E141恒减速液压站原理分析与研究解读

煤矿机械

Coal Mine Machinery

Vol.32No.04Apr. 2011

第32卷第04期2011年04月

概述

提升机液压制动系统是一种机电液高度集成的产品，是矿井提升机关键配套设备，它的正常运行直接影响到煤矿的安全生产。

国内制动系统多采用二级制动和恒减速制动2种制动方式，其中二级制动应用比较广泛，特别是在老矿井和中小型矿井中。恒减速制动主要用在大型矿井和新建的矿井。恒减速制动可极大改善安全制动时对机械设备的冲击，从根本上改善制动性能，有效提高提升机安全制动时的可靠性和安全性。从而在新建的矿井和旧井改造中得到了越来越广泛的应用。

恒减速制动系统在国外已经发展使用多年，系统控制性能稳定可靠，其中西马格公司ST3-D 型液压站和ABB 公司的液压站最为成熟，但是价格比较高。国内恒减速制动系统发展比较晚，但是发展比较迅速，主要由中信重工生产的一系列液压站，比如E128、E141等，虽然性能相对于外国的液压站有一定差距，但是性价比高，也能满足矿井的使用要求。其中E141管路集成度较高，布局合理，在越来越多的矿井中得到应用。鉴于此本文介绍E141液压控制系统原理和电气控制系统原理。1E141系统分析1.1系统概述

如图所示恒减速液压站主要由液压

泵、滤油器、油压传感器、电液比例溢流阀、电磁换向阀、伺服阀、制动液压缸（盘式制动器）等组成，液压泵主要为系统提供动力源，电液比例溢流阀主要用于控制系统油压，参与工作制动，伺服阀和蓄能器主要用于控制恒减速时的油压，液压缸是系统的执行元件。

图1E141液压系统原理图

1. 油箱

2. 电接点温度计

3. 液位计

4. 空气滤清器5，9，18，29. 滤油器6. 电机7. 液压泵8. 遥控电机10. 比例溢流阀11. 单向阀12. 电接点压力表13. 压力继电器14. 压力表15，28. 截止阀16. 蓄能器17. 比例方向阀19、20. 溢流阀21、22、23、24. 电磁换向阀

25. 节流阀26. 压力表27. 压力传感器30. 盘式制动器

E141恒减速液压站原理分析与研究

冯均国1，谭兴福2，纪长顺3，徐翊锋2，王先锋

2

（1. 枣庄矿业集团中兴建安工程有限公司，山东枣庄277101；2. 中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116；

3. 安徽省特种设备检测院宿州分院, 安徽宿州234000）

摘要：介绍了液压制动系统的应用情况，二级制动和恒减速制动2种制动方式的工作原理

和特点，E141恒减速液压站的基本组成和主要功能，并简要介绍了各个模块的主要作用。详细说明了安全制动时电气控制原理和液压控制原理。

关键词：恒减速；E141；制动系统；安全制动中图分类号：TD538

文献标志码：A

文章编号：1003－0794（2011）04－0167－03

Analysis and Research on E141Constant Deceleration Hydraulic Brake

System

FENG Jun-guo 1，TAN Xing-fu 2，JI Chang-shun 3，XU Yi-feng 2，WANG Xian-feng 2

（1. Zaozhuang Mining Group Zhongxing Construction and Safety Engineering Co., Ltd., Zaozhuang 277101, China; 2. College

of Mechanical and Electrical Engineering, CUMT, Xuzhou 221116, China; 3. Anhui Special Equipment lnspection Institute

Suzhou Branch, Suzhou 234000, China ）

Abstract ：Firstly, the common situations of the application about hydraulic brake system in mine hoists, the principle and application for constant deceleration hydraulic brake system and two stage brake system are introduced; Secondly, the basic compositions and the main functions of each part are discussed; Thirdly, the principleofelectronicandhydraulicsystemduringemergencybrakeareanalysed. Key words:constant deceleration; E141; brake system; emergency brake

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3

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G2

22.122.2

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29.1

29.22627

28.128.2

30.230.113.313.4JP3JP4 G3G4G1

G1P

T

第32卷第04期

Vol. 32No.04E141恒减速液压站原理分析与研究———冯均国，等电气系统主要由PLC 、UPS 后备电源、检测元件等组成的压力闭环控制系统。检测元件主要用于实时监测速度压力等信号，PLC 主要用于分析处理信号，输出控制信号。UPS 用于为系统提供稳定的电源，提高电源不稳或断电时系统的可靠性。在紧急制动工况下，该液压站不仅能通过电控系统实现恒减速制动，而且保留了原有的恒力矩二级制动方式，当在恒减速控制系统失效时，立即自动转换为恒力矩二级制动状态，提高了系统的可靠性。当检测到井口时，为了保证能够及时制动，防止发生过卷等事故，还可进行一级制动。

1.2安全制动闭环分析

E141控制系统是一个压力和速度的闭环控制

系统，通过实时监测系统的压力和速度，控制液压阀的动作，实现快速安全制动。如图2所示，测速电机提供正比于转速的电压，输出的电压经过放大之后由继电器K1输入积分函数发生器2中，正常工作时，继电器K1处于闭合状态，通过积分放大器输出端电压控制系统的转动速度，当出现问题时继电器K1断开，此时积分函数发生器的输出电压就作为控制信号的初始值，并按事先调好的斜率逐渐降低，然后输出电信号与测速机提供的经放大的电信号进行比较，差值经过速度调节器3调节之后，与油压传感器9测出的压力进行比较，差值经过放大元件6放大，然后通过控制伺服阀7的阀芯位置，从而得到合适的制动力矩，形成一个闭环控制和恒减速制动。当通过零速检测元件检测速度降为零之后，就会使继电器K 得电，从而断开闭环控制系统，快速回油。

图2安全制动反馈系统原理图

1. 电阻

2. 积分函数发生器

3. 速度调节器

4. 油压给定元件

5. 压力调节器

6. 伺服放大器

7. 伺服阀

8. 反馈变换元件

9. 油压传感器10. 速度放大元件11. TG112. 零速检测元件13. 逻辑反馈14. 逻辑反馈15. ≥116. 积分函

数发生器17. 速度放大元件18. TG2