基于不同核心调压元件的恒减速制动液压系统设计及研究
发布时间：2021-12-19 10:23
液压制动作为矿井提升机安全运行的重要环节,是提升机正常运行和提升机出现故障后能够实现安全可靠停车的重要保障。恒减速制动液压系统在矿井中应用愈加广泛,与国外的制动性能优良、价格昂贵的恒减速制动系统相比较,国内恒减速制动系统安全可靠性仍需要提高。因此改进设计国内恒减速液压制动系统,提高制动系统稳定性与可靠性,对保障矿井生产安全具有重要意义。本文针对现有恒减速制动系统存在的缺陷,采纳独立工作、互不干扰的设计理念,基于比例溢流阀和比例方向阀两种核心调压元件,改进设计不同核心元件下的恒减速制动液压系统。首先,本文深入分析典型恒减速制动液压系统的工作原理及技术缺陷,归纳各安全制动子回路的失效机理,并根据最新煤矿安全规程要求,针对失效机理,设计提高制动系统可靠性的改进方案。其次,根据改进方案设计恒减速制动液压系统。通过四阀混联冗余方式,规避并联冗余方式的失效缺陷;通过截断设计,实现安全制动回路间独立工作互不影响;通过安全回油路设计,弥补以比例方向阀为核心元件的恒减速制动回路失效缺陷;通过设计减压阀和溢流阀共同调定蓄能器压力,有效缩短主油路油压建立时间。然后将各个制动子回路有机连接,分别设计以比例溢流...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２二级制动油压变化曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｏｉｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ?ｂｒａｋｉｎｇ??
??????得的减速度数值过大或过小，容易造成矿井危险；在副井提升中，即使同对上提??重物过程或下放重物过程而言，每次提升容器内的载荷也是不一样的，所以会出??现一种制动力对应不间的提升或下放负载，就会产生多个减速度。??ｐ??Ｐｌ?—?＾Ｔ＼??＼??＼???Ｉ??＼?，??ｔ??图１－２二级制动油压变化曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｏｉｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ?ｂｒａｋｉｎｇ??解决上述问题的最好办法就是采用恒减速制动技术，恒减速制动系统根据反??馈计算蹲来的减速度值与设定减速度进行计算，得到减速度偏差值，对制动油压??进行实时调整，以恒定的减速度为控制目标，使系统以償定的减速度数值制动，??恒减速制动减速度变化曲线如图１－３所示，在提升过程中减速度并不受外界负载??变化的影响［６＿＇另外，恒减速制动还能显著地减小安全制动对机械设备和罐笼??内人员的冲击，是一种较为理想的控制方式。恒减速制动系统运用了闭环控制技??术，能够实时改变系统所需要的制动油压，解决了恒力矩制动系统的制动油??旦：设定．，制动过程中无法改变的问题。??图１－３恒减速制动减速度变化曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｐｅｅｄ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｂｒａｋｉｎｇ??目前，我国国内煤矿提升系统制动方式大多依然采用恒力矩制动方式，原囡??如下：??（１）国内．采用的恒減速制动系统多为中信重Ｚｆｉ研发制造的ｔｌｉ減速制动控制??系统，由于恒减速制动系统中液压元件多采用进口元件，若想实现恒减速制动需??要更换整套提升系统，价格昂贵，并且原恒力矩制动系统闲置，容易
?硕士学位论文???波动较大，制动力矩突变发生，极易造成重大安全事故。??图１－４Ｅ１２８型液压站??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｐｏｗｅｒ?ｓｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｙｐｅ?Ｅ１２８??随着＇国内恒减速技术愈渐成熟，中信重工研发制造的大型提升机新型智能闸??控系统己经在各大矿井中成功运行。该系统运用恒值闭环恒减速控制策略，包含??恒减速控制、恒力矩控制、故障监控等多方面的功能，可在各种工况下对提升机??进行安全、可靠、平稳的恒减速制动。为保证提升机正常工作，液压站一式两套：??一套工作，一套备用；制动器为盘形闸。当矿井提升机发生安全故障时，液压制??动系统立即投入安全制动，恒减速液压制动系统首先启动恒减速制动方式，若恒??