CN103423240B - 矿井提升机负载模拟液压加载试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其所述装置是提升机主升机构的被试提升机卷筒通过其缠绕的钢丝绳与提升机负载模拟液压加载试验机构的陪试卷筒缠绕的钢丝绳连为一体;所述提升机负载模拟液压加载试验机构包括液压泵/马达、压力传感器、单向阀、溢流阀、扭矩传感器、离合器及增速器。本发明采用液压泵/马达作为负载装置和泵装置,比例溢流阀控制液压泵/马达的压力,为被试提升机提供符合实际工况的连续负载和驱动力矩。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿井提升机负载试验装置,具体是一种用于矿井提升机负载模拟液压加载试验装置。
背景技术
矿井提升机是矿山生产的重要提升设备,担负着升降工作人员、上提矿产或设备,下放材料和器械等重要任务,是矿山机械中“四大件”之一,有着“矿井咽喉”之美称。其产品质量直接影响着煤矿的生产安全和生产效率。针对目前矿山上使用提升机出现的钢丝绳断裂,电动机烧坏等危险事故的情况,对提升机的性能提出了更高的要求,即便在设计和制造时考虑得很周密,也应当通过试验来检验。通过试验可以检验设计思想正确与否,设计意图能否实现,设计产品能否满足使用要求,以及是否达到国家标准、行业标准或者企业标准。由于提升机的工作环境复杂,许多理论问题研究得还不够充分,因此,提升机的试验装置在提升机生产中有着极为重要的作用。
传统的塔式配重试验台是在大型的钢铁架上安装定滑轮,矿用提升机的钢丝绳穿过钢铁架底下的定位环通过定滑轮另一端拉着砝码。进行提升机试验时,通过改变砝码的质量来测定提升机的最大拉力;这种塔式配重试验台随着大型综采机械化的发展,弊端越来越多。首先,新型提升机的牵引力逐渐增大,这样试验起来很困难,有的大功率提升机由于没有如此大的砝码就没法试验;其次,由于钢铁架高度限制,塔式试验的行程很短,不能模拟提升机在矿井底下连续工作的实际工况,有些新型提升机是软启动形式,塔式配重试验台不能反映提升机在空载启动时的一些特性;另外,恒减速制动***是目前提升机制动***的发展方向,而恒减速制动效果无法在生产环节检验。本发明根据提升机的实际工况制定试验方案,设计了一台由计算机控制的高效、节能、操作方便、检测精度高,且对各种提升机都适用的一种用于矿井提升机负载模拟液压加载试验***。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,该***平稳性和安全性高,控制精度高,响应速度快,且双向调节,能够模拟矿井提升机各种工况变化,为矿井提升机出厂试验提供技术保证。
本发明解决问题的技术方案是一种矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其含有提升机主升机构,安全制动***,其特征在于:增设有提升机负载模拟液压加载试验机构,且提升机主升机构的被试提升机卷筒通过其缠绕的钢丝绳与提升机负载模拟液压加载试验机构的陪试卷筒缠绕的钢丝绳连为一体;
所述提升机负载模拟液压加载试验机构是液压泵/马达的油口B上依次设置有高压压力传感器、分别设置有高压单向阀与比例溢流阀,连接于电机轴端的液压泵的进油口连通有油箱,出油口分别连通有溢流阀和高压单向阀;比例溢流阀与溢流阀的回油口合并构成回路,并与油箱连通;液压泵/马达的油口A上依次设置有低压压力传感器、并联设置有进油单向阀与回油单向阀,并分别与油箱连通;液压泵/马达的轴上依次设置有扭矩传感器、离合器、增速器及其陪试卷筒,在陪试卷筒上缠绕有钢丝绳与被试提升机卷筒相接并转动;
所述陪试卷筒的轴端设置有转速传感器,其输出连至控制器的输入端,高压压力传感器、低压压力传感器与扭矩传感器的输出分别连到控制器的输入端,控制器的输出端分别连至比例溢流阀和液压泵的输入端,各传感器与控制器一并构成控制回路。
