矿井提升机二级制动液压站优化设计.pdf

第 卷第 期煤炭科技 年 月 收稿日期：；：基金项目：徐州市重点研发计划项目（）作者简介：钱纬（），男，河南平顶山人，工程师，年毕业于河南理工大学，现从事煤矿机电运输管理工作。通讯作者：洪志（），男，河南信阳人，在读硕士研究生，研究方向为矿山机械。引用格式：钱纬，洪志 矿井提升机二级制动液压站优化设计 煤炭科技，（）：，（）：文章编号：（）矿井提升机二级制动液压站优化设计钱纬，洪志（平顶山天安煤业股份有限公司五矿，河南 平顶山 ；中国矿业大学 机电工程学院，江苏 徐州 ）摘要：针对部分矿井使用的提升机二级制动液压站存在不能并联冗余的缺陷，创新设计了安全制动回油通道并联冗余的带减压阀的二级制动液压站，采用 仿真分析对比所设计的带减压阀的二级制动液压站在高油压下的工作性能，并对液压站在工作制动、井口一级安全制动工况下的性能进行仿真分析验证，确保了液压站工作可靠性，保证了矿井安全生产。关键词：液压站；二级制动；减压阀中图分类号：文献标志码：，（，；，）：，：；：煤矿安全规程 第四百二十五条规定 ：安全制动必须有并联冗余的回油通道。目前，部分矿井使用的二级制动液压站存在 处隐患 ：制动器安全制动回油通道上并联了 、阀，任一个故障仍能导通，达到了并联导通冗余；制动器安全制动回油通道上间接并联 和 阀，当 、阀发生故障时，制动器与 阀的回油通道不导通，一个 阀不能达到并联冗余 。油泵和比例溢流阀要截断保压的通道上 、阀与制动器并联，不但不能截断冗余，而且还增加了截断保压失效的概率 。错误并联换向阀的液压站如图 所示。二级制动液压站设计和工作原理根据以上分析存在的 处隐患，本文创新设计了如图 所示的并联冗余的液压站。图 中，组和 组制动闸的安全制动回油通道并联冗余；组制动闸与泵 和比例溢流阀 要截断的通道上设置一个 阀。井口一级安全制动时，所有电磁换向阀都掉电，组与 组制动闸的油液直接回到油箱，油压立即降为 ，闸瓦直接“抱死”，滚筒转动停止。井中二级安全制动第一级制动阶段时，电磁换 年第 期煤炭科技第 卷图 错误并联换向阀的液压站 图 并联冗余的液压站 向阀 和 立即掉电，组制动闸的油液直接回到油箱，油压降至 ；电磁换向阀 掉电，和 保持上电，组制动闸内的油液油压应迅速降到第一级制动油压，经过延时 ，滚筒在第一级制动力矩的作用下，按规定范围减速度减速；井中制动进入第二级制动阶段，电磁阀 、掉电，油液直接回到油箱，油压立即降为 ，闸瓦直接“抱死”，滚筒转动停止。液压站性能分析根据 煤矿安全规程，改进 型液压站，一级安全制动和二级安全制动的回油通道冗余，符合安全规程的要求，但回路中缺少减压阀等压力控制元件。从组成原理分析，有减压阀液压站，在高油压条件下拥有更好的工作性能，通过在 软件中进行建模仿真分析。液压站 为减压阀的液压站，如图 所示；液压站 为改进 型液压站，如图 所示。工作油压设定为 ，二级制动的第一级制动油压 为 。图 液压站 系统仿真回路 图 液压站 系统仿真回路 年第 期钱纬，等：矿井提升机二级制动液压站优化设计第 卷仿真首先对比 两液压站在高压环境下井口二级制动时的性能，井口二级制动时管油液直接回油箱，所以主要比较 管油压特性曲线（图、图）。图 液压站二级制动油压特性对比曲线 图 油压特性对比曲线局部放大 液压站 在二级制动开始时油压骤降至 ，为 ，波动较剧烈。煤矿安全规程 中规定，不能大于最高工作油压 的，即 ，液压站 的二级安全制动不理想；液压站 在二级制动时油压瞬间降低至 ，油压最低下降值与 级油压的差值 仅为 ，很快便稳定在了 级油压的 ，因此液压站 在高油压环境下的二级安全制动工作性能更好。作为矿井提升机制动系统的关键环节，光能满足二级安全制动是不够的，工作制动、井口一级安全制动同样需要有可靠的工作性能。工作制动和井口一级制动工况下，如图 、图 所示 、两管油压特性曲线基本重合，制动系统工作性能良好，且满足 煤矿安全规程 中所规定的残压小于 。图 工作制动油压特性曲线 图 井口一级制动油压特性曲线 工作制动和井口一级制动工况下，制动正压力特性曲线如图 图 所示，分析可知液压站 、制动性能都很优越，正压力加载过程有效迅速。图 工作制动正压力曲线 图 井口一级制动正压力特性曲线 年第 期煤炭科技第 卷 结语设计了带减压阀的二级制动液压站，弥补目前部分矿井使用的提升机液压站存在的二级制动并联不冗余的缺陷，通过 仿真分析，所设计的带减压阀的二级制动液压站在高油压下安全制动、工作制动和井口一级安全制动都有良好的工作性能和稳定性能。因此，设计的应用带减压阀的二级制动液压站减少了矿井提升机危险事故的发生，保证了矿井的安全生产。参考文献（）：邢启风，邢硕 矿用提升机恒减速液压制动系统安装关键技术 煤矿机电，（）：，（）：张亚运，徐桂云 矿井提升机手动回油系统的设计与仿真 煤矿机械，（）：，（）：周辉，倪长敏 提升机液压制动失效后备保护装置的研制 煤炭科技，（）：，（）：，（）：，（）：时彬彬 矿井提升机液压制动系统双通道恒减速控制策略研究 徐州：中国矿业大学，（）：许彦鹏 矿井提升智能恒减速电液制动系统的应用研究 西安：西安科技大学，李家安 矿井提升恒减速制动系统电液控制装置性能研究 淮南：安徽理工大学，刘轶 水压比例溢流阀的研究 武汉：华中科技大学，（）：，强中辉 矿用提升机制动系统冗余回油管路的设计与应用 当代化工研究，（）：，（）：檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶 （上接第 页）王福清 皖北矿区软弱围岩综采工作面液压支架适应性研究 北京：煤炭科学研究总院，段红飞 小纪汗煤矿中厚煤层接续工作面支架选型研究 煤炭科技，（）：，（）：温国惠，张军，朱建平，等 中厚较薄煤层综采工作面总体配套及液压支架设计研究 煤炭科技，（）：，（）：范超 综采工作面液压支架支护强度的研究 煤炭科技，（）：，（）：刘永峰 马兰矿井下液压支架的选型研究 山东煤炭科技，（）：，（）：梅瑞 液压支架顶梁和掩梁检修平台设计与应用 煤炭科技，（）：，（）：，