CN111439695B - 一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统及控制方法，包括正常松闸、工作制动和安全制动状态时对工作闸的控制。正常松闸和工作制动时，通过控制制动手柄调整工作闸控制板输入端的给定电压，工作闸控制板将得到的手柄给定电压信号通过功放后由输出端输出至液压站比例溢流阀，从而实现对比例溢流阀的系统残压和系统最大压力的调节，完成工作闸的控制。系统实施安全制动时，在井中根据本次运行工况为上提还是下放对液压站比例溢流阀信号进行控制，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现井中变力矩制动，当提升容器继续行进至接近井口时，比例溢流阀控制信号为零，系统回油，实施一级制动。本发明通过对提升机实施变力矩的安全制动，能有效提高提升机制动的平稳性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及液压制动控制领域，具体地说是一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统及控制方法。
背景技术
液压制动系统是矿井提升机的关键配套设备，是矿井提升机安全运行的根本保证，随着矿山开采技术不断进步，矿井提升机不断向大型、高效方向发展。由于提升载荷大，速度快，工况复杂，对制动系统要求也越来越高。恒力矩二级制动方式控制的液压制动系统，在不同工况下制动减速度变化大，制动过程不平稳，因此，安全制动过程中钢丝绳容易出现打滑现象，降低了设备的安全性能和使用寿命，很难满足设备对安全制动的要求。变力矩液压制动控制装置可以很好地解决恒力矩安全制动系统存在的问题。通过可变力矩控制方式，实现力矩预设，满足上提、下放不同工况，井中安全制动时施加不同的制动力矩，从而提高制动平稳性和安全性，提高钢丝绳防滑极限，对提高矿山咽喉设备的安全可靠性，提高生产效率具有重要意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统及控制方法，目的是为提升机液压站变力矩制动的实施提供保障。
本发明采用的技术方案是：一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统，该系统包括：制动手柄（1）、工作闸控制板（2）、控制板输入端（201）、控制板输出端（202）、液压站（3）、比例溢流阀（301）、断电延时继电器常开触点（4），二级制动解除继电器常闭触点（5）、安全继电器常闭触点（6）、电位器一（7）、电位器二（8）、提升继电器常开触点（9）、下放继电器常开触点（10）、工作闸控制继电器常开触点（11）、安全继电器常开触点（12）和电位器三（13）。
该控制系统的连接方法是：所述制动手柄（1）连接工作闸控制板（2）的控制板输入端（201），控制板输出端（202）的一端经工作闸控制继电器常开触点（11）和安全继电器常开触点（12）与液压站（3）的比例溢流阀（301）的一端相连，工作闸控制板（2）的控制板输出端（202）的另一端接电源负极（公共端）M-，并经电位器三（13）连接至液压站（3）的比例溢流阀（301）的另一端。电源正极M+连接断电延时继电器常开触点（4）的一端，断电延时继电器常开触点（4）的另一端与二级制动解除继电器常闭触点（5）、安全继电器常闭触点（6）、电位器一（7）和提升继电器常开触点（9）依次串联后连接到比例溢流阀（301）的一端。电位器二（8）与下放继电器常开触点（10）串联，然后与电位器一（7）和提升继电器常开触点（9）并联在一起。
在提升机系统中，盘形制动器通过蝶形弹簧进行蓄能，当需要打开盘形制动器时，通过增加油缸压力，油缸平行移动，压缩蝶形弹簧，使盘形制动器打开。当油压降低或消失时，盘形制动器依靠蝶形弹簧的弹性势能，使得制动盘与卷筒密贴，形成制动力矩，实现制动。液压站（3）可以为盘形制动器提供不同油压的油源，从而改变盘形制动器的制动力矩，实现提升机不同状态的制动。油压的变化，是由比例溢流阀（301）来调节的。
在提升机发生事故时完成安全制动，属于紧急制动，安全制动分为二级制动和一级制动。二级制动是在发生紧急情况时，制动力矩分两次施加在闸盘上，即逐步将制动力矩施加在闸盘上。一级制动就是将制动力矩一次施加在闸盘上，相对二级制动而言也称为二级制动解除。一级制动时，由于制动力矩是一次施加在闸盘上，必然对系统有冲击。因而，在提升机的速度已经降下来，即提升机已经接近井口时才采用一级制动。提升机正常运行需工作制动时，采用一级制动。