减速制动方式失效，制动系统立即切换至二级制动＿路或是备用：ｔａ减速制动回路。??在ＰＬＣ的程序编制上，由压力继电器传来的压力鲁号构成对各种运行状况下的??判断，计算和输出最佳的开闸和施闸状态，完成儀号的分析处理和输出［１？１２１。??虽然＿内恒减速技术逐渐成熟，相比于国外技术来说，还存在大量的问题有??待解决，比如液压元件密封性差、控制系统实时性低、控制精度不足、制动回路??存在潜在的失效风险等。随着煤矿对安全性、可靠性和实时性要求的提髙，国内??提升机恒减速制动系统仍需进一步改进［１３］。因此，为了解决国内恒减速技术存在??的主要问题，国内高校许多研究学者从各方面做了太量的研究。??马衍颂［１４］等设计了基于ＰＬＣ的矿用提升机电液制动系统，以实现恒减速紧??急制动方式为主，采用ＰＬＣ对提升机的各种运行状况作出判断，并采用冗佘设??计方法，保证在不同Ｉ况下能够实现对
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井提升机恒减速制动系统的优化设计[J]. 于畅. 机械研究与应用. 2019(06)
[2]矿井提升机液压制动系统的改进分析[J]. 高燕京. 中国石油和化工标准与质量. 2019(24)
[3]基于PID控制的矿井提升机制动策略[J]. 连晗,王伟,崔蕾. 煤矿机械. 2019(11)
[4]基于改进粒子群算法的伺服系统多参数整定研究[J]. 田峰,林荣文,武迪. 电气技术. 2019(09)
[5]电液压力伺服阀故障分析研究[J]. 王利宁,王林,董玉忠. 液压气动与密封. 2019(09)
[6]蓄能器主要参数对液压激振台系统影响的仿真与试验研究[J]. 李明杰,武志斐,徐光钊. 液压与气动. 2019(09)
[7]交流伺服系统分数阶PID改进型自抗扰控制[J]. 王荣林,陆宝春,侯润民,高强,张唯,朱云,戴炼. 中国机械工程. 2019(16)
[8]矿井提升机恒减速制动优化系统Simulink-AMESim联合仿真[J]. 刘任豪,邓世建,蔺志佳. 煤矿机械. 2019(05)
[9]调压阀液压系统状态监测与故障诊断技术研究[J]. 麻军德,章萌. 机床与液压. 2019(02)
[10]基于粒子群算法的PID控制器参数优化[J]. 杜美君,张伟,谢亚莲. 电子科技. 2019(06)
硕士论文
[1]电液伺服/比例阀磨损失效模型的研究[D]. 孙宇航.太原理工大学 2019
[2]矿井提升机恒力矩恒减速转换装置电液控制系统研究[D]. 田素智.中国矿业大学 2019
[3]矿井提升机液压制动系统双通道恒减速控制策略研究[D]. 时彬彬.中国矿业大学 2018
[4]矿用提升机全数字软硬件冗余恒减速制动系统研究[D]. 麻慧君.太原理工大学 2013
[5]步进梁液压系统的PLC控制及其在线监测[D]. 罗国超.武汉科技大学 2004
本文编号：3544250
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２二级制动油压变化曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｏｉｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ?ｂｒａｋｉｎｇ??
??????得的减速度数值过大或过小，容易造成矿井危险；在副井提升中，即使同对上提??重物过程或下放重物过程而言，每次提升容器内的载荷也是不一样的，所以会出??现一种制动力对应不间的提升或下放负载，就会产生多个减速度。??ｐ??Ｐｌ?—?＾Ｔ＼??＼??＼???Ｉ??＼?，??ｔ??图１－２二级制动油压变化曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｏｉｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ?ｂｒａｋｉｎｇ??解决上述问题的最好办法就是采用恒减速制动技术，恒减速制动系统根据反??馈计算蹲来的减速度值与设定减速度进行计算，得到减速度偏差值，对制动油压??进行实时调整，以恒定的减速度为控制目标，使系统以償定的减速度数值制动，??恒减速制动减速度变化曲线如图１－３所示，在提升过程中减速度并不受外界负载??变化的影响［６＿＇另外，恒减速制动还能显著地减小安全制动对机械设备和罐笼??内人员的冲击，是一种较为理想的控制方式。恒减速制动系统运用了闭环控制技??术，能够实时改变系统所需要的制动油压，解决了恒力矩制动系统的制动油??旦：设定．，制动过程中无法改变的问题。??图１－３恒减速制动减速度变化曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｐｅｅｄ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｂｒａｋｉｎｇ??目前，我国国内煤矿提升系统制动方式大多依然采用恒力矩制动方式，原囡??如下：??（１）国内．采用的恒減速制动系统多为中信重Ｚｆｉ研发制造的ｔｌｉ減速制动控制??系统，由于恒减速制动系统中液压元件多采用进口元件，若想实现恒减速制动需??要更换整套提升系统，价格昂贵，并且原恒力矩制动系统闲置，容易
