YZQ型液压调速制动器在下运带式输送机中的应用.pdf

Hv dr a u l i c s Pn eu ma t i c s& Se a l s No 1 2 0 09 Y Z Q型液压调速制动器在下运带式输送机中的应用 邢 蕾 ( 北京起重运输机械研究所 ， 北京 1 0 0 o 0 7 ) 摘要 ： 通过几种下运带式输送机制动系统的对 比， 介绍我所专利技术 Y Z Q型液压调速制动器的优势 与特点 。 关键词： Y Z Q型液压调速制动器； 下运带式输送机； 制动技术 中图分类号 ： T H1 3 7 3 3 文献标示码 ： A 文章编号 ： 0 0 8 0 8 1 3 ( 2 0 0 9 ) 0 1 0 0 5 2 0 3 A p p l i c a t i o n o f YZ Q Hy d r a u li c S p e e d Re g u l a t i n g B r a k e i n Do wn wa r d B e l t Co n v e y o r XI NG L e i ( B e i j i n g Ma t e r i a l s H a n d l i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e ，B e i j i n g 1 0 0 0 0 7 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h r o u g h c o n t r a s t i n g s o me k i n d s o f b r e a k s y s t e ms u s e d t o t h e d o w n w a r d b e l t c o n v e y o r ， t h i s p a p e r a b s t r a c t c h a r a c t e r i s t i c a n d d o m i n a n t p o s i t i o n o f Y Z Q h y d r a u l i c s p e e d r e g u l a t i n g b r a k e 。 Ke y Wo r d s ： Y Z Q h y d r a u l i c s p e e d r e g u l a t i n g b r a k e ； d o w n w a r d b e l t c o n v e y o r ； b r e a k t e c h n i q u e 0 前言 1 液压调速制动器 的结构特点 下运带式输送机与平运带式输送机的运行工况是 不一样的。电力拖动方面 ：平运带式输送机正常运行 时， 电动机处于电动工况 ， 即电动机拖动皮带机运转 ； 下运带式输送机正常运行时 ，物料通过皮带拖动电动 机运转 ， 电动机处于发 电制动工况 ， 即电动机输 出制动 力矩来平衡皮带上物料下行力矩。失电工况方面 ： 平运 皮带机失电后可以 自然停车 ，而下运皮带机失 电后 由 于物料的机械能很大 ，皮带不但不会停反而会加速下 行 ， 发生“ 飞车” 。所 以， 制动装置对于下运带式输送机 尤为 重要 。 Y Z Q型液压调速制动器是北京起重运输机械研究 所近年来专为下运带式输送机研制的制动设备。由于 它具有可控匀加速软启动 、 可控匀减速软制动 、 超载限 速 、 停电应急软制动等功能 ， 使其特别适用于工况复杂 的下运带式输送机系统 。该制动器能保 障下运胶带安 全可靠运行 ， 且寿命 长， 维护简便 。目前 ， 已经被煤矿 、 水泥厂 、 水 电站等领域广泛采用。 收稿 日期 ： 2 0 o 8 一 O 8 0 5 作者简介： 邢蕾 ( 1 9 7 6 一 ) ， 女 ， 毕业于北京航空航天大学机械工程学 院， 现 从事液压 、 液力产 品的研发工作。 ·+ 一 · + 一 一 +一 一一 +一 + 一 一 · + 一一 - + 一 - · - +- - + 一 Y Z Q型液压调速制动器 实际是一个小 型液压站 主要由制动装置 、 油箱 、 电控柜 3部分组成 ， 其 中制动 装置是由柱塞式变量泵及压力 、 流量控制系统等构成， 是核心部件 ， 如图 l 所示。其全部工作机构均密封在坚 固的壳体 内， 浸泡在工作油液中。壳 内油液既漏不出， 外面尘土也不易侵入 ， 这对多尘的现场非常适用。整套 装置没有任何干摩擦面 ， 不会产生摩擦热和火花 ， 所以 同样非常适用于煤矿井下。全套设备集制动装置外形 中布置 ， 外形尺寸小 ， 现场安装极为方便。 