正常松闸和工作制动时，通过控制液压站（3）比例溢流阀（301）电流信号的大小，从而实现对系统残压和系统最大压力的调节，完成工作闸的控制。提升机遇到紧急情况，需实施安全制动时，根据提升机本次运行工况为上提还是下放对液压站（3）比例溢流阀（301）的电流信号进行控制，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现提升机在井中变力矩制动，当提升机继续行进至接近井口时，比例溢流阀（301）控制信号为零，系统回油，实施一级制动。
基于上述提升机变力矩液压站工作闸控制系统，提出了一种提升机变力矩液压站工作闸的控制方法，该控制方法包括：正常松闸、工作制动和安全制动三种不同工作状态的控制方法。
方法一：正常松闸时，推动制动手柄（1）使工作闸控制板（2）的控制板输入端（201）的给定电压由零逐渐增至最大，工作闸控制板（2）将得到的给定电压信号通过功放后由控制板输出端（202）输出相应电流信号至液压站（3）的比例溢流阀（301），从而实现比例溢流阀（301）由系统残压到系统最大压力的调节，完成盘形制动器开闸。
方法二：工作制动时，拉动制动手柄（1）使工作闸控制板（2）的控制板输入端（201）的给定电压由最大逐渐减至零，工作闸控制板（2）将得到的给定电压信号通过功放后由控制板输出端（202）输出相应电流信号至液压站（3）的比例溢流阀（301），从而实现对比例溢流阀（301）由系统最大压力到系统残压的调节，完成盘形制动器合闸。
方法三：安全制动时，根据提升机本次运行工况为上提还是下放对液压站（3）的比例溢流阀（301）信号进行控制，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现井中变力矩制动。当提升机继续行进至接近井口时，比例溢流阀（301）控制信号为零，系统回油，实施一级制动。
本发明的有益效果是：该提升机变力矩液压站工作闸控制系统和控制方法为提升机安全实施制动提供了保障。通过对变力矩制动的控制，实现力矩预设，满足上提、下放不同工况。井中安全制动时施加不同的制动力矩，从而提高提升机制动的平稳性和安全性，提高钢丝绳防滑极限，对提高矿山咽喉设备的安全可靠性、提高生产效率具有重要意义。
附图说明
图1为提升机变力矩液压站工作闸控制系统组成示意图。
图2为提升机井中运行时变力矩制动油压变化曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统，该系统包括：制动手柄（1）、工作闸控制板（2）、控制板输入端（201）、控制板输出端（202）、液压站（3）、比例溢流阀（301）、断电延时继电器常开触点（4），二级制动解除继电器常闭触点（5）、安全继电器常闭触点（6）、电位器一（7）、电位器二（8）、提升继电器常开触点（9）、下放继电器常开触点（10）、工作闸控制继电器常开触点（11）、安全继电器常开触点（12）和电位器三（13）。
该控制系统的连接方法是：所述制动手柄（1）两个输出端连接工作闸控制板（2）的控制板输入端（201），控制板输出端（202）的一端与工作闸控制继电器常开触点（11）和安全继电器常开触点（12）串联后，与液压站（3）的比例溢流阀（301）的一端相连，工作闸控制板（2）的控制板输出端（202）的另一端接电源负极（公共端）M-，并经电位器三（13）连接至液压站（3）的比例溢流阀（301）的另一端。电源正极M+连接断电延时继电器常开触点（4）的一端，断电延时继电器常开触点（4）的另一端与二级制动解除继电器常闭触点（5）、安全继电器常闭触点（6）、电位器一（7）和提升继电器常开触点（9）依次串联后连接到比例溢流阀（301）的一端。电位器二（8）与下放继电器常开触点（10）串联，然后与电位器一（7）和提升继电器常开触点（9）并联在一起。
正常松闸和工作制动时，通过控制液压站（3）的比例溢流阀（301）电流信号的大小，来实现对系统残压和系统最大压力的调节，完成对工作闸的控制。系统实施安全制动时，根据提升机本次运行工况为上提还是下放对液压站（3）的比例溢流阀（301）的电流信号进行控制，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现提升机在矿井中变力矩制动，当提升机继续行进至接近井口时，比例溢流阀（301）控制信号为零，系统回油，实施一级制动。
