刮板輸送機(jī)伸縮機(jī)尾電液控制系統(tǒng)的研制 - 圖文-

1、收稿日期:2007-11-01 作者簡(jiǎn)介:汪愛明(1982-,男,江蘇南通人,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京機(jī)電與信息工程學(xué)院在讀研究生,研究方向:機(jī)械電子工程。刮板輸送機(jī)伸縮機(jī)尾電液控制系統(tǒng)的研制汪愛明1,孟國(guó)營(yíng)1,李國(guó)平2,冀 貴2(1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京,北京 100083;2 中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司,河北張家口 075025摘 要:文章介紹了刮板輸送機(jī)伸縮機(jī)尾電液控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理,詳細(xì)介紹了其電控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理和軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)。并將此技術(shù)應(yīng)用于刮板輸送機(jī)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果證明,該電液控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好,具有一定的工程應(yīng)用及推廣價(jià)值。 關(guān)鍵詞:刮板輸送機(jī);伸縮機(jī)

2、尾;電液控制系統(tǒng)中圖分類號(hào):TD528+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-0959(200801 0088 03煤礦井下的刮板輸送機(jī)受到工作面條件的影響,其預(yù)先調(diào)好的鏈條張緊力會(huì)隨著輸送機(jī)負(fù)載運(yùn)行或液壓支架的推移等經(jīng)常發(fā)生變化;當(dāng)鏈條的松緊變化超出了正常范圍時(shí),將嚴(yán)重影響輸送機(jī)的正常運(yùn)行及鏈條的使用壽命。對(duì)此,可采用可伸縮機(jī)尾的刮板輸送機(jī),從監(jiān)測(cè)伸縮機(jī)尾的油缸壓力入手,在機(jī)尾處配備電液控制系統(tǒng)來控制機(jī)尾的伸縮,達(dá)到在一定范圍內(nèi)控制運(yùn)行中鏈條的張緊和松弛,使鏈條在運(yùn)行時(shí)始終處于理想的狀態(tài)的目的。1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理本系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)組成。1 1 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理圖1是伸縮機(jī)

3、尾液壓系統(tǒng)原理圖,本液壓系統(tǒng)的工作原理是:電控系統(tǒng)儀表(8有手動(dòng)與自動(dòng)控制兩種工作狀態(tài)。處于手動(dòng)控制狀態(tài)時(shí),主要根據(jù)人為經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)操作按鈕來控制無桿腔電磁閥和有桿腔電磁閥動(dòng)作,使刮板輸送機(jī)伸縮機(jī)尾伸長(zhǎng)或收縮,調(diào)節(jié)刮板鏈松緊;而處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí),電控系統(tǒng)儀表會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)油缸壓力(7和液壓缸的位置開關(guān)(10,當(dāng)壓力傳感器(7測(cè)到的壓力低于設(shè)定下限值時(shí),閥組(5的無桿腔電磁閥動(dòng)作,無桿腔充液,油缸壓力增大,伸縮機(jī)尾伸長(zhǎng),直至壓力達(dá)到設(shè)定上限值。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的壓力高于設(shè)定的保壓值時(shí),閥組(5的電磁閥不通電,有桿腔、無桿腔都不充液,伸縮機(jī)尾不移動(dòng)。若在伸縮機(jī)尾輔助緊鏈過程中,系統(tǒng)壓力沒有達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)定上限壓

4、力,但液壓缸活塞在行走過程中卻檢測(cè)到位置開關(guān)信號(hào);此時(shí),系統(tǒng)要報(bào)警,并停止正在執(zhí)行的動(dòng)作,等待現(xiàn)場(chǎng)工人操作。1 2 電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理圖2是電氣控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖,以單片機(jī)AT 89C55為核心的主電路,可實(shí)現(xiàn)壓力、位置信號(hào)的處理、存 儲(chǔ)、1 球形截止閥;2 過濾器;3 壓力表;4 安全閥;5 電液控?fù)Q向閥組;6 液壓?jiǎn)蜗蜷y;7 壓力傳感器;8 電控系統(tǒng)儀表;9 伸縮缸;10 行程傳輸裝置圖1 伸縮機(jī)尾液壓系統(tǒng)原理圖輸入輸出控制等功能,外圍電路包括采樣、鍵盤、顯示、通訊及報(bào)警電路,如圖2 所示。圖2 電氣控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖881 2 1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的確定及傳感器的選型伸縮油缸壓力的監(jiān)測(cè):選擇油

5、缸壓力作為判斷伸縮機(jī)尾伸長(zhǎng)或收縮的依據(jù)。傳感器型號(hào)為Sns/d md /au 。活塞位置的監(jiān)測(cè):選擇活塞在油缸中行走的兩個(gè)極限位置作為位置的監(jiān)測(cè)點(diǎn);若活塞走到極限位置,傳感器發(fā)出信號(hào),系統(tǒng)報(bào)警。傳感器選擇霍爾開關(guān),型號(hào)為KHO 03DA 。1 2 2 采樣電路選擇TLC1543作為A /D 轉(zhuǎn)換芯片,可以實(shí)現(xiàn)油缸壓力信號(hào)的數(shù)字化;活塞位置信號(hào)經(jīng)光隔,進(jìn)入單片機(jī)中斷口。采樣電路如圖3所示。 圖3 采樣電路圖1 2 3 控制電路AT 89C55的I /O 端口的驅(qū)動(dòng)能力不夠,須選取達(dá)林頓管進(jìn)行功率放大,驅(qū)動(dòng)電磁閥。功率放大電路如圖4所示。 圖4 功率放大電路圖1 2 4 通訊R S-485作為通訊

