CN105065343A - 一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统及方法 - Google Patents

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CN105065343A CN201510512483.8A CN201510512483A CN105065343A CN 105065343 A CN105065343 A CN 105065343A CN 201510512483 A CN201510512483 A CN 201510512483A CN 105065343 A CN105065343 A CN 105065343A
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Abstract

本发明公开了一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统及方法,包括第一液压控制系统,第一液压控制系统包括依次连接的油箱、第一粗滤油器、第一油泵、第一精滤油器和第一单向阀,第一单向阀的出口分别连接蓄能器和盘式制动器的进油管,第一油泵连接有第一油泵电动机;第一液压控制系统还包括控制器、第一换向阀、第一安全阀、第一比例阀、第一溢流阀和第一调速阀;第一换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口,所述第一换向阀的第一油口与蓄能器连接,第二油口分别通过第一溢流阀和第一调速阀连接油箱,第三油口通过第一比例阀连接油箱,蓄能器通过第一安全阀连接油箱;第一比例阀电连接控制器。具有制动器制动力矩调节精度高的优点。

Description

一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种制动器控制系统,特别涉及一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统及方法。
背景技术
胶带运输机是目前在各行业中广泛应用的运输设备,在煤矿等矿山企业中,因其运输量大、运输效率高的优点担负着大部分甚至全部的原煤运输任务。因受地质条件、采场布置等因素影响,不可避免的会出现胶带机上行运输、水平运输、下行运输以及上述几种条件同时出现的情况。当出现有长距离下行运输的情况时,由于下行胶带机在承载石料重载的情况下,突然停机,再次启动时,由于下行的负载势能造成的下拉拖动力矩超过了电动机的低速启动力矩,使得变频驱动电动机在内的控制系统产生拖动失步情况,引起胶带机下滑,出现飞车现象,此时电动机电流会在4秒内迅速上升到630A以上,持续不到8秒后保护跳停,同时因电机温度偏高,有可能出现电动机烧毁的事故,并且因胶带机飞车可能造成石料堆积、设备损坏的事故,给正常生产带来安全隐患。
下行胶带机最关键的是要处理好紧急制动以及制动飞车的问题,现有技术中,解决这些问题最常用的方式是使用盘式制动器,在胶带机重载启动的状况下,通过盘式制动器对电动机减速机驱动输出轴端施加一个制动力矩,用于抵消克服胶带机的重力势能拖动下滑力矩,使电动机基本处于一个零力矩启动状态,以保证电动机的正常工作运行。但是现有的盘式制动器通过液压控制系统调节进入制动闸的油压P大小以达到改变制动力矩的目的。如图1所示,现有的液压控制系统主要由粗滤油器1、油泵2、油泵电动机3、单向阀4、精滤油器5、蓄能器6、压力表7、液控换向阀8、溢流阀9,安全阀10和调速阀11组成。控制系统接收松闸指令后,启动油泵电动机,液控换向阀自动推到工作位,油压P逐渐上升,蓄能器充液,直至达到溢流阀的设定压力,与此同时,制动力矩减小,下行胶带机将在负载带动下缓慢启动,或由主电机直接按要求启动下行胶带机,当下行胶带机接收到停车指令后,控制系统控制油泵电动机停止工作,液控换向阀复位,由于安全阀的作用,液压回路中的油压快速将到贴闸皮位置,然后油压P按照调试阀和蓄能器的联合作用,油压自动反馈减小,使下行胶带机停车减速度保存在0.1-0.3m/s2,直到下行胶带机完全停止。可见现有技术主要是通过控制液控换向阀、溢流阀、安全阀和调速阀来改变油压P的大小的,不能按照下行胶带机的电动机实时运行电流达到精确控制制动器制动力矩的大小,难以适应下行胶带机运输矿石时复杂多变的运输情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统,本系统中根据下行胶带机变频器的电动机实时运行电流确定最合适的制动器制动力矩,然后通过制动力矩调节信号调节比例阀的开口大小,从而实现调节液压站的出口压力,即实现对制动器制动闸的油压P大小的调节,具有制动器制动力矩调节精度高的优点。
本发明的另一目的在于提供一种上述下行胶带机盘式制动器液压控制系统的控制方法。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现:一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统,包括第一液压控制系统,所述第一液压控制系统包括依次连接的油箱、第一粗滤油器、第一油泵、第一精滤油器和第一单向阀,其中第一单向阀的出口分别连接蓄能器和盘式制动器的进油管,所述第一油泵连接有第一油泵电动机;所述第一液压控制系统还包括控制器、第一换向阀、第一安全阀、第一比例阀、第一溢流阀和第一调速阀;其中第一换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第一换向阀的工作状态与第二油口或者第三油口连通;所述第一换向阀的第一油口与蓄能器连接,第二油口分别通过第一溢流阀和第一调速阀连接油箱,第三油口通过第一比例阀连接油箱,蓄能器通过第一安全阀连接油箱;所述第一比例阀电连接控制器,通过控制器控制第一比例阀的开口大小。
优选的,还包括第二液压控制系统和第三换向阀,所述第二液压控制系统包括第二粗滤油器、第二油泵、第二精滤油器、第二单向阀、第二换向阀、第二安全阀、第二比例阀、第二溢流阀和第二调速阀;所述第二油泵连接有第二油泵电动机;
油箱依次连接第二粗滤油器、第二油泵、第二精滤油器和第二单向阀,第三换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第三换向阀的工作状态与第二油口或者第三油口连通;第三换向阀的第一油口连接盘式制动器的进油管,第二油口连接第一单向阀的出口,第三油口连接第二单向阀的出口;第一单向阀通过第三换向阀的第一油口和第三油口的连通连接盘式制动器的进油管,第二单向阀通过第三换向阀的第二油口和第三油口的连通连接盘式制动器的进油管;
