現登車梯緊急停車或出現火情等緊急情況下的自動下放，也可實現電控失效狀態下的手動應急下放，可最大程度保障逃生通道暢通及人員生命安全。