CN109335471B - 带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统 - Google Patents

带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，包括与液压马达连接的液压站和与驱动电机连接的PLC控制器，液压站包括油箱、动力油路和电液换向阀，动力油路一端连接电液换向阀另一端连接油箱，电液换向阀的两个出油口连接液压马达，电液换向阀的两个出油口之间连接有梭阀一，梭阀一的中间油口连接有梭阀二，梭阀二的中间油口连接液压制动器的制动油缸，梭阀二另一油口连接有齿轮泵，齿轮泵连接有制动电机，制动电机连接有变频控制器，变频控制器连接PLC控制器。本发明解决双机驱动功率不平衡的问题；液压系统可以自动调整输出扭矩和转速,保证各驱动单元的出力和转速完全相同；可以进行有效制动。液压系统可吸收部分冲击载荷。

Description

带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统
技术领域
本发明属于带式输送机技术领域，具体涉及一种带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统。
背景技术
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、驱动装置等组成。胶带输送机的牵引力是通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递的，通过驱动装置驱动传动滚筒，驱动装置实际上是一种能量转换装置，根据能量可能进行的转换方式分为好多种。所谓的双模式驱动即：驱动电机驱动一个滚筒，液压马达驱动另一个滚筒。液压马达上设有液压制动器，简单的说就是一个电动驱动加一个液压驱动,目前的双模式驱动装置的液压控制系统只是单独的驱动液压马达运动，使得目前的双驱动装置的双机驱动存在功率不平衡，并且有效制动效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，解决目前的双驱动装置的液压系统只提供驱动力，不能解决双机驱动存在功率不平衡和制动效果差的问题。
本发明带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，包括与液压马达连接的液压站和与驱动电机连接的PLC控制器，液压站包括油箱、动力油路和电液换向阀，动力油路一端连接电液换向阀另一端连接油箱，电液换向阀的两个出油口连接液压马达，电液换向阀的两个出油口之间连接有梭阀一，梭阀一的中间油口连接有梭阀二，梭阀二的中间油口连接液压制动器的制动油缸，梭阀二另一油口连接有齿轮泵，齿轮泵通过联轴器连接有制动电机，制动电机连接有变频控制器，变频控制器连接PLC控制器，液压马达输出轴上连接有转速传感器一，驱动电机上连接有转速传感器二，动力油路出油口处连接压力传感器和流量传感器，PLC控制器连接驱动电机、电液换向阀、转速传感器一、转速传感器二、压力传感器、动力油路中的动力部件和流量传感器。
所述液压马达的两个油口处连接有液压锁，液压锁的两个进油口分别连接电液换向阀的两个出油口。
所述梭阀二与齿轮泵之间连接有单向阀二和精过滤器，单向阀二出油口处连接有溢流阀，溢流阀另一端连接油箱。
所述梭阀二另一端连接有手动换向阀，手动换向阀的进油口连接有单向阀三，单向阀三的进油口连接有手动泵，手动泵连接油箱。
所述油箱内设置有液温计和空气过滤器。
所述动力油路设置有两个，且两个动力油路均与电液换向阀的进油口连接，动力油路包括双联油泵，双联油泵连接有油箱，双联油泵通过联轴器连接有主动电机，双联油泵每个齿轮油泵的出油口均连接有单向阀一和电磁溢流阀，每个所述电磁溢流阀均设置在单向阀一的前端，当两泵有一个泵卸荷时，由于单向阀一的设置，工作泵的油液不会进入到卸荷泵里面，此时工作泵压力为系统压力，而对应卸荷油路压力表显示应该为零，单向阀一另一端连接电液换向阀，电磁溢流阀另一端连接油箱，PLC控制器连接电磁溢流阀和主动电机，压力传感器和流量传感器连接在单向阀一的出口端，单向阀一的出口端还连接有蓄能器。
所述齿轮泵与油箱之间、双联油泵与油箱之间均设置有吸油过滤器。
每个所述电磁溢流阀的进油口处和溢流阀的进油口处均设置有压力表。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、解决双机多机驱动功率不平衡的问题。
2、液压系统可以自动调整输出扭矩和转速,保证各驱动单元的出力和转速完全相同。
3、可以进行有效制动。
4、液压系统可吸收部分冲击载荷。
