目前礦井提升機主要有電控和液壓兩種形式。液壓提升機利用液壓馬達直接或通過減速箱來拖動卷筒而實現(xiàn)容器的升降,具有性能優(yōu)越、功率質(zhì)量比大等特點,在煤礦中有廣泛的應(yīng)用,是高瓦斯礦井提升物料、設(shè)備和人員的主要設(shè)備。近年來,液壓提升機面臨與電控提升機的競爭,其主要原因是目前的液壓提升機自動化水平低,操控性差,以及其液壓系統(tǒng)常有的滲漏、故障多、噪聲大等問題。以電液伺服控制為代表的現(xiàn)代控制方式將顯著提升液壓提升機的綜合性能,增強其市場競爭力,是液壓提升機發(fā)展的方向。在現(xiàn)有液壓提升機的液壓驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點,通過對泵控馬達電液伺服調(diào)速系統(tǒng)的實驗與分析,針對傳統(tǒng)液壓提升機的自動化改造,提出了兩種可行的電液控制方案。
現(xiàn)有電液控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點
液壓提升機采用變量泵控定量馬達容積式調(diào)速,即司機操作減壓式先導閥向比例油缸輸入壓力逐漸變化的油液,以控制伺服閥閥芯行程,伺服閥又通過差動油缸控制變量泵的斜盤傾角大小,從而改變系統(tǒng)液流的大小和方向,控制液壓馬達的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向,實現(xiàn)罐籠的升降。簡言之,司機操作手柄控制系統(tǒng)流量,實現(xiàn)對負載的升降和運行速度的控制,屬于手動開環(huán)的控制,其存在以下問題。
開環(huán)控制,轉(zhuǎn)速可控性差,位置精度低,嚴重影響提升效率;②驅(qū)動與制動存在協(xié)同性問題,易出現(xiàn)“上坡起動負載瞬時下滑”,停車時壓力沖擊,危及 運行;③依靠人工操作和監(jiān)控,自動化水平低,性差。
換向閥控制盤閘的啟閉,實現(xiàn)提升機的制動。泵控驅(qū)動與閥控制動的協(xié)同工作過程如下:為防止啟動時負載下滑,盤閘開啟,隨指令信號增大,馬達力矩建立起來后,盤閘才開啟,提升機得以運轉(zhuǎn);當處于低速爬行階段,重物接近終點時,給變量泵零信號,同時盤閘制動,既避免了制動時的壓力沖擊,又實現(xiàn)準確停車。驅(qū)動、控制和加載系統(tǒng),其通過雙滑輪組提升1t重物,行程3m,設(shè)有上過卷、上停車、下停車、下過放4個接近開關(guān),當重物低速爬行時,利用上、下停車接近開關(guān),實現(xiàn)停車位置控制,以位移累積誤差。
變量泵選用德國力士樂A4V電液比例排量調(diào)節(jié)泵,能在工作壓力下,通過伺服比例閥以閉環(huán)方式控制變量活塞位移,從而改變斜盤的傾角,實現(xiàn)泵要液壓提升機的綜合操控性能,改變現(xiàn)有的手動開環(huán)控制模式,進而采取自動閉環(huán)控制,而合理的電液伺服控制方案是實現(xiàn)自動閉環(huán)控制的 要問題。