CN116062620A - 一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压*** - Google Patents

一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压*** Download PDF

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CN116062620A CN202211728203.3A CN202211728203A CN116062620A CN 116062620 A CN116062620 A CN 116062620A CN 202211728203 A CN202211728203 A CN 202211728203A CN 116062620 A CN116062620 A CN 116062620A
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金立源
宋雨
陈辉
王辉
郭连丰
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Abstract

本发明涉及单轨吊技术领域，具体涉及一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，主要包括负载敏感控制***、夹紧控制***、制动控制液压***、起吊控制液压***和发动机启动液压***，所述负载敏感控制***包括负载敏感泵、油箱、主控制阀、第一梭阀；所述夹紧控制***包括第一两位四通电磁阀、夹紧油缸；所述制动控制液压***包括包括制动油缸；所述起吊控制液压***包括起吊马达；所述发动机启动液压***包括启动马达、第一单向阀、蓄能器。本发明提供一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，节能高效、省人省力、易于自动化控制，能够有效地提高辅助运输的效率，降低人工成本。

Description

一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***
技术领域
本发明涉及单轨吊技术领域，具体涉及一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***。
背景技术
随着煤炭行业的不断发展，各大煤矿公司正在加快安全、高效、高产的现代化矿井建设。辅助运输的现代化程度是衡量一个煤矿现代化水平的重要指标，同时辅助运输的效率也直接影响着矿井生产效率。单轨吊机车作为辅助运输***中的关键设备，在现代化辅助运输***的建设中扮演着重要角色。现有柴油机单轨吊机车辅助液压***均采用齿轮泵+溢流阀的控制方式控制各执行动作，造成不必要的能量损失；并且多为手动操作，工作效率低，因此研究一种节能高效、省人省力、易于自动化控制的单轨吊机车辅助控制液压***可以更好地提高辅助运输的效率，降低人工成本。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高效节能、自动化程度更高的柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，技术方案如下：
一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，包括负载敏感控制***、夹紧控制***、制动控制液压***、起吊控制液压***和发动机启动液压***；
所述负载敏感控制***包括负载敏感泵、油箱、主控制阀、第一梭阀；所述负载敏感泵与油箱通过液压管路连接，所述负载敏感泵X口通过第一梭阀与主控制阀X1、X2口连接，同时负载敏感泵出油口与主控制阀进油口连接；
所述夹紧控制***包括第一两位四通电磁阀、夹紧油缸；所述夹紧油缸通过第一两位四通电磁阀与主控制阀连接；
所述制动控制液压***包括包括制动油缸；所述主控制阀出油口通过管路与制动油缸小腔连接；
所述起吊控制液压***包括起吊马达；所述吊马达与主控制阀连接；
所述发动机启动液压***包括启动马达、第一单向阀、蓄能器；所述启动马达、蓄能器与主控制阀出油口连接，所述启动马达与蓄能器连通，所述第一单向阀通过管路与启动马达并联连接。
进一步的，所述负载敏感泵包括变量柱塞泵、复位缸、控制变量缸、流量控制阀、压力控制阀。
