提升機液壓制動系統在變頻電控中的改進應用

【摘 要】主要論述了舊式提升機制動系統的現狀及怎樣對其改進并應用于變頻電控中，對制動系統改造內容和方法進行分析和探討，提出了相關處理方案。詳細說明了改進后的制動系統的工作原理及故障處理，為保障提升機安全運行提供了技術支持。

【關鍵詞】提升機；制動系統；液壓；制動器；變頻電控；安全運行

0.前言

制動系統是提升機的重要的安全和控制部件，直接關系著提升機設備的安全運行。目前，許多老礦仍然采用前蘇聯制造的舊式提升機，該機的制動系統采用油壓角移式制動器系統，油壓蓄壓器、三通閥、四通閥及制動油缸等不能與電氣控制聯鎖，提升機變頻電控改造就遇到很大困難。為確保提升安全生產和匹配于變頻電控系統，有必要對舊式制動系統進行技術改進。

1.改進設計

目前，該機的制動系統采用油壓角移式制動器，在對提升機的制動器更換選型過程中，因盤式制動器是近年來應用較多的一種新型制動器，它以其獨特的優點及良好的安全性能被廣大用戶認可，所以將角移式制動器更換為盤式制動器，特別是在結合了液壓系統和PLC 控制之后，液壓系統和PLC 超強的控制性能為盤式制動器的應用提供了巨大的工作平臺。不過，我礦更換盤式制動器的條件還不具備，更換盤式制動器將是我們下一階段的工作任務。現在制動仍用角移式制動器，液壓系統采用盤式制動器的液壓站對制動系統改造。

油壓蓄壓器最高油壓為0.7MPa，而盤式制動器液壓站的最高油壓為6.5MPa，要使用新液壓站，原油缸不滿足液壓站的參數要求，必須更換油缸。新油缸的設計參數如下：

F=P×A=P′×A′， 取新液壓站的工作壓力P′為4MPa。

0.7×πR2=4×πR′2，R′2=0.7×0.0752/4。

求得缸徑R′=31.4mm，查油缸設計手冊取直徑D=63mm，行程取300mm；同時規程要求安全制動抱閘時間不得超過0.5秒，所以新油缸的回油時間不得超過0.5秒，為保證這一時間必須使用液壓站的A、B兩路油管同時供油又同時回油，回油是靠重錘的下落來回油的。

2.工作原理

新液壓站可以無級調節供給角移式制動器油缸的液壓油，比例溢流閥輸入電流為0-350mA，以獲得不同的制動力矩；在任何事故狀態下，可以使制動器的油壓值迅速降為零，使制動器達到安全制動狀態。

2.1液壓站的結構原理（如圖一）

本液壓站是由兩套完全一樣的工作制動部分和一套安全制動部分（未用）組成，一套工作，另一套備用。這兩套均由電機3、油泵4、紙質過濾器5電液調壓閥6等部件組成。安全制動部分由電磁閥G3a、G3b（交流）、G4、G5（直流），溢流閥8、減壓閥9、蓄能器12等部件組成。其系統原理如圖一：

本液壓站可以實現提升絞車的工作制動，安全制動，工作制動原理如下：

本液壓站可以為角移式制動器提供不同油壓的油源，從而改變角移式制動器的制動力矩，實現絞車的工作制動。油壓的變化，是由工作制動部分的電液比例溢流閥6來控制的。當安全制動部分的電磁閥G3a、G3b、G4（直流）通電時，壓力油通過A管、B管進入角移式制動器的油缸。提升機司機通過控制電液比例溢流閥電流的大小，來控制油壓的變化，從而達到了調節制動力矩的目的。電液比例溢流閥原理見圖二，電液比例溢流閥的作用有兩個：

（1）根據提升絞車的實際工作負荷，確定最大使用油壓值Pmax，該油壓是通過手柄9來調定的。

（2）通過改變銜鐵里線圈2控制電流的大小，實現系統油壓的可調性。

由圖二可知壓力油由K處分兩路，一路去溢流閥的C腔，另一路經濾芯14，節流塞13到G腔和溢流閥的D腔，D腔和C腔不相通，因溢流閥的滑閥12的阻尼孔被堵住。當銜鐵里的動線圈2控制電流增加時，推桿3帶動錐閥4同時向左移動，使噴頭里噴出的油量減少，C腔壓力增加，K處的油壓同時也升高（即系統油壓升高），滑閥12處在新的平衡位置。反之，當銜鐵里的動線圈2控制電流減少，推桿3帶動錐閥4同時向右移動，滑閥12上移，K處的油壓下降（即系統油壓下降）。當動線圈2控制電流最大，推桿3帶動錐閥4向左的力大于噴頭處向右的液動力，使錐閥4蓋住噴頭孔，這時K處的油壓最高。等于高壓保護閥的調定壓力Pmax，當銜鐵里的動線圈控制電流為0時，油壓等于殘壓。這就是工作制動的工作原理。