其中第二换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第二换向阀的工作状态与第二油口或者第三油口连通;所述第二换向阀的第一油口与蓄能器连接,第二油口分别通过第二溢流阀和第二调速阀连接油箱,第三油口通过第二比例阀连接油箱;蓄能器通过第二安全阀连接油箱;所述第二比例阀电连接控制器,通过控制器控制第二比例阀的开口大小。
优选的,所述第一换向阀为二位四通电磁换向阀,通过通电状态控制第一换向阀的工作状态使得第一换向阀的第一油口与第二油口或者第三油口连通。
更进一步的,所述第二换向阀为二位四通电磁换向阀,通过通电状态控制第二换向阀的工作状态使得第二换向阀的第一油口与第二油口或者第三油口连通。
更进一步的,所述第三换向阀为手动的二位四通换向阀,通过手动控制第三换向阀的工作状态使得第三换向阀的第一油口与第二油口或者第三油口连通。
优选的,所述第一单向阀出口通过阀门连接压力表;所述控制器为PLC。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现:一种基上述下行胶带机盘式制动器液压控制系统实现的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,包括以下步骤:
开闸控制步骤:
S1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第一油泵电机运行以及第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
S2、制动油通过油泵、第一精滤油器和第一单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,通过第一安全阀和第一比例阀回油;
S3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小;
S4、蓄能器内油量根据第一比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
S11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
S22、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,蓄能器内的油通过第一比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第一比例阀的电流逐渐变小,即调节第一比例阀的开口逐渐变大;
S33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第一油泵电动机停止运行,实现制动。
优选的,还包括下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤,具体如下:
S111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第一换向阀失电换向复位,第一换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第一油泵电机处于停止运行状态;
S222、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第二油口分别与第一溢流阀和第一调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第一溢流阀所设定的压力;
S333、第一溢流阀阻止回油,通过第一调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机。
一种基于上述下行胶带机盘式制动器液压控制系统实现的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,其特征在于:
当第一液压控制系统未出现故障时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第二油口始终连通;包括以下液压控制步骤:
开闸控制步骤:
X1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第一油泵电机运行以及第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
X2、制动油通过油泵、第一精滤油器和第一单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,通过第一安全阀和第一比例阀回油;
X3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小;
X4、蓄能器内油量根据第一比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
X11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
X22、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,蓄能器内的油通过第一比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第一比例阀的电流逐渐变小,即调节第一比例阀的开口逐渐变大;
X33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第一油泵电动机停止运行,实现制动;
当第一液压控制系统出现故障时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第三油口始终连通;包括以下液压控制步骤:
开闸控制步骤:
Y1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第二油泵电机运行以及第二换向阀中第一油口和第三油口连通;
Y2、制动油通过油泵、第二精滤油器和第二单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第三油口与第二比例阀连通,通过第二安全阀和第二比例阀回油;
Y3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第二比例阀开口的大小;
Y4、蓄能器内油量根据第二比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
Y11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第二换向阀中第一油口和第三油口连通;
