对自动排绳液压绞车装置的设计

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1、第6期(总第130期)机械管理开发2叭2年l2月No．6(SUMNo．130)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTDec．20l2自动排绳液压绞车装置的设计庞晓旭，寇子明(太原理工大学机械工程学院矿山机电液研究中心，山西省矿山流体控制l丁程技术研究中心，山西太原030024)摘要：介绍了一种集牵引、制动和排绳机构于一体的液压绞车，绞车的速度可以实时的根据载荷的变化而进行调整，且绞车的速度和排绳的速度也可以用液压控制系统进行实时的协调，从而保证绞车在牵引过程中避免乱绳、咬绳和断绳的情况，提高煤矿的安全生产效率。关键词：液压绞车；排绳机构：速度协同中图分

2、类号：TD534~．1文献标识码：A文章编号：1003—773X(2012)06—0012—030引言整，且绞车的速度和排绳的速度也可以用液压控制系绞车是煤矿辅助运输的重要设备之一，其运行效统进行实时的协调，从而保证绞车在牵引过程中避免率的高低对煤矿的高效率生产有很重要的作用。而在乱绳、咬绳和断绳的情况，提高了煤矿的安全生产效煤矿井下的巷道起伏变化不定，且有的巷道具有0。～率。其组成示意图，如图1所示。25。的坡度，这就给绞车的牵引运输带来了很大的挑图2表示了自动排绳液压绞车的液压控制原理战。巷道地面的起伏变化和巷道坡度的存在会引起载图。该液压控制系统由绞车速度控制部分和排绳速度荷

3、的变化，从而使钢丝绳所承受的载荷也随之发生变控制部分组成。化，这就很可能造成钢丝绳松紧冲击，进而造成钢丝绳的乱绳、咬绳，甚至断绳，从而引起伤亡事故。目前大多绞车都采用电机和减速器进行驱动，但是该种绞车不具有排绳机构。虽然可以根据载荷的变化采用变频器进行调速，但是由于其采用较多的纯机械传动，其反映时间较长，不能很好地解决绞车速度的调整。有排绳机构的绞车其排绳和夹绳的装置主要是光杆排绳器。需要专门配备电机带动光杆旋转，排绳器在光杆上左右移动完成排绳工作。但其原理决定了机构造价较高，同时排绳是通过摩擦来实现，容易出现打滑，导致排绳不均匀现象，一般不用于排绳力很大的场合”1。通过检索国内外

4、排绳绞车的研究状况可知，研究1一电机；2-溢流；3-手动换向阀；4一梭阀；5一平衡阎；6-绞车马达；7一具有排绳、压绳、自动刹车及制动功能，适用于平巷和绞车；8-制动机构；9一排绳油缸；t0一节流阀图2液压原理图斜坡在0。一25。的各类斜巷、起伏变化频繁的掘进工1．1液压绞车速度控制部分作巷道的自动排绳液压绞车在国内外尚属空白1。绞车调速时，通常要求响应速度快和速度精度1自动排绳液压绞车装置高，另外考虑到泵控马达为容积调速，比阀控马达的节流调速具有更高的效率，因此本项目中绞车速度控制部分采用泵控马达。液压绞车速度控制部分液压系统由变量泵、手动换向阀、梭阀及平衡阀组成。梭阀的作用是在

5、绞车T作时保证高压油时刻进入制动油缸中，保持油缸处于1一液压绞车；2-液压排绳器；3一液压绞车泵；松闸状态。平衡阀的作用是保证绞车在下放重物时，4一双伸出轴电机；5-液压排绳器泵产生一定的背压，防止因负载自重而导致绞车过快下图1自动排绳液压绞车放，产生一定的安全风险p。该液压绞车装置集牵引、制、动和排绳机构于一考虑到绞车要求较好的低速稳定性、较大的输出体，绞车的速度可以实时地根据载荷的变化而进行调扭矩和转速均匀，同时绞车大多运行在低速大扭矩的收稿日期：2012—06—01基金项目：太原市科技局大学生创新专项(110148053)作者简介：／)L~(1983一)，男，河南叶县人，在读

6、博士研究生，研究方向：机电液一体化。E-mail：pxx8308@163．tom·12·第6期(总第130期)庞晓旭，等：自动排绳液压绞车装置的设计2012年12月场合，绞车马达采用的是径向柱塞马达。由于活塞杆受压，所以取=0．44mm，则活塞杆直该液压控制系统可以实时跟踪负载的变化，当负径：d=30~0．44=13．2mm，取出15mm。载变化导致压力上升时，马达速度下降，当负载变化导2)油缸所需流量计算。油缸最大流量为：致压力下降时，马达速度上升。Qm=Vmx=3．14~0．03xO．01=1．7L／min．1．2液压绞车排绳速度控制部分3)排绳油泵的选型。由于液压泵允许转速为

7、35～自动排绳的基本原理就是能够根据绞车收放钢1400r／min，允许最高工作油压为20MPa，其排量为40丝绳时满足连续调节收放速度的需要，自动调整排绳mL／r，故选择CB—B20~"啮合齿轮泵。机构的水平运动，使排绳机构水平方向的行走位移能4)绞车变量泵的选型。由绞车的总排量及转速够动态跟踪绞车滚筒的转动位移。实际上就是滚筒可得泵的理论排量为62．3mL／r。则选择CYS14—1B的轴每转过一圈，收放一圈的钢丝绳，排绳机构就要相应向柱塞泵，该泵可以手动进行变量。根