[发明专利]一种矿用液压绞车电液比例控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压绞车的控制系统，尤其是矿用防爆液压绞车的电液比例控制系统。

背景技术

目前，液压绞车因其具有优越的防爆性能和良好的容积调速的特点，在煤矿中有广泛的应用，是高瓦斯矿井井下提升煤炭和矸石、升降物料、设备和人员的主要设备，其运行状态的优劣对煤矿安全生产以及高效运作产生重大影响。

图1是传统液压绞车的液压控制原理图。司机扳动操纵手柄232，调节减压式先导阀211的输出压力，以控制比例油缸212的活塞杆位移；比例油缸212的活塞杆推动伺服阀215的阀芯移动，因伺服阀215与差动油缸216组成机液位置伺服，差动油缸216的活塞杆跟随伺服阀215的阀芯而移动，进而调节变量泵218的排量大小，改变泵的流量，进而调节液压马达225的转速。液压马达225拖动卷筒226旋转，然后卷筒226通过钢丝绳227拖动负载228移动，最终实现了对负载的升降速度的控制。利用梭阀213将驱动与制动联系起来，梭阀213并联于比例油缸212的两个控制油口之间，并取其高压，驱动液控换向阀229换向，以控制盘闸224的开启和关闭。当操纵手柄232处于零位时，减压式先导阀211两路输出压力都为零，比例油缸212的活塞杆处于中位，变量泵218处于零排量，系统流量为零，液压马达225不转，同时液控换向阀229处于初始位，制动回油，盘闸224关闭制动；当操纵手柄232角度增大，比例油缸212的活塞杆处于偏离中位，变量泵218排量增大，减压式先导阀211的高压经梭阀213驱动液控换向阀229换向，使盘闸224开启松闸，液压马达225开始转动。电磁方向阀228用于断电制动。

目前，煤矿液压绞车的控制系统主要存在以下问题：

(1)开环控制，调速精度低。

液压绞车是依靠司机手动操作减压式先导阀211，改变变量泵218的排量，以控制液压马达225的转速，而该转速并没有被测量、反馈并参与控制，所以液压绞车的驱动系统属于典型的开环控制。但因液压系统自身所具有的非线性、参数慢时变特性以及变量泵218调节死区的影响，致使进入液压马达225的流量不稳定，导致液压马达225的调速精度低。

(2)手动控制，自动化水平低，平稳性差，安全性差。

在操作液压绞车时，司机需监视深度指示器，依靠手动操作减压式先导阀211，调节绞车速度。因手动操作具有随意性、不精确性和不可重复性，绞车速度受人为因素过多，自动化水平低，严重影响绞车的平稳运行，特别是在减速段和停车点，极易引起压力冲击和震荡，危及煤矿安全。

(3)驱动与制动协同性差，压力冲击严重，可靠性差。

因驱动系统采用泵控，制动系统采用阀控，而阀控速度快于泵控，且制动无法单独控制，导致驱动与制动协同性差，特别是当重负载工况时，极易引起常见的“坡起负载瞬时下滑”与停车时系统压力冲击现象，严重影响系统运行可靠性和液压元件寿命。

发明内容

发明目的：为了解决矿用液压绞车存在的自动化水平低、调速精度低、调速平稳性差以及驱动与制动协同性差的问题，提出一种矿用液压绞车电液比例控制系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种矿用液压绞车电液比例控制系统，包括电液比例驱动部分和电液比例制动部分；

其中，所述电液比例驱动部分包括依次连接的旋转编码器、控制器、放大器、电液比例减压阀、电磁换向阀，所述旋转编码器通过联轴器连接液压绞车的卷筒，所述电磁换向阀的输出端连接比例油缸的控制油口，所述电液比例减压阀的进油口连接驱动泵站；所述电液比例驱动部分还包括连接控制器的驱动手柄，所述驱动手柄为电位计型，并带有上位和下位两个开关，所述上位和下位开关分别与电磁换向阀左、右电磁铁串联；

所述电液比例制动部分包括制动泵站、液控换向阀、电磁换向阀、电液比例溢流阀，放大器、制动手柄；所述液控换向阀的进油口和电液比例溢流阀的溢流回油箱连接制动泵站的出油口，所述液控换向阀经电磁换向阀连接液压绞车的盘闸；所述制动手柄为电位计型，制动手柄的输出端经放大器连接电液比例溢流阀的控制端。

进一步的，当驱动手柄的上位或下位开关闭合时，所述旋转编码器的输出信号在控制器中与控制指令比较得到液压绞车的液压马达的转速误差值，所述转速误差值经放大器放大后传输到电液比例减压阀的控制端；所述控制指令包括启动、加速、匀速、减速、爬行、停车六个阶段。

进一步的，所述电液比例制动部分还包括连接所述盘闸的脚踏制动阀。