Y22、蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第三油口与第二比例阀连通,蓄能器内的油通过第二比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第二比例阀的电流逐渐变小,即调节第二比例阀的开口逐渐变大;
Y33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第二油泵电动机停止运行,实现制动。
优选的,当第一液压控制系统未出现故障时;液压控制步骤还包括下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤,具体如下:
X111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第一换向阀失电换向复位,第一换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第一油泵电机处于停止运行状态;
X222、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第二油口分别与第一溢流阀和第一调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第一溢流阀所设定的压力;
X333、第一溢流阀阻止回油,通过第一调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机;
当第一液压控制系统出现故障时,液压控制步骤还包括下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤,具体如下:
Y111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第二换向阀失电换向复位,第二换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第二油泵电机处于停止运行状态;
Y222、蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第二油口分别与第二溢流阀和第二调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第二溢流阀所设定的压力;
Y333、第二溢流阀阻止回油,通过第二调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
(1)本发明下行胶带机盘式制动器液压控制系统中设置有比例阀,在下行胶带机启动需要开闸时,启动油泵电机,此时油箱通过第一粗滤油器、第一油泵、第一精滤油器和第一单向阀向盘式制动器进油管送油,并且由换向阀控制通过比例阀进行回油。控制器(例如PLC)能够根据读取下行胶带机电动机启动运行时的电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,根据制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小,使得蓄能器内的油压逐渐升高,此时盘式制动器进油管中的压力也随之提升,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩,保证了下行胶带机安全平稳启动运行。本发明的开闸过程根据电动机的电流进行实时的控制,因此在电动机运行到一定的转速后,具备较高的再生制动力矩时,控制器能够控制盘式制动器慢慢全部松开,使电动机逐步平稳进入发电回馈工作状态。本发明通过控制器(如PLC)控制的比例阀开口以实现对制动器制动闸的油压P大小的调节,具有制动器制动力矩调节精度高的优点。
(2)本发明下行胶带机盘式制动器液压控制系统中设置有比例阀,在下行胶带机运行过程中需要抱闸时,由换向阀控制液压控制系统通过比例阀进行回油,并且由控制器控制比例阀电流逐渐变为零,即比例阀开口从小到大进行调节,蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至制动器抱阀完毕,控制油泵电机停止运行,实现制动功能。通过比例阀开口大小的调节能够快速的实现抱闸。通过控制器控制的比例阀开口大小能够稳定安全的实现抱闸,同时具有盘式制动器制动力矩调节精度高的优点。
(3)本发明中包括双比例液压控制系统,分别为第一液压控制系统和第二液压控制系统,其中以第一液压控制系统为主,第二液压控制系统为辅,当第一液压控制系统未出现故障能够正常工作时,通过第一液压控制系统控制盘式制动器进油管的油压,从而达到开闸和抱闸的目的。当第一液压控制系统出现故障不能正常工作时,通过第二液压控制系统控制盘式制动器进油管的油压,从而达到开闸和抱闸的目的。本发明通过第一液压控制系统和第二液压控制系统能够进一步保证系统的正常稳定运行。
附图说明
图1是现有技术中的液压控制系统。
图2是本发明实施例1的液压控制系统组成原理图。
图3是盘式制动器结构示意图。
图4是本发明实施例2的液压控制系统组成原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图2所示,本实施例公开了一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统,包括第一液压控制系统,第一液压控制系统包括依次连接的油箱215、第一粗滤油器21、第一油泵23、第一精滤油器24和第一单向阀25,其中第一单向阀25的出口分别连接蓄能器27和盘式制动器的进油管,所述第一油泵23连接有第一油泵电动机22;第一液压控制系统还包括控制器、第一换向阀26、第一安全阀211、第一比例阀29、第一溢流阀210和第一调速阀28;其中第一换向阀26包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第一换向阀26的工作状态与第二油口或者第三油口连通;所述第一换向阀26的第一油口与蓄能器连接,第二油口分别通过第一溢流阀210和第一调速阀28连接油箱,第三油口通过第一比例阀连接油箱,蓄能器27通过第一安全阀211连接油箱;第一比例阀29电连接控制器,通过控制器控制第一比例阀29的开口大小。
本实施例中第一换向阀26为二位四通电磁换向阀,通过通电状态控制第一换向阀的工作状态使得第一换向阀26的第一油口与第二油口或者第三油口连通。在本实施例中,当第一换向阀26通电时,第一换向阀26的第一油口和第三油口连通,此时蓄能器通过第一油口和第三油口的连通连接第一比例阀;当第一换向阀26断电时,第一换向阀26的第一油口和第二油口连通,此时蓄能器27通过第一油口和第二油口的连通分别连接第一调速阀28和第一溢流阀210。