在上述技术方案中,进一步地,所述陪试卷筒与被试提升机卷筒的转速相同;卷筒比例是相同或者是不同;所述陪试卷筒与被试提升机卷筒的转速相同,卷筒比例是1:1所述被试提升机在提升重物负载时,液压泵/马达工作于泵工况,液压泵/马达由陪试卷筒驱动,液压泵不工作;被试提升机在下放重物负载时,液压泵/马达工作于液压马达工况,液压泵为其提供压力与流量;所述液压泵/马达是定排量泵和变排量泵中的一种;所述比例溢流阀是先导型溢流阀和直动型溢流阀中的一种;所述液压泵是变排量泵,其排量由电路控制;所述安全制动***是恒减速安全制动***和二级安全制动***中的一种;所述控制回路中扭矩传感器、转速传感器为反馈测量元件,其将得到的扭矩与转速测量信号输入至控制器,经控制器处理后发出控制指令,分别控制比例溢流阀的压力和液压泵的流量,进一步控制陪试卷筒的转矩与转速,模拟提升机各种工矿的负载。
本发明上述所提供的一种矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,与现有技术相比,所具有的优点与积极效果如下:
本发明采用液压加载装置作为提升机负载,首先是体积小,可连续进行提升机负载试验,而不会受到行程的限制;其次是液压泵/马达可通过正反转来模拟提升机升降时的负载,可以精确测出加载功率与转速;第三是液压泵/马达加载试验***不但能提供提升机常规试验的负载,而且更重要的是还可为提升机制动***的试验提供整机负载试验。
本发明液压马达加载试验装置具有优良的调速性能,可实现较大范围内的无级调速,可以说能在零至额定工作转速范围内任意点运行,且加速性能好,换向容易。便于实现自动控制,通过比例阀可方便地实现负载速度和力矩的模拟控制。
本发明采用液压加载装置作为提升机负载,当提升机为向上提升重物负载时,液压马达加载试验***作为液压泵使用,可实现提升机向上提升重物负载的模拟,当提升机为下放重物负载时,液压加载试验装置起液压马达的作用,液压马达与提升机主电机配合使用可实现下放重物负载的模拟。
本发明与电磁类测功机相比,液压加载装置模拟的负载转速不受力矩变化的影响,负载转速和负载力矩可分别单独控制,控制方便灵活。
附图说明
图1是矿井提升机负载模拟液压加载试验装置的结构示意图。
图中:1:液压泵/马达;2:高压压力传感器;3:低压压力传感器;4:高压单向阀;5:比例溢流阀;6:溢流阀;7:电机;8:液压泵;9:油箱;10:进油单向阀;11:回油单向阀;12:被试提升机卷筒;13:钢丝绳;14:提升机减速器;15:提升机主升电机;16:陪试卷筒;17:增速器;18:离合器;19:扭矩传感器;20:冷却泵电机;21:风扇;22:冷却器;23:冷却泵;24:制动液压油缸;25:安全制动***;26:控制器;27:转速传感器。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1
如图1所述,实施本发明所提供的一种用于矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,包括有提升机主升机构,安全制动***,其中增设有矿井提升机液压加载试验机构,包括陪试卷筒16、增速器17、液压泵/马达1、高压压力传感器2、低压压力传感器3、比例溢流阀5和扭矩传感器17;其中,所述电机7的轴端与液压泵8的轴端连接,液压泵8进油口通过管路与油箱9连接,液压泵8出油口通过管路分别与溢流阀6进油口、高压单向阀4连接,高压单向阀4通过管路分别与比例溢流阀5进油口、高压压力传感器3、液压泵/马达1油口B连接,比例溢流阀5出油口、溢流阀6出油口通过管路合并连接后与油箱9连接,液压泵/马达1油口A通过管路分别与低压管路压力传感器2、进油单向阀10、回油单向阀11连接,进油单向阀10、回油单向阀11通过管路分别与油箱9连接,液压泵/马达1轴与扭矩传感器19连接,扭矩传感器19与离合器18连接,离合器18与增速器17高速轴连接,增速器17低速轴与陪试卷筒14连接,陪试卷筒14通过钢丝绳13与被试提升机卷筒12连接,被试提升机卷筒12与提升机减速器14连接,提升机减速器14与提升机主升电机15连接,制动液压油缸24装于被试提升机卷筒12侧端刹车盘上,其动作由安全制动***25提供动力;
