CN1415509A - 液压调速软制动器 - Google Patents

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Abstract

一种液压调速型软制动器，属液压调速型制动装置，主要用于下运带式输送机的制动，也可用于辅助启动或过载保护。其目的是制动平稳、不需冷却器具且能很好解决高压大流量液压回路的调速和压力冲击问题。本发明由液压系统和电控系统组成。液压系统包括有刹车泵和液压泵站，液压泵站包括有手动换向阀、电磁溢流阀、比例节流阀、定差减压阀、精过滤器、粗过滤器、旁通阀、油箱、压力表、截止阀、传感器。传感器包括有流量传感器和转速传感器，分别与电控系统连接；电磁溢流阀包括有先导式溢流阀和电磁换向阀，用于系统的卸荷和压力控制；先导式溢流阀卸荷口与电磁换向阀相连。

Description

液压调速软制动器
所属技术领域
本发明涉及一种液压调速型制动装置。尤其适合与下运胶带机等须被制动的机械系统配套使用。
背景技术
一些倾角较大的下运带式输送机，由于物料的重力产生的下滑力，大大地超过了运行阻力，使驱动电机在发电状态下运行，停机制动时，下滑力全部作用在制动装置上，易导致制动装置失灵产生飞车，造成跑煤、伤人、断带、电机转子被甩坏等事故。针对这一情况，国内外已经研制了许多的制动装置，使用较为普遍、且使用效果也较好的制动装置之一是液压调速制动器，但其主要的不足有三个：一是用调速阀来进行制动力的调节，目前国内的调速阀最高使用压力为28Mpa，而高压力大流量液压系统一般应达到35Mpa的耐压，所以必须在系统中加入基压阀，基压阀分配4～5Mpa的压力后，调速阀才能正常工作。结果不管在制动工况或是非制动工况，基压阀一直是带压工作，导致发热，从而使整个液压系统发热，不能正常工作。二是采用预先设定的制动规律来进行制动调速，控制部分简单，没有采用反馈信号，液压系统所产生的制动力矩不能与胶带机实际工况所需的制动力矩相一致，属于开环控制。三是液压制动系统一般采用开式系统，开式系统最容易受到周围环境的影响，油液污染后，经常导致整个系统(特别是重要阀件)不能正常工作。
发明内容
本发明的目的就是克服上述现有技术的不足，提供一种制动平稳、不需冷却器，且能很好解决高压大流量液压回路的调速和压力冲击问题的液压调速软制动器。
本发明采用比例节流阀进行制动调速，同时用减压阀来保证比例节流阀进出口的压差稳定。通过调节比例节流阀开口大小来进行制动调速。在非制动工况下，液压调速软制动器系统中所有元件压力均为零压，从而避免了系统的发热问题。本发明采用比例、积分、微分控制规则(PID)进行控制，可编程序控制器(PLC)把检测到的反馈信号用PID规则进行数据计算、比较，根据比较结果来调节比例节流阀的开口大小，使制动力矩与负载所须的制动力矩一致，达到平稳制动的目的，属于闭环控制系统。本发明液压制动系统也是开式系统，但采用气囊式油箱，气囊上表面与空气接触，下表面与油箱油面接触，既保证油面上有一个大气压的压力，又可将油液与空气完全隔离开，有效地解决了水份和粉尘对液压油的污染，保证了整个系统正常可靠的工作。
本发明由液压系统和电控系统组成。液压系统包括有刹车泵和液压泵站，液压泵站包括有手动换向阀、电磁溢流阀、比例节流阀、定差减压阀、精过滤器、粗过滤器、旁通阀、油箱、压力表、截止阀、传感器。传感器包括有流量传感器和转速传感器，分别与电控系统连接；电磁溢流阀包括有先导式溢流阀和电磁换向阀，用于系统的卸荷和压力控制；先导式溢流阀卸荷口与电磁换向阀相连。电控系统包括有可编程序控制器(PLC)、数字模拟量转换器(D/A转换器)、信号放大器。PLC输出的数字信号经过D/A转换器转换成与该数字量成比例的电压或电流信号，并经过信号放大器放大后，控制电液比例节流阀的开启量。
本发明主要适用于下运带式输送机的制动，也可用于辅助启动或过载保护。本发明的流量传感器和转速传感器可以反馈瞬时流量信号和泵轴转速信号，在启动过程中，根据传感器的电信号控制比例节流阀口的开启，系统压力降低，胶带在物料重力作用下加速向下运行，当带速趋于额定值时电机启动，直到输送机稳定运行时，电磁换向阀得电，比例节流阀失电，液压系统卸荷。需要制动时，电机断电，同时电磁换向阀失电，比例节流阀得电，通过流量传感器与转速传感器的电信号控制比例节流阀阀口缓慢关闭，系统压力逐步达到溢流阀的调定值，使电机转速逐渐降低，然后机械制动闸抱闸。若进行紧急制动，电磁换向阀和比例节流阀同时失电，系统压力迅速达到溢流阀的调定值，输送机被紧急制动。
当下运带式输送机制动时，采用本装置，并按照载荷大小，通过控制电液比例调速阀，自动调整制动力矩，实现平稳迅速的制动。启动时，采用本装置可控制下运带在物料重力驱动下的自滑加速过程，当胶带速度接近额定值时再投入电机，同时控制液压系统卸荷空转。本发明主要用于下运带式输送机的制动，也可用于辅助启动或过载保护。本发明结构紧凑、布局合理，制动平稳，不需冷却器具就能很好的解决高压大流量液压回路的调速和压力冲击问题。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明液压系统原理图；
图2为本发明的安装布置示意图。
图中：1、油箱，2、截止阀，3、粗过滤器，4、转速传感器，5、电机，6、刹车泵，7、电磁换向阀，8、先导式溢流阀，9、手动换向阀，10、11、压力表，12、精过滤器，13、旁通阀，14、定差减压阀，15、比例节流阀，16、放大器，17、D/A转换器，18、可编程序控制器，19、流量传感器，20、胶带输送机驱动滚筒，21、减速器，22、23、24、联轴器，25、主控制系统，26、电控系统，27、高压回油管，28、低压进油管，29、液压泵站，30、轴承座，31、胶带。
具体实施方式：
液压调速软制动器是一个子系统，必须与被制动系统(主系统)配合使用。主系统的电机5经联轴器22与胶带机的减速器21相连，减速器21的输出轴直接驱动输送机驱动滚筒20。刹车泵6吸油口和排油口分别与液压泵站29相连。手动换向阀9、先导式溢流阀8、电磁换向阀7、比例节流阀15、定差减压阀14、精过滤器12、粗过滤器3、旁通阀13、油箱1、压力表10、11、截止阀2、流量传感器19、转速传感器4均设置在液压泵站29中。刹车泵6通过联轴器23与胶带机的减速器21高速轴相连，使主系统带动软制动器进行制动工作。刹车泵6及电机5同转速，并对称布置在减速器21两侧。流量传感器19、转速传感器4、及电磁换向阀7和比例节流阀15分别与电控系统连接。电控系统通过信号线与主控制系统25相连。主系统给子系统发出启动或停车命令，子系统返回允许命令或执行停车制动命令，并按PID控制准则，实时对胶带输送机进行启动、制动和正常工作的控制。
在油箱1上设置了一个可将油液与空气完全隔离开的气囊，气囊上表面与空气接触，下表面与油箱油面接触。有效地解决了水份和粉尘对液压油的污染，保证了整个系统正常可靠的工作。