图 1 Y Z Q型液压调速制动器 参 考 文 献 【4 】 俞兴民， 等 液压机调速系统改进设计【 J 1 液压与气动， 2 0 0 6 【 1 】 傅连东 ， 等P L C在 干粉 自动成型液压机 中的应 用 j 1 机 械设 计与制造 ， 2 0 0 7 ( 5 ) ： l 1 2 一 l 1 3 【 2 】 黄浩 ， 陈德 国 干粉成形 液压机 比例系统改造 J 】 机械研究 与 应用 ， 2 0 0 7 ( 4 ) ： 1 0 3 1 0 4 3 】 傅连东 ， 等 干粉成型液压机液压系统优化设计 J 液压 与气 动 ， 2 0 o 7 ( 2 ) ： 3 8 3 9 ( 3) ： 6 3 - 6 4 5 】 黄长征 ， 等 液压机 速度控制 技术新发 展 J 锻压技术 ， 2 0 0 7 ( 1 0 ) ： 8 1 1 6 】 司徒忠 ， 等 高速液压机 智能控制方法研 究 J 机床与 液压 ， 1 9 9 9 ( 5 ) ： 1 4 1 8 7 】 俞新陆 液压机 M 】 北京 ： 机械工业出版社 ， 1 9 9 0 4 3 液 压 气 动 与 密 封 2 0 0 9年 第 l期 2 几种下运制动系统进行 的比较 目前 ，我国应用 的几种下运带式输送机制动系统 主要有 ： 电力动力制动 系统 、 液力制动系统 、 液压调压 制动系统 、 液压调速制动系统等。 电力动力制动的主要问题是国内缺少防爆 电器的 配套件， 而且其造价较高 ； 整个 电力动力制动系统的体 积庞大 ；并且其有一个致命弱点是无法解决停电应急 保护制动的问题。 液力制动系统 的突出优点在于其转换元件 ( 液力 制动器 ) 的工作性能 ： 有油则合 ( 投入制动 ) ， 无油则分 ( 退出制动) 。由于定子和转子间没有摩擦 ， 所以其使用 寿命较长 。但是它同电力动力制动系统有一个共 同弱 点 ， 即其制动力矩与转子 的转速有关 ， 当转速为零时 ， 制动力矩也变为零 ，因此 ，必须 同机械闸一起配合使 用。在实际使用时， 应该用液力制动消耗掉下运制动的 大部分机械能 ， 待主机的高转速减至低转速时 ， 才使用 机械闸。但是这样就带来一个新问题， 一般 的机械闸的 结构均是失电上闸式 的， 如果事故停电 ， 那么机械闸瓦 会 自行合上 ， 此时 ， 液力制动器还来不及耗能 ， 大部分 的能耗将 由机械闸承担 。 这样将产生高温。 液压调压制动系统的主要优点是制动力矩正比于 调定压力 与转速无关 ， 所以可将转速制动到零而不需 配机械闸 ， 控制容易 、 系统简单。而且 ， 油液在系统内循 环流动 ， 系统的散热性能较好。但其缺点是液压调压制 动系统的压力如果确定后 系统将输出一个不随主机 转速变化 的恒定制动力矩 ，这样就无法控制胶带机 的 减速度值 ， 即无法实现可控软制动。 从上述的电力动力 、 液力 、 液压调压 3种制动方案 的比较可以看出 ：虽然它们采用各 自不 同的能耗制动 原理 但有一个共 同特点， 即制动器 自身的可控输出量 均为力矩值 ，然而我们 的目的是要控制胶带机的启动 加速度值和制动减速度值 从而实现可控软启动 、 可控 软制动。为更好地解决这个问题 ， 液压调速制动方案就 显 出其独特的优越性 。 在 Y Z Q型液压调速制动器控制原理中有两个近似 正 比的关系： 下运带速度正比于油路流量 ； 制动力矩正 比于油路压力。所 以控制胶带机减速度值就转化为控 制系统的流量变化。Y Z Q型液压调速制动器流量控制 系统采用 了电液比例调速阀 ，该阀的特性是流量不受 油路中压力变化的影响 ， 只正 比于其控制电流。因而 ， 能够保证在载荷量大幅度变化 ( 即油路压力变化 ) 时 ， 下运皮带机的启动加速度和制动减速度基本为一恒定 值 3 Y Z Q型液压调速制动器主要性能特 占 、 3 1 可 靠的 防爆性 能 Y Z Q型液压调速制动器采用流体节流耗能( 即液 压制动 ) ， 整套装置没有干摩擦 面 ， 所 以工作 时不会产 生高热和火花 ，散热系统可以保证任一机件的表面温 度小于 I O 0 C， 工作油温度小于 8 O o C； 电器部件均采用 经国家检验合格的防爆元件 ， 所以， 可用于任何瓦斯等 级的井下煤矿。 3 2 优 良的 工作性 能 Y Z Q型液压调速制动器是通过控制信号 。电流变 化进而控制电液 比例调速阀的流量 。流量的变化直接 影响下运胶带的带速。所以输入如图 2所示控制 电流 就可保证启动加速度和制动减速度为定值 ，不受下运 带载荷量大小的影响。输送带上的载荷在空载直至满 载的任意工况下 ，制动减速度和启动加速度都可以控 制在一定范 围内。在正常工况下 ， 制动力矩随输送带上 载荷量的多少可以实现 自动调整 ，变化范围为最大制 动力 矩 的 l 5 一 1 0 0 。 流 图 2 Y Z Q型液压调速制动器简化模型 1 一 电液比例调速阔 2 一 油压控制器( 控制制动力矩 ) 3 一 流量检测器( 检测带速) 4 - 反馈弹簧5 一 先 导阀 6 一 比例电磁铁7 一 液压箱8 一 高压液压泵 3 。 