进一步的，所述主控制阀包括三位四通电磁阀、第一溢流阀、顺序阀、第一两位两通手动切换阀、第一液控单向阀、第二两位四通电磁阀、第二单向阀、第三两位四通电磁阀。
进一步的，所述夹紧控制***中通过夹紧控制阀对夹紧油缸进行控制，所述夹紧控制阀进油口与主控制阀连接，其出油口与第一两位四通电磁阀连接。
进一步的，所述夹紧控制阀包括第二两位两通手动切换阀、第二液控单向阀、第一两位三通电磁阀、两位两通液控换向阀、减压阀。
进一步的，所述制动控制液压***还包括切换阀和气液泵，所述气液泵进油口通过管路与油箱连接，气液泵出油口通过切换阀与主控制阀连接，其左位出油口与制动油缸小腔连接。
进一步的，所述起吊控制液压***中通过手动电控换向阀对起吊马达进行精确控制，所述手动电控换向阀进油口与主控制阀连接，其出油口与起吊马达进油口连接。
进一步的，所述发动机启动液压***中通过启动阀组、蓄能器控制阀对启动马达、蓄能器进行精确控制，所述启动阀组、蓄能器控制阀与主控制阀出油口连接，所述启动阀组出油口与启动马达进油口连接，所述蓄能器控制阀与蓄能器管路连接，所述启动马达与蓄能器通过启动阀组、蓄能器控制阀连通。
进一步的，所述启动阀组包括第二梭阀、第三两位两通手动切换阀、第二两位三通电磁阀、第三液控单向阀。
进一步的，所述蓄能器控制阀包括第二溢流阀、第三两位三通电磁阀、第四液控单向阀、第四两位两通手动切换阀。
进一步的，所述发动机启动液压***还包括切换阀和气液泵，所述所述气液泵进油口通过管路与油箱连接，气液泵出油口通过切换阀与主控制阀连接，通过主控制阀内部油路及外接管路与蓄能器连接。
进一步的，所述蓄能器连接压力表。
进一步的，所述液压***还包括发动机ECU、控制器、操作装置；所述发动机ECU、操作装置与控制器电连接，所述控制器与电气元件电连接。
本发明提供一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，节能高效、省人省力、易于自动化控制，能够有效地提高辅助运输的效率，降低人工成本。
附图说明
图1为本发明单轨吊机车辅助控制液压***原理图；
图2为本发明单轨吊机车负载敏感控制***原理图；
图3为本发明单轨吊机车夹紧控制***原理图；
图4为本发明单轨吊机车制动控制液压***原理图；
图5为本发明单轨吊机车起吊控制液压***原理图；
图6为本发明单轨吊机车发动机启动液压***原理图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利的概念。
如图1所示，本发明柴油机单轨吊机车辅助控制液压***包括负载敏感控制***、夹紧控制***、制动控制液压***、起吊控制液压***和发动机启动液压***。
如图2所示，负载敏感控制***包括负载敏感泵1、油箱5、主控制阀8、第一梭阀42；负载敏感泵1与油箱5通过液压管路连接，负载敏感泵1X口通过第一梭阀42与主控制阀8X1、X2口连接，同时负载敏感泵1出油口与主控制阀8进油口连接。负载敏感泵1包括变量柱塞泵2、复位缸3、控制变量缸4、流量控制阀46、压力控制阀47；主控制阀8包括三位四通电磁阀9、第一溢流阀10、顺序阀11、第一两位两通手动切换阀15、第一液控单向阀16、第二两位四通电磁阀17、第二单向阀18、第三两位四通电磁阀19；各元件间通过液压管路或阀块内部油路连接。
负载敏感控制***工作过程：通过主控制阀8中的三位四通电磁阀9换向，单轨吊机车可以实现行走与起吊两种状态的切换，当机车工作在行走状态时，变量柱塞泵2在复位缸3的作用下以最大排量输出，当液压油流经主控制阀8中的三位四通电磁阀9的右位及主控制阀8中内部油路，进入制动油缸14、夹紧油缸27、蓄能器39中，以完成机车驱动轮夹紧、蓄能器充压、制动缸解除制动等动作，此时负载压力通过主控制阀8的X1口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，当压力达到压力控制阀47的设定压力时，变量柱塞泵2的输出油液会通过压力控制阀47、流量控制阀46进入控制变量缸4，在控制变量缸4的作用下，变量柱塞泵2排量会减小近至零，此时变量柱塞泵2工作在高压小流量输出状态，极大减少单轨吊机车行走时的功率消耗。当机车工作在起吊状态时，变量柱塞泵2在复位缸3的作用下仍以最大排量输出，此时液压油流经主控制阀8中的三位四通电磁阀9的左位及主控制阀8中内部油路，最终进入起吊***，执行起吊动作，此时负载压力通过主控制阀8的X2口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，该压力始终小于压力控制阀47的设定压力，故变量柱塞泵2将以***压力持续工作在大排量状态，完成起吊工作。