如图3所示,为盘式制动器的结构示意图。其中他主要由制动盘12、弹簧13、活塞14和闸瓦15组成,本实施例下行胶带机盘式制动器液压控制系统输出的油输入到盘式制动器的进油管16中。盘式制动器的制动力是由闸瓦15与制动盘12摩擦而产生的。因此调节闸瓦15对制动盘12的正压力可以改变制动力,而制动器的正压力N的大小决定于制动器进油管16进入的油压P与弹簧13的作用结果。下行胶带机正常工作时,下行胶带机盘式制动器液压控制系统通过进油管16输入的油压P达最大值,此时正压力N为0,并且闸瓦15和制动盘12间留有1-1.5mm的间隙,即制动器闸瓦15处于开闸状态。当下行胶带机需制动时,本实施例下行胶带机盘式制动器液压控制系统控制进入制动器进油管16的油压逐渐减小,使得对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,制动力矩随盘式制动器的进油管16压力增小而逐渐增大,直至最后停机,达到制动要求。
本实施例第一单向阀25出口通过阀门213连接压力表214,通过压力表214测量进入本实施例下行胶带机盘式制动器液压控制系统输出到盘式制动器的进油管的油压P。
本实施例中控制器为PLC。PLC在下行胶带机启动时读取变频器的电机运行电流,经过运算和判断,确定合适的制动器制动力矩控制数值,然后根据该制动器制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小,从而实时调节制动器进油管16的油压P,输出4~20ma的制动力矩控制信号给制动器,使制动器施加相应的摩擦制动力矩,用于抵消皮带机的下行拖动力矩,使下行胶带机电动机轴上的扭矩基本保持在零扭矩状态,此时电动机在启动和低速运行时,就相当于处于空载可靠启动状态,保证了下行胶带机设备的安全平稳启动运行。PLC在下行胶带机要停车时,本实施例中盘式制动器读取变频器的电机运行电流,经过运算和判断,确定合适的制动器制动力矩控制数值,然后根据该制动器制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小,使得蓄能器中油压随着第一比例阀开口调节逐渐变小,从而实时调节制动器进油管16的油压P,使得油压P逐渐变小,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机。本实施例中盘式制动器的制动力矩可通过PLC综合控制系统精确的控制,通过第一比例阀调节开闸的大小,来控制进油管油压P上升下降的时间和速度,以灵活控制制动盘闸瓦的制动力矩大小,最终达到下行胶带机在重荷条件下平稳可靠启动和停止的效果。
本实施例中第一调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调节通过的流量,定差减压阀则自动补偿负载变化的影响,使节流阀前后的压差为定值,消除了负载变化对流量的影响
本实施例中第一安全阀启闭件受外力作用下处于常闭状态,当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时,通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。
本实施例中还公开了一种上述下行胶带机盘式制动器液压控制系统实现的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,包括以下步骤:
开闸控制步骤:
S1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第一油泵电机运行以及第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
S2、制动油通过油泵、第一精滤油器和第一单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,通过第一安全阀和第一比例阀回油;
S3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小,盘式制动器进油管的油压P得到相应的调节,以使得盘式制动器获取到相应大小的制动力矩;本实施例中控制器根据下行胶带机电动机运行电流的大小计算出电动机作功的大小,根据电动机作功的大小,通过力矩计算方式、判断方式以及相应的压力调整计算方法计算得到制动器当前需要的制动力矩控制数值。
S4、蓄能器内油量根据第一比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
S11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
S22、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,蓄能器内的油通过第一比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第一比例阀的电流逐渐变小,即调节第一比例阀的开口逐渐变大;
S33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第一油泵电动机停止运行,实现制动。
下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤:
S111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第一换向阀失电换向复位,第一换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第一油泵电机处于停止运行状态;
S222、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第二油口分别与第一溢流阀和第一调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第一溢流阀所设定的压力;
S333、第一溢流阀阻止回油,通过第一调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机。
实施例2
如图4所示,本实施例公开了一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统,与实施例1中公开的下行胶带机盘式制动器液压控制系统相比,本实施例与实施例1的区别在于,本实施例下行胶带机盘式制动器液压控制系统还包括第二液压控制系统和第三换向阀212,所述第二液压控制系统包括第二粗滤油器31、第二油泵33、第二精滤油器34、第二单向阀35、第二换向阀36、第二安全阀311、第二比例阀39、第二溢流阀310和第二调速阀38;第二油泵33连接有第二油泵电动机32;