3 功 能全面 Y Z Q型液压调速制动器除对下运输送带除具有可 控软启动 、 可控软制动功能外 ， 还具有停电应急保护制 动 、 超载限速等功能 。由于其备有微型应急电源 ， 所以 可保证当下运胶带遇突然停 电事故时 ，制动器仍能够 自动反应实施停 电应急保护制动 ，此时减速度控制功 能完全与正常制动工况时相 同。如遇超载( 即超速) 情 况 油泵转速受调速阀流量限制 ， 只允许在其最大转速 附近。超载部分 的能量 由阀 E l 节流产生热量随油液流 Hv dr a u l i c s Pn e uma t i c s Se a l s NO 1 2 0 09 航空液压泵加速寿命试验台的研制 桑 勇 王 占林 ( 1 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室 ， 辽宁大连l 1 6 0 2 3 ； 2 北京航空航天大学 自动化科学与 电气工程学院 ， 北京 1 0 0 0 8 3 ) 摘要 ： 根据加速 寿命试验 的原理针对某 型号高压大 流量航空液压泵研 制 了航空液压泵加速 寿命试 验台 ， 该试 验台能够在 4 2 M P a高 压 、 6 3 0 0 r mi n超速下进行试验实现 了温度 、 压力 、 转速和冲击 载荷 四种加速因子的加速寿命试验。本 文详细介绍 了试验台的总体设计 方案 ， 对试验 台研制过程 中采用的关键技术从机械和 电气 两方 面加 以论述 ， 这些关键技术全部来 自实际的工程实践 ， 具有一定的参考 价值。最后分析 了试验结果并解决 了调试 中发现的问题 。上述工作能对当前类似液压试验装置的设 计提供参考。 关键词 ： 加速寿命试验 ； 航空液压泵 ： 加速 因子 中图分类号： T H1 3 7 5 1 文献标示码 ： A 文章编号 ： 0 0 8 0 8 1 3 ( 2 0 0 9 ) 0 1 一 O 0 5 4 0 4 De v e l o p m e n t o f Ac c e l e r a t e d Li f e Te s t i n K S t a n d f o r Ai r b o r n e Hy d r a u l i c Pu m p S A NG Y o n g WANG Z h a n l i n f 1 K e y L a b o r a t o r y f o r P r e c i s i o n a n d No n t r a d i t i o n a l Ma c h i n i n g T e c h n o l o g y o f Mi n i s t ry o f Ed u c a t i o n D a l i a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y， Da l i a n l 1 6 02 3， Ch i na； 2 S c h o o l o f A u t o ma t i o n S c i e n c e a n d E l e c t ri c a l E n g i n e e ri n g ， B e i h a n g U n i v e r s i t y ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ) A b s t r a c t ： A c c o r d i n g t o t h e t h e o r y o f t h e a c c e l e r a t e d l i f e t e s t i n g f A L T ) ， t h e A I J T s t a n d f o r a a i r b o r n e h y d r a u l i c p u mp w i t h h i g h p r e s s u r e a n d g r e a t fl o w h a s b e e n d e v e l o p e d T h e t e s t s i n c l u d i n g e x t r e me s p e e d t e s t ， e x t r e me p r e s s u r e t e s t ， e x t r e me t e mp e r a t u r e t e s t a n d i mp a c t i v e t e s t c o u l d b e c o n d u c t e d b y t h i s s t a n d u n d e r t h e c o n d i t i o n o f 4 2 MP a h i g h p r e s s u r e a n d 6 3 0 0 r mi n e x t r e me s p e e d Th e g e n