如图3所示，夹紧控制***包括第一两位四通电磁阀26、夹紧油缸27。夹紧控制***与负载敏感控制***连接，夹紧油缸27通过第一两位四通电磁阀26与负载敏感控制***的主控制阀8连接，在夹紧控制***中通过夹紧控制阀20对夹紧油缸27进行精确控制，夹紧控制阀20进油口与主控制阀8连接，其出油口与第一两位四通电磁阀26连接。夹紧控制阀20包括第二两位两通手动切换阀21、第二液控单向阀22、第一两位三通电磁阀23、两位两通液控换向阀24、减压阀25。发动机ECU43、操作装置45通过电线与控制器44连接，控制器44与第一两位四通电磁阀26、第一两位三通电磁阀23通过电线连接。
夹紧控制***工作过程：当机车行走时，需要操作装置45向控制器44发出指令，进而控制主控制阀8中的三位四通电磁阀9动作，使其工作在右位。此时负载压力通过主控制阀8的X1口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，当夹紧油缸27活塞杆完全缩回后，***压力逐渐升至压力控制阀47设定压力，此时变量柱塞泵2工作在高压小流量状态，保持驱动轮始终夹紧于轨道。在夹紧控制液压***中，控制器44会接收发动机ECU43发出的发动机转速等参数信号，当检测到发动机处于启动状态时，控制器44会向第一两位三通电磁阀23发送指令，使第一两位三通电磁阀23工作在左位，此时液压油流经第一两位三通电磁阀23打开第二液控单向阀22，使得液压油从夹紧控制阀20的P口通过第二液控单向阀22、两位两通液控换向阀24、减压阀25流向A口，再经过第一两位四通电磁阀26进入夹紧油缸27小腔，完成夹紧动作；当检测到发动机处于停机状态时，控制器44向第一两位三通电磁阀23发送指令，使第一两位三通电磁阀23工作在右位，此时第二液控单向阀22关闭，使得夹紧油缸小腔液压油无法流失，驱动轮处于夹紧保压状态，防止机车再次行走时出现溜车现象。若机车长时间不适用，可通过操作第二两位两通手动切换阀21，使其工作在右位，释放掉驱动轮夹紧压力，延长其使用寿命。同样通过操作装置45向控制器44输入控制信号，经控制器44处理后向第一两位四通电磁阀26发出指令，使第一两位四通电磁阀26工作在左位，此时压力油进入夹紧油缸27大腔，使活塞杆伸出驱动轮脱离轨道，可以实现驱动数量和布局的自由选择。
如图4所示，制动控制液压***包括制动油缸14，制动控制液压***与负载敏感控制***连接，制动油缸14小腔与主控制阀8出油口连接。
制动控制液压***工作过程，当机车行走时，需要向制动油缸14小腔输入液压油，此时操作装置45向控制器44发出指令，进而控制三位四通电磁阀9工作在右位，第二两位四通电磁阀17工作在左位，第三两位四通电磁阀19工作在左位。此时变量柱塞泵2输出高压油流经主控制阀8中的三位四通电磁阀9、第一液控单向阀16、第二两位四通电磁阀17、第三两位四通电磁阀19、第一两位两通手动切换阀15进入制动油缸14小腔，此时负载压力反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，当制动油缸14活塞杆回缩，制动闸块离开轨道，***压力逐渐升至压力控制阀47设定压力，此时变量柱塞泵2工作在高压小流量状态，保持制动解除状态。当机车无法启动需要拖车时，通过气液泵7连接井下气源完成气液能的转化，气液泵7排出的压力油通过切换阀6左位进入制动油缸14小腔，活塞杆缩回实现解除制动，此时需要操作第一两位两通手动切换阀15使其工作在左位关闭位置，防止气液泵7排出的压力油从该处泄漏。气液泵7进油口通过管路与油箱5连接，气液泵7出油口通过切换阀6与主控制阀8连接，其左位出油口与制动油缸14小腔连接。
如图5所示，起吊控制液压***包括起吊马达13，起吊控制液压***与负载敏感控制***连接，吊马达13与主控制阀8连接。在起吊控制液压***中通过手动电控换向阀12对起吊马达13进行精确控制，手动电控换向阀12进油口与主控制阀8连接，其出油口与起吊马达13进油口连接。