油箱215依次连接第二粗滤油器31、第二油泵33、第二精滤油器34和第二单向阀35,第三换向阀212包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第三换向阀212的工作状态与第二油口或者第三油口连通;第三换向阀212的第一油口连接盘式制动器的进油管,第二油口连接第一单向阀25的出口,第三油口连接第二单向阀35的出口;
第一单向阀25通过第三换向阀212的第一油口和第三油口的连通连接盘式制动器的进油管,第二单向阀35通过第三换向阀212的第二油口和第三油口的连通连接盘式制动器的进油管;
其中第二换向阀35包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第二换向阀的工作状态与第二油口或者第三油口连通;所述第二换向阀35的第一油口与蓄能器27连接,第二油口分别通过第二溢流阀310和第二调速阀38连接油箱215,第三油口通过第二比例阀39连接油箱;蓄能器27通过第二安全阀311连接油箱;所述第二比例阀39电连接控制器,通过控制器控制第二比例阀39的开口大小。
第二换向阀36为二位四通电磁换向阀,通过通电状态控制第二换向阀36的工作状态使得第二换向阀36的第一油口与第二油口或者第三油口连通。在本实施例中,当第二换向阀36通电时,第二换向阀36的第一油口和第三油口连通,此时蓄能器27通过第一油口和第三油口的连通连接第二比例阀39;当第二换向阀36断电时,第二换向阀36的第一油口和第二油口连通,此时蓄能器27通过第一油口和第二油口的连通分别连接第二调速阀38和第二溢流阀310。
本实施例第三换向阀212为手动的二位四通换向阀,通过手动控制第三换向阀212的工作状态使得第三换向阀212的第一油口与第二油口或者第三油口连通。当动作使得第三换向阀212的第一油口与第三油口连通,第二液压控制系统输出的油通过第三换向阀212的第一油口与第三油口后进入到盘式制动器的进油管。当动作使得第三换向阀212的第一油口与第三油口连通,第二液压控制系统输出的油通过第三换向阀212的第一油口与第三油口后进入到盘式制动器的进油管。
本实施例还公开了一种基于上述下行胶带机盘式制动器液压控制系统实现的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,具体如下:
当第一液压控制系统未出现故障时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第二油口始终连通;包括以下液压控制步骤:
开闸控制步骤:
X1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第一油泵电机运行以及第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
X2、制动油通过油泵、第一精滤油器和第一单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,通过第一安全阀和第一比例阀回油;
X3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小;
X4、蓄能器内油量根据第一比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
X11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
X22、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,蓄能器内的油通过第一比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第一比例阀的电流逐渐变小,即调节第一比例阀的开口逐渐变大;
X33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第一油泵电动机停止运行,实现制动。
下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤:
X111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第一换向阀失电换向复位,第一换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第一油泵电机处于停止运行状态;
X222、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第二油口分别与第一溢流阀和第一调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第一溢流阀所设定的压力;
X333、当蓄能器内油压迅速下降回到第一溢流阀所设定的压力时,第一溢流阀阻止回油,此时蓄能器通过第一调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机;
当第一液压控制系统出现故障时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第三油口始终连通;包括以下液压控制步骤:
开闸控制步骤:
Y1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第二油泵电机运行以及第二换向阀中第一油口和第三油口连通;
Y2、制动油通过油泵、第二精滤油器和第二单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第三油口与第二比例阀连通,通过第二安全阀和第二比例阀回油;
Y3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第二比例阀开口的大小;
Y4、蓄能器内油量根据第二比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
Y11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第二换向阀中第一油口和第三油口连通;
Y22、蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,蓄能器内的油通过第二比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第二比例阀的电流逐渐变小,即调节第二比例阀的开口逐渐变大;
Y33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第二油泵电动机停止运行,实现制动。