基于上述提升机变力矩液压站工作闸控制系统，提出了一种提升机变力矩液压站工作闸的控制方法，该控制方法包括：正常松闸、工作制动和安全制动三种不同工作状态的控制方法。
方法一：正常松闸时，提升机运行准备条件就绪后，安全继电器线圈得电，安全继电器常闭触点（6）断开，安全继电器常开触点（12）闭合，同时断电延时继电器线圈得电，断电延时继电器常开触点（4）闭合，使得工作闸控制继电器线圈得电，工作闸控制继电器常开触点（11）闭合，控制液压站（3）的控制回路接通。此时，推动制动手柄（1）使工作闸控制板（2）的控制板输入端（201）的给定电压由零逐渐增至最大，工作闸控制板（2）将得到的给定电压信号通过功放后由控制板输出端（202）输出相应电流信号至液压站（3）的比例溢流阀（301），从而实现对比例溢流阀（301）的系统残压到系统最大压力的调节，完成盘形制动器开闸。
方法二：工作制动时，提升机无外部故障，安全继电器线圈保持得电状态，从而安全继电器常闭触点（6）处于断开状态，安全继电器常开触点（12）处于闭合状态，断电延时继电器线圈保持得电状态，断电延时继电器常开触点（4）处于闭合状态，工作闸控制继电器线圈保持得电状态，工作闸控制继电器常开触点（11）闭合。此时，拉动制动手柄（1）使工作闸控制板（2）的控制板输入端（201）的给定电压由最大逐渐减至零，工作闸控制板（2）将得到的给定电压信号通过功放后由控制板输出端（202）输出相应电流信号至液压站（3）的比例溢流阀（301），从而实现对比例溢流阀（301）的系统最大压力到系统残压的调节，完成盘形制动器制动合闸。
方法三：安全制动，即紧急制动时，有外部故障发生，使安全继电器线圈失电，安全继电器常闭触点（6）恢复闭合状态，安全继电器常开触点（12）恢复断开状态。此时提升机处于矿井中，实施二级制动。使断电延时继电器线圈失电，使二级制动解除继电器线圈保持失电状态；因此，二级制动解除继电器常闭触点（5）保持闭合。当断电延时继电器未达到时间要求时，断电延时断电器常开触点（4）仍为闭合状态。
此时，若提升机处于提升状态，使提升继电器线圈得电，提升继电器常开触点（9）闭合，通过调整电位器一（7）和电位器三（13）的阻值大小，对液压站（3）的比例溢流阀（301）进行电流值的给定，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现提升机在矿井中提升工况时变力矩制动。
若提升机处于下放状态，使下放继电器线圈得电，下放继电器常开触点（10）闭合，通过调整电位器二（8）和电位器三（13）的阻值大小，对液压站（3）的比例溢流阀（301）进行电流值的给定，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现提升机在矿井中下放工况时变力矩制动。
当断电延时继电器到达延时时间时，断电延时继电器常开触点（4）恢复常开状态，使二级制动解除继电器线圈得电，二级制动解除继电器常闭触点（5）断开。此时二级制动控制回路均为断开状态，比例溢流阀（301）输入信号为零，系统回油，实施一级制动。制动结束后，使各继电器线圈断电，各继电器恢复初始状态。
如图2所示，提升机正常运行时，系统以压力Pmax运行，在t1时刻，系统实施变力矩紧急制动。
若为上提工况，比例溢流阀（301）的控制信号由Imax降为I1值，即压力由Pmax迅速降到P1值，即图中由A点降到B1点，然后由蓄能器维持该压力值不变，待t2时刻即零速点动作后，比例溢流阀（301）控制信号为零，实施一级制动。
上提工况油压曲线为：A→B1→C1→D；若为下放工况，比例溢流阀（301）的控制信号由Imax降为I2值，即压力由Pmax迅速降到P2值，即图中由A点到B2点，然后由蓄能器维持该压力值不变，待t2时刻即零速点动作后，比例溢流阀（301）控制信号为零，实施一级制动。
下放工况时，油压曲线为：A→B2→C2→D。
本发明并不限于具体实施方式所述的实施例，只要是本领域技术人员根据本发明方案得出的其他实施方式，同样属于本发明的技术创新及保护的范围。
Claims (2)