起吊控制液压***工作过程：当机车进行起吊操作时，操作装置45向控制器44发出指令，进而控制三位四通电磁阀9工作在左位，此时负载压力通过主控制阀8的X2口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，该压力始终小于压力控制阀47的设定压力，故变量柱塞泵2将以***压力持续输出大流量经过主控制阀8中的三位四通电磁阀9、手动电控换向阀12，作用于起吊马达13，完成起吊工作。在该起吊控制液压***中，手动电控换向阀12具有手动+电控两种控制方式，可以有效降低工人劳动强度，提高工作效率。同时在该起吊控制液压***中，进行起吊操作时，主控制阀8的X2口输出控制油作用于两位两通液控换向阀24，使其工作在左位关闭状态，此时夹紧油缸27小腔的压力油无法泄漏，驱动轮始终夹紧在轨道上以便于机车再次行走时夹紧压力快速建立。
如图6所示，发动机启动液压***包括启动马达28、第一单向阀29、蓄能器39；发动机启动液压***与负载敏感控制***连接，启动马达28、蓄能器39与主控制阀8出油口连接，启动马达28与蓄能器39连通，第一单向阀29通过管路与启动马达28并联连接。在发动机启动液压***中通过启动阀组34、蓄能器控制阀35对启动马达28、蓄能器39进行精确控制，启动阀组34、蓄能器控制阀35与主控制阀8出油口连接，启动阀组34出油口与启动马达28进油口连接，蓄能器控制阀35与蓄能器39管路连接，启动马达28与蓄能器39通过启动阀组34、蓄能器控制阀35连通。其中启动阀组34包括第二梭阀30、第三两位两通手动切换阀31、第二两位三通电磁阀32、第三液控单向阀33；蓄能器控制阀35包括第二溢流阀37、第三两位三通电磁阀38、第四液控单向阀40、第四两位两通手动切换阀41。
发动机启动液压***工作过程：单轨吊机车的启动是通过蓄能器39向启动马达28供油，启动马达28动作进而启动发动机。当机车运行时，负载敏感泵1以高压小流量状态输出，此时发动机ECU43检测发动机为启动状态，向控制器44发出指令，进而控制第三两位三通电磁阀38工作在左位，此时负载敏感泵1输出的高压油经过主控制阀8、蓄能器控制阀35进入蓄能器39，压力最终到负载敏感泵1中压力控制阀47的设定压力，此时可从压力表36中读出蓄能器39中液压油压力。当发动机停止工作时发动机ECU43检测发动机为启动状态，向控制器44发出指令，进而控制第三两位三通电磁阀38工作在右位，此时在第四液控单向阀40的作用下，压力油被封闭在蓄能器39中，以便于再次启动发动机用。当机车首次启动或蓄能器压力由于某种原因泄压后，需要通过井下气源连接气液泵7将液压油泵出，通过切换阀、及主控制阀8中内部油路、蓄能器控制阀35中第四两位两通手动切换阀41的右位进入蓄能器39，当压力表36显示压力达到启动机车所需压力时，便可启动机车。当蓄能器39中压力达到启动机车所需压力时，通过操作装置45向控制器44发出指令，进而控制第二两位三通电磁阀32工作在左位，第三两位三通电磁阀38工作在左位；此时蓄能器39中压力油通过第四液控单向阀40、第三液控单向阀33、第二梭阀30进入启动马达28，进而启动发动机；发动机启动后通过操作装置45向控制器44发出指令，进而控制第二两位三通电磁阀32工作在右位，防止蓄能器39中压力流失，同时通过第一单向阀29，启动马达被发动机飞轮带动时可从油箱5中向启动马达28进口补油，防止启动马达28干磨损毁。同时当第二两位三通电磁阀32、第三两位三通电磁阀38出现故障时，可通过手动操作第四两位两通手动切换阀41、第三两位两通手动切换阀31，实现发动机手动启动。

Claims (13)

1.一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，包括负载敏感控制***、夹紧控制***、制动控制液压***、起吊控制液压***和发动机启动液压***，其特征在于：
所述负载敏感控制***包括负载敏感泵(1)、油箱(5)、主控制阀(8)、第一梭阀(42)；所述负载敏感泵(1)与油箱(5)通过液压管路连接，所述负载敏感泵(1)X口通过第一梭阀(42)与主控制阀(8)X1、X2口连接，同时负载敏感泵(1)出油口与主控制阀(8)进油口连接；
所述夹紧控制***包括包括第一两位四通电磁阀(26)、夹紧油缸(27)；所述夹紧油缸(27)通过第一两位四通电磁阀(26)与主控制阀(8)连接，；
所述制动控制液压***包括包括制动油缸(14)；所述主控制阀(8)出油口通过管路与制动油缸(14)小腔连接；
所述起吊控制液压***包括起吊马达(13)；所述吊马达(13)与主控制阀(8)连接；