如图1所示采用陪试卷筒16、增速器17、离合器18、扭矩传感器19和液压泵/马达1等构成液压加载***,钢丝绳13分别与陪试卷筒16、被试提升机卷筒12连接,负载力矩通过钢丝绳13作用于被试提升机卷筒12上,保证了被试提升机上的负载工况更接近于实际工况,实际工况是被提升重物通过钢丝绳作用于提升机滚筒上;因矿用提升机滚筒为低速端,连接于陪试卷筒16上的增速器17起增速作用,可使液压泵/马达1的转速处于最佳工作状态;液压泵/马达1由液压泵8提供的压力油驱动,模拟提升机下降工况,下降速度和负载力矩由液压泵8的流量与压力控制,提升机上升工况时,液压泵8不工作,液压泵/马达1由被试提升机在轴端驱动,液压泵/马达1工作在泵工况,比例溢流阀5接于液压泵/马达1的油口B上,负载力矩由比例溢流阀5调节的压力控制,负载力矩不受转速的影响,控制策略灵活,易于实现;调试安装设备时,离合器16用于切断矿用提升机和液压泵/马达1的刚性连接,扭矩传感器19将测量到的负载力矩反馈到控制器,可保证***按照设定的试验进行。
在上述实施例的基础上,本发明进一步的实施方案能够较好地解决本发明的所述问题,实现本发明的所述目的,达到本发明的所述效果。
实施例2、液压泵/马达1采用定排量泵,或者是采用变排量泵。
实施例3、比例溢流阀5采用先导型溢流阀,或者是采用直动型溢流阀。
实施例4、陪试卷筒16与被试提升机卷筒12的比例采用1:1的比例,其转速相同;陪试卷筒16与被试提升机卷筒12的尺寸也可以是不同的,陪试卷筒16的尺寸大于被试提升机卷筒12的尺寸,主要是起增速作用。
实施例5、被试提升机在提升重物负载时,液压泵/马达1工作于泵工况,液压泵/马达1由陪试卷筒16驱动,液压泵8不工作;被试提升机在下放重物负载时,液压泵/马达1工作于液压马达工况,液压泵8为其提供压力与流量。
实施例6、液压泵8采用定排量泵,或者是采用变排量泵。
实施例7、安全制动***采用恒减速安全制动***,或者是采用二级安全制动***,其中恒减速制动***是目前提升机制动***的发展方向,目前在国内使用很少,且国内没有成熟产品,而恒减速制动效果无法在生产环节检验。本发明可解决这一问题;二级安全制动***为我国普遍采用的制动***,其含义是:提升机进行安全制动时所需的全部制动力矩分两次投入,在保证制动力矩的前提下,先减速后制动,适当延长制动时间,获得较好的制动效果。
实施例8、控制回路中扭矩传感器19、转速传感器27为反馈测量元件,其将得到的扭矩与转速测量信号输入至控制器26,控制器26经处理后发出控制指令,分别控制比例溢流阀5的压力和液压泵8的流量,进一步控制陪试卷筒16的转矩与转速,模拟提升机各种工矿的负载。
下面以JT系列井下提升机为例,进一步说明本发明的具体实施方式。
选提升机型号为JTB1.2×1.2-24,卷筒直径为1200,卷筒宽度为1200,钢丝绳最大静张力差为3吨,减速比为24,钢丝绳行走速度为2.5m/s,提升电机功率为75KW,转速为986 r/min。
如图1所示,主要元件的型号如下:液压泵/马达型号为A6VM140EZ2 63W - VZB020PB(力士乐),公称压力/峰值压力为400/450bar;液压泵型号为A4VSO250DFE1/30R – PPB13N00(力士乐),公称压力/峰值压力为350/400bar;比例溢流阀型号为DBEME 205X/350YG24 K31(力士乐), 最高工作压力为 350 bar,最大流量为 400 L/min;陪试卷筒直径为1000,增速机型号为ZZL-630,速比为20,机械效率为0.96;折算到液压泵/马达轴上的转速为955 r/min,转矩为736 N·m,对应的流量为134 L/min,对应的压力为330 bar;控制器型号为JDS-010。
