斜巷人車液壓抱軌制動系統設計

孫健，　相恒進，　朱軍

(徐州工程學院 機電工程學院， 江蘇 徐州　221111)

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斜巷人車液壓抱軌制動系統設計

孫健，相恒進，朱軍

(徐州工程學院 機電工程學院， 江蘇 徐州221111)

摘要：針對現有斜巷人車的運輸安全問題，設計了一種新型斜巷人車液壓抱軌制動系統。該系統采用高精度閥進行速度檢測、放大并選擇，進而驅動制動器實現制動；通過自動測速裝置同步缸自主抱軌制動，制動精度高，能夠有效提高斜巷運輸制動的可靠性，降低事故率。

關鍵詞：斜巷人車； 液壓抱軌制動； 超速保護； 緊急制動

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20151231.1600.017.html

Design of hydraulic rail-holding braking system for inclined roadway man car

SUN Jian，XIANG Hengjin,ZHU Jun

(Mechanical and Electronic Department, Xuzhou Institute of Technology，Xuzhou 221111, China)

Abstract：For transportation safety problem of existing inclined roadway man car, a new type of hydraulic rail-holding braking system was designed. The system uses high precision valve for speed detection, amplification and selection, and then the drive brake achieves brake; it uses synchronous cylinder of automatic velocity measuring device to autonomously hold rail and brake, has high brake precision, and can effectively improve reliability of inclined roadway transportation braking and reduce accident rate.

[WTHZ]Key words[WTBZ]:inclined roadway man car; hydraulic rail-holding braking; over-speed protection; emergency brake

0引言

斜巷人車的安全運輸在煤礦生產運輸中占有十分重要的地位，直接影響著礦井生產的安全和效率[1]。斜巷軌道車輛通常采用鋼絲繩牽引，以此來適應大坡度的運輸，這些車輛都需要超速保護或斷繩保護[2]。為解決斜巷軌道車輛超速保護或斷繩保護問題，本文設計了一種新型斜巷人車液壓抱軌制動系統，以提高斜巷運輸制動安全[3-5]。

1斜巷人車液壓抱軌制動系統設計

1.1系統工作原理

圖1液壓抱軌制動系統

1-液壓橋； 2-雙向定量泵； 3.1-溢流閥； 3.2-背壓閥； 4-流量控制閥； 5-順序閥； 6-球閥； 7-單向閥； 8-壓力表； 9-濾油器；

10-液壓泵； 11-三位四通換向閥； 12-分流集流閥； 13-液壓缸； 14-蓄能器； 15-閘閥； 16-液控單向閥

斜巷人車液壓抱軌制動系統由信號檢測控制回路、執行回路、制動回路及輔助元件組成，如圖1所示。為保證在雙向運行中，該系統能夠正常使用，采用雙向定量泵和液壓橋。雙向定量泵由安裝在人車上的取速輪直接驅動。液壓泵的排油量與礦車的速度成正比，則經過流量控制閥的流量與礦車的速度成正比。管路中的流量決定于流量控制閥的調定值，機車運行前，需對流量控制閥進行調節，以保證機車在超速時，剛好達到開啟順序閥的壓力。如果管路中流量小于流量控制閥的調定值，則管路中無壓力；如果管路中流量大于流量控制閥的調定值，則管路中壓力迅速上升，此時壓力作用于液壓油釋放回路，液壓油驅動液壓缸使制動器工作制動[6]。

1.2系統實施過程

執行回路實施抱軌制動，并接受信號檢測控制回路的控制，執行回路與信號檢測控制回路通過管路A相連接。

1.2.1信號檢測回路

信號檢測回路包括液壓橋、雙向定量泵、溢流閥、流量控制閥、球閥6.1、壓力表8.1、順序閥、單向閥、球閥6.3、球閥6.2、壓力表8.2及濾油器9.1、9.2。液壓泵為雙向泵，液壓橋由4個單向閥組成，其作用是使雙向液壓泵無論正反轉都能輸出液壓油。當流量控制閥調定完畢后，如果液壓泵輸出流量小于流量控制閥調定值，則壓力表8.1讀數為0，管道油液通過流量控制閥流回油箱；如果液壓泵輸出流量大于流量控制閥調定值，則流量控制閥只流出調定流量，此時油路壓力急劇上升，使順序閥打開，進而控制液控式三位四通換向閥，使制動器制動[7]。