5、液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。
附图说明
图1为本发明的液压原理图；
图中：1、油箱，2、压力表，3、双联油泵，4、单向阀一，5、压力传感器，6、流量传感器，7、电液换向阀，8、梭阀一，9、液压锁，10、液压马达，11、液压驱动滚筒，12、输送带，13、电机驱动滚筒，14、转速传感器一，15、制动油缸，16、梭阀二，17、溢流阀，18、单向阀二，19、精过滤器，20、齿轮泵，21、手动换向阀，22、单向阀三，23、手动泵，24、变频控制器，25、吸油过滤器，26、电磁溢流阀。
具体实施方式
下面对照附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，包括与液压马达10连接的液压站和与驱动电机连接的PLC控制器，液压马达10连接液压驱动滚筒11，液压站包括油箱1、动力油路和电液换向阀7，动力油路一端连接电液换向阀7另一端连接油箱1，电液换向阀7的两个出油口连接液压马达10，电液换向阀7的两个出油口之间连接有梭阀一8，梭阀一8的中间油口连接有梭阀二16，梭阀二16的中间油口连接液压制动器的制动油缸15，梭阀二16另一油口连接有齿轮泵20，齿轮泵20通过联轴器连接有制动电机，制动电机连接有变频控制器24，变频控制器24连接PLC控制器，液压马达10输出轴上连接有转速传感器一14，驱动电机连接有转速传感器二，转速传感器二安装在电机驱动滚筒13上，驱动电机连接电机驱动滚筒13，动力油路出油口处连接压力传感器5和流量传感器6，PLC控制器连接驱动电机、电液换向阀7、转速传感器一14、转速传感器二、压力传感器5、动力油路中的动力部件和流量传感器6。
液压马达10的两个油口处连接有液压锁9，液压锁9的两个进油口分别连接电液换向阀7的两个出油口。
梭阀二16与齿轮泵20之间连接有单向阀二18和精过滤器19，单向阀二18出油口处连接有溢流阀17，溢流阀17另一端连接油箱1。
梭阀二16另一端连接有手动换向阀21，手动换向阀21的进油口连接有单向阀三22，单向阀三22的进油口连接有手动泵23，手动泵23连接油箱1。
油箱1内设置有液温计和空气过滤器。
动力油路设置有两个，且两个动力油路均与电液换向阀7的进油口连接，动力油路包括双联油泵3，双联油泵3连接有油箱1，双联油泵3通过联轴器连接有主动电机，双联油泵3每个齿轮油泵的出油口均连接有单向阀一4和电磁溢流阀26，每个所述电磁溢流阀26均设置在单向阀一4的前端，当双联油泵3有一个泵卸荷时，由于单向阀一4的设置，工作泵的油液不会进入到卸荷泵里面，此时工作泵压力为系统压力，而对应卸荷油路压力表显示应该为零，单向阀一4另一端连接电液换向阀7，电磁溢流阀26另一端连接油箱1，PLC控制器连接电磁溢流阀26和主动电机，压力传感器5和流量传感器6连接在单向阀一4的出口端，单向阀一4的出口端还连接有蓄能器。
齿轮泵20与油箱1之间、双联油泵3与油箱1之间均设置有吸油过滤器25。
每个电磁溢流阀26的进油口处和溢流阀17的进油口处均设置有压力表2。
输送带12安装时缠绕在电机驱动滚筒13和液压驱动滚筒11上，并且通过改向滚筒进行改向，然后通过张紧滚筒进行张进，使输送带12在传动滚筒分离处具有一定的初张力。
正常情况：PLC控制器控制其中一个主动电机通过联轴器带动双联油泵3顺时针旋转，经吸油过滤器25吸油，通过电磁溢流阀26调压后，再经过单向阀一4，进入电液换向阀7的左位，此时左边电磁铁得电，一小部分液压油从左位进入梭阀一8再通过梭阀二16的左位进入制动油缸15，使液压制动器开闸，同时另一部分液压油通过液压锁9进入液压马达10，液压马达10带动液压驱动滚筒11旋转，至此设备起动过程完成，在此过程中系统会通过压力传感器5、流量传感器6、转速传感器一14和转速传感器二采集相关信息及时给PLC控制器反馈，形成闭环控制，控制双机驱动功率平衡。并且在液压马达10正常运转后PLC控制器控制与电机驱动滚筒13连接的驱动电机再起动，驱动电机一般为双电机形式，启动时可以先启动一个电机，等系统稳定后再启动另一个电机，配合液压马达10减小驱动电机的启动电流，防止跳电。
刚开始工作时，双联油泵3中其中一个齿轮油泵中的油压通过电磁溢流阀26卸荷，通过转速传感器一和转速传感器二采集反馈的相关信息，PLC控制器对两信息对比，如果发现液压驱动滚筒11转速较慢，存在被驱动电机拖动的现象，PLC控制器及时控制另一个卸荷的电磁溢流阀26，此时双联油泵3的双泵同时供油提高液压马达转速，达到双机平衡运转。
按照煤矿要求的一用一备的设计理念，主动电机和双联油泵3均设有两套，双联油泵3互为备用，也可以同时使用。该双联油泵3前泵与后泵排量可以也可以不一致。
