井下電動鏟運(yùn)機(jī)是在柴油鏟運(yùn)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,由于它具有無廢氣污染,噪聲小,工作溫度低,維修量小,生產(chǎn)費用低,作業(yè)效率高等優(yōu)點,被越來越多的井下礦山企業(yè)采用,并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。國產(chǎn)電動鏟運(yùn)機(jī)的基本技術(shù)水平已接近國際先進(jìn)水平,但在傳動系統(tǒng)的操作與控制方面的研究尚有一定差距。
據(jù)鏟運(yùn)機(jī)應(yīng)用及有關(guān)文獻(xiàn)分析,1m3以下的小型鏟運(yùn)機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)多采用電動-靜液壓機(jī)械驅(qū)動的無級調(diào)速方案。選擇合理的靜液壓驅(qū)動的操作與控制方式成為提高鏟運(yùn)機(jī)操縱性、安全性和可靠性的重要一環(huán)。目前,國內(nèi)井下小型電動鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動的操作與控制主要有兩種方式:
(1)機(jī)械伺服控制:這種方式是以選用手動伺服的變量泵和馬達(dá)為基礎(chǔ)組成靜液壓驅(qū)動系統(tǒng),采用多連桿(或推拉軟軸)與操作桿機(jī)構(gòu)組成多桿機(jī)構(gòu)來傳遞操作運(yùn)動。手動伺服的液壓泵(馬達(dá))容易選型,因而在國產(chǎn)電動鏟運(yùn)機(jī)中應(yīng)用最為普遍。但是,這種方式受諸多因素影響,如受空間及操縱臺位置限制多連桿布置復(fù)雜,易出現(xiàn)運(yùn)動死點;因緊急制動與靜液壓控制系統(tǒng)難以現(xiàn)聯(lián)動等缺點,出現(xiàn)緊急制動時,靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)繼續(xù)工作,造成制動力矩過大和電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等不安全因素。
(2)電氣伺服控制:是以電控變量泵和馬達(dá)為基礎(chǔ)組成靜液壓驅(qū)動系統(tǒng),通過電氣系統(tǒng)來改變變量泵(馬達(dá))電磁換向閥上的兩個比例電磁鐵的電流大小來控制靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)無級變速。其優(yōu)點是當(dāng)制動系統(tǒng)采用電磁換向閥來控制時,能通過合理的電氣和液壓設(shè)計來實現(xiàn)緊急制動與靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的聯(lián)動。但由于安全要求,其操作電壓必須控制在36V以下,而目前國內(nèi)生產(chǎn)的低壓電氣元件尤其是滑線變阻器普遍不能適應(yīng)井下潮濕環(huán)境和機(jī)器的振動、沖擊,因而電氣控制方式?jīng)]能在井下電動鏟運(yùn)機(jī)上取得滿意的效果。
2液壓伺服控制系統(tǒng)工作原理
為克服上述兩種方式的不足,山東金嶺鐵礦在廣泛收集和研究國外先進(jìn)技術(shù)的同時,結(jié)合國內(nèi)液壓技術(shù)水平,設(shè)計了一套機(jī)、電、液一體化的液壓伺服控制系統(tǒng)。它以液控變量泵和馬達(dá)為基礎(chǔ)組成靜液壓驅(qū)動系統(tǒng),通過控制先導(dǎo)閥改變液壓泵(馬達(dá))液控?fù)Q向閥上兩液控油口的壓差來實現(xiàn)靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的無級變速。這種方式以液壓油為工作介質(zhì),工作油路全封閉,因而具有不怕潮濕、抗沖擊、耐震動等特點。同時,采用彈簧制動、液壓松閘全封閉油冷濕式多盤制動器,可將液壓伺服控制和制動油路設(shè)計成同一液壓回路(如圖)來實現(xiàn)靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)與制動系統(tǒng)的聯(lián)動?!?/p>
2.1靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的伺服控制回路