下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤:
Y111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第二换向阀失电换向复位,第二换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第二油泵电机处于停止运行状态;
Y222、蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第二油口分别与第二溢流阀和第二调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第二溢流阀所设定的压力;
Y333、第二溢流阀阻止回油,通过第二调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机。
本实施例的系统为双比例液压控制系统,以第一液压控制系统为主,第二液压控制系统为辅,当第一液压控制系统未出现故障能够正常工作时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第二油口始终连通,而第一油口和第三油口不导通,此时第一液压控制系统输出的油经过第三换向阀后进入到盘式制动器的进油管中,通过第一液压控制系统控制进油管的油压,从而达到开闸和抱闸的目的。当第二液压控制系统出现故障不能正常工作时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第三油口始终连通,而第一油口和第二油口不导通,此时第二液压控制系统输出的油经过第三换向阀后进入到盘式制动器的进油管中,通过第二液压控制系统控制进油管的油压,从而达到开闸和抱闸的目的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种下行胶带机盘式制动器液压控制系统,包括第一液压控制系统,所述第一液压控制系统包括依次连接的油箱、第一粗滤油器、第一油泵、第一精滤油器和第一单向阀,其中第一单向阀的出口分别连接蓄能器和盘式制动器的进油管,所述第一油泵连接有第一油泵电动机;其特征在于,所述第一液压控制系统还包括控制器、第一换向阀、第一安全阀、第一比例阀、第一溢流阀和第一调速阀;其中第一换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第一换向阀的工作状态与第二油口或者第三油口连通;所述第一换向阀的第一油口与蓄能器连接,第二油口分别通过第一溢流阀和第一调速阀连接油箱,第三油口通过第一比例阀连接油箱,蓄能器通过第一安全阀连接油箱;所述第一比例阀电连接控制器,通过控制器控制第一比例阀的开口大小。
2.根据权利要求1所述的下行胶带机盘式制动器液压控制系统,其特征在于,还包括第二液压控制系统和第三换向阀,所述第二液压控制系统包括第二粗滤油器、第二油泵、第二精滤油器、第二单向阀、第二换向阀、第二安全阀、第二比例阀、第二溢流阀和第二调速阀;所述第二油泵连接有第二油泵电动机;
油箱依次连接第二粗滤油器、第二油泵、第二精滤油器和第二单向阀,第三换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第三换向阀的工作状态与第二油口或者第三油口连通;第三换向阀的第一油口连接盘式制动器的进油管,第二油口连接第一单向阀的出口,第三油口连接第二单向阀的出口;第一单向阀通过第三换向阀的第一油口和第三油口的连通连接盘式制动器的进油管,第二单向阀通过第三换向阀的第二油口和第三油口的连通连接盘式制动器的进油管;
其中第二换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口,第一油口根据第二换向阀的工作状态与第二油口或者第三油口连通;所述第二换向阀的第一油口与蓄能器连接,第二油口分别通过第二溢流阀和第二调速阀连接油箱,第三油口通过第二比例阀连接油箱;蓄能器通过第二安全阀连接油箱;所述第二比例阀电连接控制器,通过控制器控制第二比例阀的开口大小。
3.根据权利要求1或2所述的下行胶带机盘式制动器液压控制系统,其特征在于,所述第一换向阀为二位四通电磁换向阀,通过通电状态控制第一换向阀的工作状态使得第一换向阀的第一油口与第二油口或者第三油口连通。
4.根据权利要求2所述的下行胶带机盘式制动器液压控制系统,其特征在于,所述第二换向阀为二位四通电磁换向阀,通过通电状态控制第二换向阀的工作状态使得第二换向阀的第一油口与第二油口或者第三油口连通。
5.根据权利要求2所述的下行胶带机盘式制动器液压控制系统,其特征在于,所述第三换向阀为手动的二位四通换向阀,通过手动控制第三换向阀的工作状态使得第三换向阀的第一油口与第二油口或者第三油口连通。
6.根据权利要求1或2所述的下行胶带机盘式制动器液压控制系统,其特征在于,所述第一单向阀出口通过阀门连接压力表;所述控制器为PLC。
7.一种基于权利要求1所述的下行胶带机盘式制动器液压控制系统实现的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
开闸控制步骤:
S1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第一油泵电机运行以及第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
S2、制动油通过油泵、第一精滤油器和第一单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,通过第一安全阀和第一比例阀回油;
S3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小;
S4、蓄能器内油量根据第一比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
S11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
S22、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,蓄能器内的油通过第一比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第一比例阀的电流逐渐变小,即调节第一比例阀的开口逐渐变大;
S33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第一油泵电动机停止运行,实现制动。