e r a l d e s i g n o f th e s t a n d i s i n t r o d u c e d d e t a i l e d l y i n t h i s p a p e r T h e k e y t e c h n o l o g i e s a r e d i s c u s s e d f r o m t wo r e s p e c t s o f me c h a n i c a l s t r u c t u r e a n d e l e c t ric al d e s i g n T h o s e t e c h n o l o g i e s c o mi n g f r o m t h e e n g i n e e rin g p r a c t i c e h a s a c e r t a i n r e f e r e n c e v a l u e P r o b l e ms i n t e s t i n g a r e s u mma ri z e d a n d t e s t i n g r e s u l t s a r e a n aly z e d a t l a s t T h e r e s e a r c h r e s u l t s h a v e s o me g u i d a n c e s i g n i f i c a n c e t O d e s i g n i n g h y d r a u l i c t e s t i n g s t a n d Ke y W o r d s ： a c c e l e r a t e d l i f e t e s t i n g ； a i r b o r n e h y d r a u l i c p u mp ； a c c e l e r a t i n g f a c t o r O 引言 历史， 1 9 5 7 年L e v e n b a c h 】发表的 电容器的加速寿命试 国 内 外 关 于 加 速 寿 命 试 验 的 研 究 已 有5 0 多 年 的 论 文 为 关 力 口 速 寿 命 试 的 第 一 篇 论 文 。 2 0 世 纪 7 0年代 ， 加速寿命试验进入 中国， 立即引起工程 作者简介： 桑勇( 1 9 7 9 一 ) ， 男， 博士， 大连理工大学机械工程学院 讲师。 研 界和统计学家的兴趣 ， 在电子 、 机械 、 仪表等行业 中边 究方向为： 电 液伺服控制、 机电传动 控制。 使用边研究。随后的 2 0年里 ， 在加速寿命试验中积累 · 一一 +- + 一- + 一 - +一 +- 一 一 +一 +一 +一 +- +一 +- +一 +一 +- +- +一 +- +- +一+- +一 +一 +- +- +一 +一 +一 +一 +一+- +一 +- +- +- 十- +- + 动散逸掉 ， 因此 ， 能有效的保护电动机安全运行。 3 4使用寿命 长 Y Z Q型液压调速制动器 由于在带式输送机正常运 行时处于卸载空转状态 ， 所以油泵使用寿命长 只要保 持油液清洁， 基本不需要 日常维护 ， 整机使用寿命 多数 可达 1 0年以上。 综上所述 ， Y Z Q型液压调速制 动器是 目前 国 内最 理想的下运带式输送机的专用制动设备。 4 Y Z Q型液压调速制动器的应用 到 目前为止 ， 我所生产的 Y Z Q液压调速制动器在 煤矿 、 水泥厂 、 水电站等领域已得 到了广泛的应用 ， 均 受到好评。举例如下 ： 4 1 煤炭行 业 山西古交矿区镇城底煤矿 、 吉林省珲春煤矿 、 宁夏 灵新煤矿 、 四川广安蔡山洞煤矿、 重庆綦江渝阳煤矿等。 4 2水 泥行 业 都江堰拉法基水泥厂 、 四川峨眉水泥厂 、 铜陵水泥 厂 、 云南红塔集团水泥厂 、 河南平顶山瑞平水泥有限公 司、 本溪交通水泥厂等。 4 3水 利水 电行业 二滩水电站 、 重庆中水八局彭水水电站 、 云南中水 四局金安桥水电站等。 参 考 文 献 f l 11 鄂大辛 液压传动与气压传动f 北京： 北京理工大学出版社, 2 0 0 7 2 】 左建 民 液压与气压传动【 M 北 京： 机械工业 出版社， 2 0 0 5 3 】 林建亚， 何存兴 液压元件【 M】 北京： 机械工业 出版社， 1 9 9 8 【 4 J 王春行 液压控制系统 MI 北京： 机械 工业 出版社， 2 0 0 6 5 】 李光布带式输送机动力学及设计 E 京： 机械工业出版社， 1 9 9 8 6 】 张尊敬， 等 D T( A ) 型固定式 带式 输送机设计 手册【 M】 北京： 冶金工业 出版社。 2 0 0 3 【 7 】 王晓峰 下运带式输送机技术研讨f J 】 起重运输机械， 2 0 0 6 ( 9 ) 4 5