所述发动机启动液压***包括启动马达(28)、第一单向阀(29)、蓄能器(39)；所述启动马达(28)、蓄能器(39)与主控制阀(8)出油口连接，所述启动马达(28)与蓄能器(39)连通，所述第一单向阀(29)通过管路与启动马达(28)并联连接。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述负载敏感泵(1)包括变量柱塞泵(2)、复位缸(3)、控制变量缸(4)、流量控制阀(46)、压力控制阀(47)。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述主控制阀(8)包括三位四通电磁阀(9)、第一溢流阀(10)、顺序阀(11)、第一两位两通手动切换阀(15)、第一液控单向阀(16)、第二两位四通电磁阀(17)、第二单向阀(18)、第三两位四通电磁阀(19)。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述夹紧控制***中通过夹紧控制阀(20)对夹紧油缸(27)进行控制，所述夹紧控制阀(20)进油口与主控制阀(8)连接，其出油口与第一两位四通电磁阀(26)连接。
5.根据权利要求4所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述夹紧控制阀(20)包括第二两位两通手动切换阀(21)、第二液控单向阀(22)、第一两位三通电磁阀(23)、两位两通液控换向阀(24)、减压阀(25)。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述制动控制液压***还包括切换阀(6)和气液泵(7)，所述气液泵(7)进油口通过管路与油箱(5)连接，气液泵(7)出油口通过切换阀(6)与主控制阀(8)连接，其左位出油口与制动油缸(14)小腔连接。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述起吊控制液压***中通过手动电控换向阀(12)对起吊马达(13)进行精确控制，所述手动电控换向阀(12)进油口与主控制阀(8)连接，其出油口与起吊马达(13)进油口连接。
8.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述发动机启动液压***中通过启动阀组(34)、蓄能器控制阀(35)对启动马达(28)、蓄能器(39)进行精确控制，所述启动阀组(34)、蓄能器控制阀(35)与主控制阀(8)出油口连接，所述启动阀组(34)出油口与启动马达(28)进油口连接，所述蓄能器控制阀(35)与蓄能器(39)管路连接，所述启动马达(28)与蓄能器(39)通过启动阀组(34)、蓄能器控制阀(35)连通。
9.根据权利要求8所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述启动阀组(34)包括第二梭阀(30)、第三两位两通手动切换阀(31)、第二两位三通电磁阀(32)、第三液控单向阀(33)。
10.根据权利要求8所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述蓄能器控制阀(35)包括第二溢流阀(37)、第三两位三通电磁阀(38)、第四液控单向阀(40)、第四两位两通手动切换阀(41)。
11.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述发动机启动液压***还包括切换阀(6)和气液泵(7)，所述所述气液泵(7)进油口通过管路与油箱(5)连接，气液泵(7)出油口通过切换阀(6)与主控制阀(8)连接，通过主控制阀(8)内部油路及外接管路与蓄能器(39)连接。
12.根据权利要求1至11任一项所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：所述蓄能器(39)连接压力表(36)。
13.根据权利要求1至11任一项所述的一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压***，其特征在于：还包括发动机ECU(43)、控制器(44)、操作装置(45)；所述发动机ECU(43)、操作装置(45)与控制器(44)电连接，所述控制器(44)与所述液压***的电气元件电连接。
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