8.根据权利要求7所述的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,其特征在于,还包括下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤,具体如下:
S111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第一换向阀失电换向复位,第一换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第一油泵电机处于停止运行状态;
S222、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第二油口分别与第一溢流阀和第一调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第一溢流阀所设定的压力;
S333、第一溢流阀阻止回油,通过第一调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机。
9.一种基于根据权利要求2所述的下行胶带机盘式制动器液压控制系统实现的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,其特征在于:
当第一液压控制系统未出现故障时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第二油口始终连通;包括以下液压控制步骤:
开闸控制步骤:
X1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第一油泵电机运行以及第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
X2、制动油通过油泵、第一精滤油器和第一单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,通过第一安全阀和第一比例阀回油;
X3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第一比例阀开口的大小;
X4、蓄能器内油量根据第一比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
X11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第一换向阀中第一油口和第三油口连通;
X22、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第三油口与第一比例阀连通,蓄能器内的油通过第一比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第一比例阀的电流逐渐变小,即调节第一比例阀的开口逐渐变大;
X33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第一油泵电动机停止运行,实现制动;
当第一液压控制系统出现故障时,控制第二液压控制系统中第三换向阀的工作状态使得第一油口和第三油口始终连通;包括以下液压控制步骤:
开闸控制步骤:
Y1、当下行胶带机接收到开闸指令时,控制第二油泵电机运行以及第二换向阀中第一油口和第三油口连通;
Y2、制动油通过油泵、第二精滤油器和第二单向阀后进入到蓄能器和盘式制动器的进油管;蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第三油口与第二比例阀连通,通过第二安全阀和第二比例阀回油;
Y3、控制器在下行胶带机启动时读取下行胶带机电动机运行电流,经过运算和判断,确定制动器当前需要的制动力矩控制数值,并且控制器根据制动力矩控制数值调节第二比例阀开口的大小;
Y4、蓄能器内油量根据第二比例阀开口的大小得到调节,蓄能器内油量逐渐上升,盘式制动器进油管中的压力也随之提升,从而逐渐撑开对制动盘产生制动力矩的闸瓦,使得制动力矩随盘式制动器的工作压力增大而减小,当下行胶带机正常运转时,盘式制动器进油管的压力达到最大,无制动力矩;
抱闸控制步骤:
Y11、当下行胶带机接收到停车指令时,控制第二换向阀中第一油口和第三油口连通;
Y22、蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第三油口与第二比例阀连通,蓄能器内的油通过第二比例阀和第一安全阀回流至油箱;控制器控制第二比例阀的电流逐渐变小,即调节第二比例阀的开口逐渐变大;
Y33、蓄能器内油量逐渐下降,盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至盘式制动器抱阀完毕,控制第二油泵电动机停止运行,实现制动。
10.根据权利要求9所述的下行胶带机盘式制动器液压控制方法,其特征在于,当第一液压控制系统未出现故障时;液压控制步骤还包括下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤,具体如下:
X111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第一换向阀失电换向复位,第一换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第一油泵电机处于停止运行状态;
X222、蓄能器通过第一换向阀中第一油口和第二油口分别与第一溢流阀和第一调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第一溢流阀所设定的压力;
X333、第一溢流阀阻止回油,通过第一调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机;
当第一液压控制系统出现故障时,液压控制步骤还包括下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然断电时控制步骤,具体如下:
Y111、当下行胶带机盘式制动器液压控制系统突然停电时,第二换向阀失电换向复位,第二换向阀中第一油口和第二油口连通;同时第二油泵电机处于停止运行状态;
Y222、蓄能器通过第二换向阀中第一油口和第二油口分别与第二溢流阀和第二调速阀连通;蓄能器内油压迅速下降回到第二溢流阀所设定的压力;
Y333、第二溢流阀阻止回油,通过第二调速阀回油,蓄能器内油压下降,同时盘式制动器进油管中的压力也随之下降,对制动盘产生制动力矩的闸瓦的支撑力下降,此时制动力矩随盘式制动器的工作压力增小而逐渐增大,直至最后停机。
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