Claims (7)
1.一种矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其含有提升机主升机构,安全制动***,其特征在于:增设有提升机负载模拟液压加载试验机构,且提升机主升机构的被试提升机卷筒(12)通过其缠绕的钢丝绳(13)与提升机负载模拟液压加载试验机构的陪试卷筒(16)缠绕的钢丝绳(13)连为一体;
所述提升机负载模拟液压加载试验机构是液压泵/马达(1)的油口B上依次设置有高压压力传感器(2)、高压单向阀(4)与比例溢流阀(5),连接于电机(7)轴端的液压泵(8)的进油口连通有油箱(9),出油口分别连通有溢流阀(6)和高压单向阀(4);比例溢流阀(5)与溢流阀(6)的回油口合并构成回路,并与油箱(9)连通;液压泵/马达(1)的油口A上设置有低压压力传感器(3)、进油单向阀(10)与回油单向阀(11),进油单向阀(10)与回油单向阀(11)并联设置并分别与油箱(9)连通,低压压力传感器(3)与进油单向阀(10)和回油单向阀(11)串联设置;液压泵/马达(1)的轴上依次设置有扭矩传感器(19)、离合器(18)、增速器(17)及其陪试卷筒(16),陪试卷筒(16)上缠绕有钢丝绳(13)与被试提升机卷筒(12)相接,并随被试提升机卷筒(12)转动;
所述陪试卷筒(16)的轴端设置有转速传感器(27),其输出端连至控制器(26)的输入端,高压压力传感器(2)、低压压力传感器(3)与扭矩传感器(19)的输出端分别连到控制器(26)的输入端,控制器(26)的输出端分别连至比例溢流阀(5)和液压泵(8)的输入端,各传感器与控制器一并构成控制回路。
2.如权利要求1所述的矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其特征在于:被试提升机在提升重物负载时,液压泵/马达(1)工作于泵工况,液压泵/马达(1)由陪试卷筒(16)驱动,液压泵(8)不工作;被试提升机在下放重物负载时,液压泵/马达(1)工作于液压马达工况,液压泵(8)为其提供压力与流量。
3.如权利要求1所述的矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其特征在于:所述液压泵/马达(1)是定排量泵和变排量泵中的一种。
4.如权利要求1所述的矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其特征在于:所述比例溢流阀(5)是先导型溢流阀和直动型溢流阀中的一种。
5.如权利要求1所述的矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其特征在于:所述液压泵(8)是变排量泵,其排量由电路控制。
6.如权利要求1所述的矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其特征在于:所述安全制动***是恒减速安全制动***和二级安全制动***中的一种。
7.如权利要求1所述的矿井提升机负载模拟液压加载试验装置,其特征在于:所述控制回路中扭矩传感器(19)、转速传感器(27)为反馈测量元件,其将得到的扭矩与转速测量信号输入至控制器(26),经控制器(26)处理后发出控制指令,分别控制比例溢流阀(5)的压力和液压泵(8)的流量,进一步控制陪试卷筒(16)的转矩与转速,模拟提升机各种工矿的负载。
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