?硕士学位论文???波动较大，制动力矩突变发生，极易造成重大安全事故。??图１－４Ｅ１２８型液压站??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｐｏｗｅｒ?ｓｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｙｐｅ?Ｅ１２８??随着＇国内恒减速技术愈渐成熟，中信重工研发制造的大型提升机新型智能闸??控系统己经在各大矿井中成功运行。该系统运用恒值闭环恒减速控制策略，包含??恒减速控制、恒力矩控制、故障监控等多方面的功能，可在各种工况下对提升机??进行安全、可靠、平稳的恒减速制动。为保证提升机正常工作，液压站一式两套：??一套工作，一套备用；制动器为盘形闸。当矿井提升机发生安全故障时，液压制??动系统立即投入安全制动，恒减速液压制动系统首先启动恒减速制动方式，若恒??减速制动方式失效，制动系统立即切换至二级制动＿路或是备用：ｔａ减速制动回路。??在ＰＬＣ的程序编制上，由压力继电器传来的压力鲁号构成对各种运行状况下的??判断，计算和输出最佳的开闸和施闸状态，完成儀号的分析处理和输出［１？１２１。??虽然＿内恒减速技术逐渐成熟，相比于国外技术来说，还存在大量的问题有??待解决，比如液压元件密封性差、控制系统实时性低、控制精度不足、制动回路??存在潜在的失效风险等。随着煤矿对安全性、可靠性和实时性要求的提髙，国内??提升机恒减速制动系统仍需进一步改进［１３］。因此，为了解决国内恒减速技术存在??的主要问题，国内高校许多研究学者从各方面做了太量的研究。??马衍颂［１４］等设计了基于ＰＬＣ的矿用提升机电液制动系统，以实现恒减速紧??急制动方式为主，采用ＰＬＣ对提升机的各种运行状况作出判断，并采用冗佘设??计方法，保证在不同Ｉ况下能够实现对
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井提升机恒减速制动系统的优化设计[J]. 于畅. 机械研究与应用. 2019(06)
[2]矿井提升机液压制动系统的改进分析[J]. 高燕京. 中国石油和化工标准与质量. 2019(24)
[3]基于PID控制的矿井提升机制动策略[J]. 连晗,王伟,崔蕾. 煤矿机械. 2019(11)
[4]基于改进粒子群算法的伺服系统多参数整定研究[J]. 田峰,林荣文,武迪. 电气技术. 2019(09)
[5]电液压力伺服阀故障分析研究[J]. 王利宁,王林,董玉忠. 液压气动与密封. 2019(09)
[6]蓄能器主要参数对液压激振台系统影响的仿真与试验研究[J]. 李明杰,武志斐,徐光钊. 液压与气动. 2019(09)
[7]交流伺服系统分数阶PID改进型自抗扰控制[J]. 王荣林,陆宝春,侯润民,高强,张唯,朱云,戴炼. 中国机械工程. 2019(16)
[8]矿井提升机恒减速制动优化系统Simulink-AMESim联合仿真[J]. 刘任豪,邓世建,蔺志佳. 煤矿机械. 2019(05)
[9]调压阀液压系统状态监测与故障诊断技术研究[J]. 麻军德,章萌. 机床与液压. 2019(02)
[10]基于粒子群算法的PID控制器参数优化[J]. 杜美君,张伟,谢亚莲. 电子科技. 2019(06)
硕士论文
[1]电液伺服/比例阀磨损失效模型的研究[D]. 孙宇航.太原理工大学 2019
[2]矿井提升机恒力矩恒减速转换装置电液控制系统研究[D]. 田素智.中国矿业大学 2019
[3]矿井提升机液压制动系统双通道恒减速控制策略研究[D]. 时彬彬.中国矿业大学 2018
[4]矿用提升机全数字软硬件冗余恒减速制动系统研究[D]. 麻慧君.太原理工大学 2013
[5]步进梁液压系统的PLC控制及其在线监测[D]. 罗国超.武汉科技大学 2004
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