1.一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统，其特征在于：该系统包括：制动手柄（1）、工作闸控制板（2）、控制板输入端（201）、控制板输出端（202）、液压站（3）、比例溢流阀（301）、断电延时继电器常开触点（4）、二级制动解除继电器常闭触点（5）、安全继电器常闭触点（6）、电位器一（7）、电位器二（8）、提升继电器常开触点（9）、下放继电器常开触点（10）、工作闸控制继电器常开触点（11）、安全继电器常开触点（12）和电位器三（13）；所述制动手柄（1）两个输出端连接工作闸控制板（2）的控制板输入端（201），控制板输出端（202）的一端与工作闸控制继电器常开触点（11）和安全继电器常开触点（12）串联后，与液压站（3）的比例溢流阀（301）的一端相连，工作闸控制板（2）的控制板输出端（202）的另一端接电源负极M-，M-为公共端，并经电位器三（13）连接至液压站（3）的比例溢流阀（301）的另一端；电源正极M+连接断电延时继电器常开触点（4）的一端，断电延时继电器常开触点（4）的另一端与二级制动解除继电器常闭触点（5）、安全继电器常闭触点（6）、电位器一（7）和提升继电器常开触点（9）依次串联后连接到比例溢流阀（301）的一端；电位器二（8）与下放继电器常开触点（10）串联，然后与电位器一（7）和提升继电器常开触点（9）并联在一起。
2.基于权利要求1所述一种提升机变力矩液压站工作闸控制系统，提出了一种提升机变力矩液压站工作闸的控制方法，其特征在于：该控制方法包括：正常松闸、工作制动和安全制动三种不同工作状态下的控制方法；方法一：正常松闸时，提升机运行准备条件就绪后，安全继电器线圈得电，安全继电器常闭触点（6）断开，安全继电器常开触点（12）闭合，同时断电延时继电器线圈得电，断电延时继电器常开触点（4）闭合，使得工作闸控制继电器线圈得电，工作闸控制继电器常开触点（11）闭合，控制液压站（3）的控制回路接通；此时，推动制动手柄（1）使工作闸控制板（2）的控制板输入端（201）的给定电压由零逐渐增至最大，工作闸控制板（2）将得到的给定电压信号通过功放后由控制板输出端（202）输出相应电流信号至液压站（3）的比例溢流阀（301），从而实现对比例溢流阀（301）的系统残压到系统最大压力的调节，完成盘形制动器开闸；方法二：工作制动时，提升机无外部故障，安全继电器线圈保持得电状态，从而安全继电器常闭触点（6）处于断开状态，安全继电器常开触点（12）处于闭合状态，断电延时继电器线圈保持得电状态，断电延时继电器常开触点（4）处于闭合状态，工作闸控制继电器线圈保持得电状态，工作闸控制继电器常开触点（11）闭合；此时，拉动制动手柄（1）使工作闸控制板（2）的控制板输入端（201）的给定电压由最大逐渐减至零，工作闸控制板（2）将得到的给定电压信号通过功放后由控制板输出端（202）输出相应电流信号至液压站（3）的比例溢流阀（301），从而实现对比例溢流阀（301）的系统最大压力到系统残压的调节，完成盘形制动器制动合闸；方法三：安全制动，即紧急制动时，使安全继电器线圈失电，安全继电器常闭触点（6）恢复闭合状态，安全继电器常开触点（12）恢复断开状态；此时提升机处于矿井中，实施二级制动；使断电延时继电器线圈失电，使二级制动解除继电器线圈保持失电状态；因此，二级制动解除继电器常闭触点（5）保持闭合，当断电延时继电器未达到时间要求时，断电延时继电器常开触点（4）仍为闭合状态；此时，若提升机处于提升状态，使提升继电器线圈得电，提升继电器常开触点（9）闭合，通过调整电位器一（7）和电位器三（13）的阻值大小，对液压站（3）的比例溢流阀（301）进行电流值的给定，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现提升机在矿井中提升工况时变力矩制动；若提升机处于下放状态，使下放继电器线圈得电，下放继电器常开触点（10）闭合，通过调整电位器二（8）和电位器三（13）的阻值大小，对液压站（3）的比例溢流阀（301）进行电流值的给定，从而调整供给盘形制动器的压力油油压，实现提升机在矿井中下放工况时变力矩制动；当断电延时继电器到达延时时间时，断电延时继电器常开触点（4）恢复常开状态，使二级制动解除继电器线圈得电，二级制动解除继电器常闭触点（5）断开；此时二级制动控制回路均为断开状态，比例溢流阀（301）输入信号为零，系统回油，实施一级制动；制动结束后，使各继电器线圈断电，各继电器恢复初始状态。
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