特殊情况：与电机驱动滚筒13连接的驱动电机可以单独驱动整个皮带机，或不想使用液压驱动模式时，只需要通过变频控制器24给制动电机通电，通过联轴器一带动小排量的齿轮泵20顺时针旋转吸油，经过精过滤器19，单向阀二18，梭阀二16的右位进入制动油缸15，使液压制动器开闸，此时液压马达10没有液压油进入，与液压马达10连接的液压驱动滚筒11空转。如果转速传感器一14检测到转速超过警戒值，PLC控制器接收信号，可以通过变频控制器24降低制动电机的工作频率，间接的降低进入制动油缸15的控制油压，达到缓慢制动的目的，通过转速传感器一14反馈皮带机运行速度在可控范围之内后，再通过变频控制器24提高制动电机的工作频率。
还可以使用手动泵23，手动换向阀21进行手动开闸。
制动过程：当液压驱动充当可控制动的时候，只需改变控制双联油泵3的流量即可，可以让其中一个泵卸荷，达到有效制动的目的，类似于，前轮转的快，后轮转的慢，前轮拖拉后轮旋转。
综上所述，本发明解决双机驱动功率不平衡的问题；液压系统可以自动调整输出扭矩和转速,保证各驱动单元的出力和转速完全相同；可以进行有效制动。液压系统可吸收部分冲击载荷。可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：包括与液压马达(10)连接的液压站和与驱动电机连接的PLC控制器，液压站包括油箱(1)、动力油路和电液换向阀(7)，动力油路一端连接电液换向阀(7)另一端连接油箱(1)，电液换向阀(7)的两个出油口连接液压马达(10)，电液换向阀(7)的两个出油口之间连接有梭阀一(8)，梭阀一(8)的中间油口连接有梭阀二(16)，梭阀二(16)的中间油口连接液压制动器的制动油缸(15)，梭阀二(16)另一油口连接有齿轮泵(20)，齿轮泵(20)通过联轴器连接有制动电机，制动电机连接有变频控制器(24)，变频控制器(24)连接PLC控制器，液压马达(10)输出轴上连接有转速传感器一(14)，驱动电机上连接有转速传感器二，动力油路出油口处连接压力传感器(5)和流量传感器(6)，PLC控制器连接驱动电机、电液换向阀(7)、转速传感器一(14)、转速传感器二、压力传感器(5)、动力油路中的动力部件和流量传感器(6)。
2.根据权利要求1所述的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：所述液压马达(10)的两个油口处连接有液压锁(9)，液压锁(9)的两个进油口分别连接电液换向阀(7)的两个出油口。
3.根据权利要求1所述的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：所述梭阀二(16)与齿轮泵(20)之间连接有单向阀二(18)和精过滤器(19)，单向阀二(18)出油口处连接有溢流阀(17)，溢流阀(17)另一端连接油箱(1)。
4.根据权利要求3所述的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：所述梭阀二(16)另一端连接有手动换向阀(21)，手动换向阀(21)的进油口连接有单向阀三(22)，单向阀三(22)的进油口连接有手动泵(23)，手动泵(23)连接油箱(1)。
5.根据权利要求1所述的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：所述油箱(1)内设置有液温计和空气过滤器。
6.根据权利要求3所述的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：所述动力油路设置有两个，且两个动力油路均与电液换向阀(7)的进油口连接，动力油路包括双联油泵(3)，双联油泵(3)连接有油箱(1)，双联油泵(3)通过联轴器连接有主动电机，双联油泵(3)每个齿轮油泵的出油口均连接有单向阀一(4)和电磁溢流阀(26)，每个所述电磁溢流阀(26)均设置在单向阀一(4)的前端，单向阀一(4)另一端连接电液换向阀(7)，电磁溢流阀(26)另一端连接油箱(1)，PLC控制器连接电磁溢流阀(26)和主动电机，压力传感器(5)和流量传感器(6)连接在单向阀一(4)的出口端，单向阀一(4)的出口端还连接有蓄能器。
7.根据权利要求6所述的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：所述齿轮泵(20)与油箱(1)之间、双联油泵(3)与油箱(1)之间均设置有吸油过滤器(25)。
8.根据权利要求6所述的带式输送机双模式驱动的可制动液压控制系统，其特征在于：每个所述电磁溢流阀(26)的进油口处和溢流阀(17)的进油口处均设置有压力表(2)。
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