Claims (3)

1、一种液压调速型软制动器，其特征是由液压系统和电控系统组成；液压系统包括有刹车泵和液压泵站，液压泵站包括有手动换向阀、电磁溢流阀、比例节流阀、定差减压阀、精过滤器、粗过滤器、旁通阀、油箱、压力表、截止阀、传感器；传感器包括有流量传感器和转速传感器，分别与电控系统连接；电磁溢流阀包括有先导式溢流阀和电磁换向阀，先导式溢流阀卸荷口与电磁换向阀相连；电控系统包括有可编程序控制器(PLC)、数字模拟量转换器(D/A转换器)、信号放大器；PLC输出的数字信号经过D/A转换器转换成与该数字量成比例的电压或电流信号，并经过信号放大器放大后，控制电液比例节流阀的开启量。
2、如权利要求1所述的液压调速软制动器，其特征是主系统的电机经联轴器与减速器相连，减速器的输出轴直接驱动输送机驱动滚筒；刹车泵吸油口和排油口分别与液压泵站相连；刹车泵通过联轴器与胶带机的减速器高速轴相连，刹车泵及电机同转速，并对称布置在减速器两侧；传感器及电磁换向阀和比例节流阀分别与电控系统连接；电控系统通过信号线与主控制系统相连。
3、如权利要求1或2所述的液压调速软制动器，其特征是在油箱上设置了一个可将油液与空气完全隔离开的气囊，气囊上表面与空气接触，下表面与油箱油面接触。
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