2.2調試

（1）工作制動部分的調試：安全制動部分電磁閥G3a、G3b不能通電，做如下調整：

1）擰松調壓閥手柄9，啟動油泵電機后，將控制閘的電流送到使用值，此時觀察油壓表的讀數，若油壓達不到使用壓力值，可以順時針旋轉調壓閥的手柄9，使其油壓值上升到使用值。

2）調整最小殘壓值。使電液調壓閥線圈電流為零，改變調整螺母旋轉位置，殘壓小于規定值即可。

3）有規律地改變電流的大小，可以得到油壓有規律的變化，并將其電流—油壓值的對應關系記下來，且作出對應的曲線，即電流—油壓的特性曲線。如圖：

當油壓剛達到Px時的電流IX即為實際使用的電流值（IX小于或等于350mA，不一定非得調到350mA）。根據此IX調整電控裝置，使操縱臺控制手柄在全行程范圍移動時的電流在10-IX間變化。同時還應在這一工作中觀察油壓波動情況，跟隨性、重復性、有無較大噪音等，在這些特性均能滿足使用要求的條件下，則可進行另一套工作制動的調試，調試過程同上。

4）各電磁閥接線時應嚴格按照液壓站的電控原理圖接線，并注意各閥的銘牌，2不能把交流閥和直流閥接錯，以免燒毀電磁鐵。

（2）聯鎖要求：

1）產生安全制動時，電磁閥G3a、G3b應斷電，電液調壓閥的線圈也應斷電，電磁閥G4斷電、G5通電。當提升容器運行到井口時，電磁閥應全斷電。

2）解除安全制動時，電液調壓閥的線圈電流為零時，允許電磁閥G3a、G3b通電。

3）油泵電機在司機控制臺上，必須有單獨停啟開關，在正常工作時，該電機一直運轉。

4）由于長期使用，紙質濾油器有可能堵塞，油泵油壓會升高到一定數值，壓力控制器20（見圖一）動作，切斷油泵電機的電源，使油泵停轉。

5）溫度控制器19（見圖一）上限觸點閉合后不必按安全制動處理，可繼續運行完一次提升，但第二次提升時主電機不能通電。

2.3故障處理

液壓站在調試和使用過程中，可能出現一些故障，現將處理方法介紹如下：

（1）油泵部分出現的故障可參考有關資料。

（2）油泵運轉正常，調壓閥線圈電流最大但油壓不上，或在正常提升時，油壓突然降為零。其原因是圖二中的節流塞孔被堵所造成的，將其贓物取出即可恢復正常。

（3）油泵運轉正常，調壓閥線圈電流為零時，油壓上升到松閘狀態，而油壓不可調整。其原因是噴頭被贓物堵住，將臟物取出即可。

（4）工作油壓正常，但松不開閘或者只松開一部分閘，其原因是電磁閥G3a、G3b所需電壓過低或過高，將線圈燒壞所致，檢查電器線路及電磁閥線圈情況，及時處理即可。

（5）油泵運轉正常，調壓閥線圈電流已達到350mA時，油壓值達不到使用值。其原因可能是錐閥4與噴頭5間隙過大，用調整螺母6進行調整即可恢復正常。

3.結語

經檢測校驗表明，采用液壓站控制角移式制動器是完全可以實現的，能夠實現松閘快速平穩，抱閘迅速制動時間不超過0.5秒，制動力矩符合提升機安全規程。液壓站占地面積小，使用維護方便，液壓操作信號與變頻電控相聯鎖，提高了提升機安全運行性能。這套制動系統的改進是下一步更換盤式制動器的一個過渡設計，它的成功運行為下一步改造積累了經驗。運用現代安全技術，改進提升設備性能，為提升系統的安全運行提供了技術保障，同時也是今后我們技術人員關注的一個課題。 [科]

【參考文獻】

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