6、芯片,MOD B U S 作為通訊協(xié)議。通訊電路如圖5所示。1 2 5 系統(tǒng)電源選擇壓力、位置傳感器電源分別為+12V 、+5V;系統(tǒng)主板為+5V 、+12V,其中+5V 給單片機(jī)系統(tǒng)供電,+12V用來驅(qū)動(dòng)電磁閥。本系統(tǒng)在井下工作,電源選擇為本安電源。電源技術(shù)參數(shù)輸入電壓:A C127V +10%-25%、50H z輸入電流: 0 35A。 圖5 通訊電路圖89本安輸出:本安輸出為兩個(gè)獨(dú)立的回路,參數(shù)見表1。表1 本安輸出回路參數(shù)編號(hào)輸出電壓DC /V 工作電流/A 紋波/mV 過壓保護(hù)值/V 過流保護(hù)值/mA +5360 205 5725 +12200 2013 2330+211604023

7、 1336 圖6 主程序流程圖2 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件由主程序和5個(gè)專用子程序以及延時(shí)等幾個(gè)通用子程序組成。6個(gè)專用子程序分別是數(shù)據(jù)采集子程序、手動(dòng)伸縮機(jī)尾子程序、自動(dòng)伸縮機(jī)尾機(jī)尾、鍵值判斷子程序、顯示子程序及通訊子程序。圖6為主程序流程圖。3 結(jié) 語(yǔ)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要,可在刮板輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾各安裝一套 電液控制自動(dòng)伸縮機(jī)尾 。在神華萬利礦,電液控制自動(dòng)伸縮機(jī)尾可根據(jù)工作面鋪設(shè)長(zhǎng)度、刮板鏈負(fù)荷狀況,自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送機(jī)長(zhǎng)度和鏈條松緊程度,實(shí)現(xiàn)了鏈條張力與負(fù)荷的最佳匹配,保護(hù)了鏈條的安全,延長(zhǎng)了鏈條的使用壽命,減小了輸送機(jī)各相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的磨損,保證了大功率長(zhǎng)運(yùn)距高鏈速刮板輸送機(jī)的安全運(yùn)行,延長(zhǎng)了刮板輸送機(jī)整機(jī)

8、的使用壽命。參考文獻(xiàn):1 李芝.液壓傳動(dòng)M .北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.2 謝錫純,李曉豁.礦山機(jī)械與設(shè)備-礦井提升運(yùn)輸設(shè)備M .徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2000.3 梅麗鳳,等.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M .北京:清華大學(xué)出版社,北京交通大學(xué)出版社,2004.4 孛國(guó)偉.綜采刮板輸送機(jī)刮板鏈張力的監(jiān)測(cè)控制J.煤,1998,(2.5 張培宏.刮板鏈的初張力和緊鏈力J.山西煤炭,1997,(10.(責(zé)任編輯 趙巧芝信息資訊 建設(shè)信息山西省規(guī)劃2020年煤炭生產(chǎn)礦井1303處產(chǎn)能8 66億t山西省規(guī)劃到2020年全省煤炭生產(chǎn)礦井1303處,產(chǎn)能8 66億t /a 。這是近日在 山西省2006-

9、2020年煤炭生產(chǎn)開發(fā)規(guī)劃 認(rèn)證會(huì)上獲悉的。由中國(guó)工程院院士和高級(jí)工程師共28人組成的專家組對(duì) 規(guī)劃 進(jìn)行了詳細(xì)論證,并原則通過了 規(guī)劃 。據(jù)悉,山西省現(xiàn)有各類煤礦3207處,生產(chǎn)及在建總產(chǎn)能為9 33億t /a ,已查明及預(yù)測(cè)的2000m 以上的煤炭資源總量達(dá)到6552 02億t ,占全國(guó)的11 8%;全省保有查明煤炭資源儲(chǔ)量2654 84億t ,占全國(guó)的26%。山西省根據(jù) 國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見 ,結(jié)合實(shí)際,編制了 山西省2006-2020年煤炭生產(chǎn)開發(fā)規(guī)劃 。在生產(chǎn)開發(fā)方面,山西省規(guī)劃到2010年,生產(chǎn)礦井共計(jì)2464處,產(chǎn)能總計(jì)7 91億t /a ,其中大型礦井99處

10、產(chǎn)能3 04億t/a ,中型礦井193處產(chǎn)能1 21億t/a ,小型礦井2172處產(chǎn)能3 67億t/a ;規(guī)劃到2015年,生產(chǎn)礦井共計(jì)1752處,產(chǎn)能總計(jì)8 08億t/a ,其中大型礦井139處產(chǎn)能4 50億t/a ,中型礦井167處產(chǎn)能1 06億t/a ,小型礦井1446處產(chǎn)能2 52億t/a ;規(guī)劃到2020年,生產(chǎn)礦井共計(jì)1303處,產(chǎn)能總計(jì)8 66億t /a ,其中大型礦井155處產(chǎn)能5 90億t/a ,中型礦井148處產(chǎn)能0 9589億t/a ,小型礦井1000處產(chǎn)能1 80億t/a 。在煤炭外運(yùn)方面,山西省規(guī)劃外調(diào)出省煤炭量:2010年控制在5 0億t 左右,2015年控制在5 4億t ,2020年控制在5 8億t ,鐵路、公路分別承擔(dān)90