1.2.2執行回路

執行回路由液壓泵、背壓閥及三位四通換向閥組成。當人車超速時，油路壓力急劇上升,使順序閥打開，油壓驅動電液式換向閥換到左位，來自液壓泵的壓力油通過換向閥左位進入液壓缸進油腔，推出活塞桿，驅動制動裝置抱軌，摩擦片與軌道接觸，實現人車制動。制動成功后，取速輪停止驅動，順序閥關閉，換向閥恢復到中位，換向閥A、B油口封閉，液壓缸鎖緊不動。由于滑閥的泄露，液壓缸鎖緊精度不高，此時蓄能器進行補油保壓，以保證液壓缸壓力穩定，使制動器保持良好的制動狀態。退出制動狀態時，電液換向閥換右位得電，制動器液壓油通過右位，經過單向調速閥進入液壓缸右腔，活塞桿退回，抱軌裝置松開[8]。

1.2.3制動回路

制動回路由分流集流閥、液控單向閥及4個液壓缸構成。4個液壓缸組成2對制動器，制動力作用于車軌。分流集流閥控制2個液壓缸的流進或流出的流量，可使2個液壓缸在承受不同負載時仍能實現同步。回路中的液控單向閥用于防止活塞停止時因2個缸負載不同而通過分流閥的內節流孔竄油。

1.2.4輔助元件

輔助元件主要包括濾油器、蓄能器、油箱及各油管等[9]。在車輛行駛前應對蓄能器進行調試，并對蓄能器進行蓄能[10]。蓄能器工作壓力為3.5~30 MPa，容量為0.6~200 L，溫度為-10~+65 ℃。蓄能器根據制動器壓力選擇工作容積，蓄能器的工作過程遵守波義爾定律，即

(1)

由式(1)可得

(3)

式中：p0為供油前充氣壓力；V0為蓄能器的總容積；n表示多變指數；pmax為最高工作壓力；Vmax為最高壓力時的氣體容積；p為工作壓力；V為壓力為p時的氣體容積；C為常數。

V-Vmax為蓄能器有效工作排量，令V-Vmax=ΔV，則對于等溫過程，蓄能器總容積為

(4)

對于絕熱過程，當n=1.4時，蓄能器總容積為

(5)

利用式(4)、式(5)計算蓄能器總容積時，需確定p0,p,pmax和ΔV的數值。

2系統優點

(1) 系統采用自動測速裝置對礦車的速度進行在線測量，對突發情況更容易掌控，從而提高了安全性能。

(2) 系統采用同步缸同步抱軌制動，制動力穩定且精度高，制動性能更可靠，安裝調試方便，便于井下維修。

(3) 系統具有自動制動和人工制動2種制動方式，滿足《煤礦安全規程》的要求，人工制動由電磁換向閥控制，制動更方便，操作更簡單。

3結語

斜巷人車液壓抱軌制動系統采用高精度的液壓閥對礦車的速度信號進行檢測、放大并選擇，進而驅動制動器，以完成驅動制動工作，可在線檢測礦車速度，性能更穩定可靠,且易于調試維護。此外，系統還具有自動制動和人工制動2種制動方式，以面對應急局勢。

參考文獻：

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[9]姜世文,姜漢武,李進喜.車輛自動液壓制動系統:中國,200810243979.X[P].2008-10-24.

[10]張元越.液壓與氣壓傳動[M].成都:西南交通大學出版社,2014.

孫健，相恒進，朱軍.斜巷人車液壓抱軌制動系統設計[J].工礦自動化，2016,42(1)：57-59.

中圖分類號：TD55

文獻標志碼：B網絡出版時間：2015-12-31 16:00

文章編號：1671-251X(2016)01-0057-03DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2016.01.017