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箕斗卸載監測之箕斗定重裝載液壓系統分析

發布時間:時間:2020/9/22 9:25:59人氣:




一、提升載荷監測之箕斗定重裝載液壓系統背景分析


       1、在箕斗定重裝載液壓系統工作工程中,由于某一元件的工作狀態變更,將不可避免地在管路內產生流量和壓力的沖擊或脈動,這對系統的穩定性和可靠性以及系統中其他元件的正常工作有著很大的影響。

       2、在箕斗裝載過程中管路作為稱重油液的容腔,其在受內壓時的彈性變形等因素也必然會對稱重的精度造成較大的影響。因此,管路作為稱重液壓系統不可缺少的系統元件,其動態特性是很重要的。  

       3、在實際使用過程中,由于泵與液壓缸之間有較長的距離,經研究決定使用高壓橡膠管作為油液傳輸管路。高壓橡膠管由于其自身存在較大的彈性,在同樣的長度下,對系統的影響要比鋼管大許多。

       4、高壓橡膠管自身的彈性有吸收壓力脈動的作用,但大量的實踐經驗表明,高壓橡膠管長度較長時勢必對系統的性能造成影響。實踐證明由于長輸油管路的存在,必然造成液壓系統作業機構的響應滯后。管路對系統產生的影響不能忽略。 


二、定重裝載管路液壓傳動系統概述  


      1、管路液壓是傳動和控制工程中用以傳輸流體介質、傳遞流體動力和流體信息的不可或缺的元件,其動態性能直接關系到系統的精確性、穩定性。

      2、箕斗計量裝載液壓管路本質上屬于一個多自由度的分布參數系統,描述其特性的準確模型是目前普遍認可的與頻率相關的耗散摩擦模型,但由于該模型中含有復雜的貝塞爾函數和雙曲函數,給模型的解析和應用帶來極大的不便,因此在分析液壓系統動態特性時,一般都忽略管路效應或采用較粗糙的近似方法。  

      3、常用的描述流體管路動態特性的方法主要有二種:分布參數模型和集中參數模型。 

     (1) 分布參數模型就是將系統中較長的液壓管路看成是有液容、液感和液阻組成的網絡,這種管路模型被認為是流體管路的精確模型,是處理管路的常用方法。   

     (2) 集中參數模型認為管路的特性包含粘性剪切引起的液阻、流體可壓縮性或柔性引起的液容和流體加速時慣性作用引起的液感,管路的動態模型可看作是這些理想元件(液阻、液容和液感)的一種純集中參數的組合。


三、定重裝載系統的基本原理


        箕斗定重裝載的基本原理如圖所示。壓力油液被密封在液壓缸2中,當被測箕斗安放在液壓缸活塞承載面1上時,密封油液3中的壓力將隨著箕斗中煤質量的增加而增大。因此,通過壓力傳感器4測量油液壓力的大小,便可換算出箕斗中煤重量的大小。


四、箕斗監測定重裝載液壓系統的設計分析


       1、定重裝載液壓系統在不破壞原有提升系統的前提下,在井底托罐梁的間隔增設兩對稱重液壓缸,分別用來測量1號和2號箕斗中煤的質量,在左右溜煤槽分別增設一個閘門液壓缸,分別用來截止1號和2號箕斗中的過多煤流入。

       2、箕斗在裝煤時,壓力傳感器實時測量箕斗中煤的重量,當壓力傳感器測量到箕斗中煤的質量達到預定值,控制系統會自動關閉閘門以截止煤流入,并打鈴提示司機提升箕斗。定重裝載液壓系統原理如上圖3所示。

       3、箕斗裝載液壓系統的工作流程如下:1號箕斗下落在托罐梁上時壓迫滑動架使溜嘴進入箕斗,同時安裝在井下的下降限位開關接通使三位四通閥電磁鐵1DT通電,芯克服彈簧力右移使壓力油液經電磁閥進入稱重液壓缸下腔,活塞上升頂起箕斗。

       4、當重液壓缸活塞上升的高度使舉升限位開關接通時,電磁鐵1DT斷電使閥芯位于中位此時壓力油液被密封在液壓缸中,壓力傳感器便可以根據密封油液的壓力變化測量箕中煤的質量。



五、箕斗監測定重裝載系統硬件組成


      主井箕斗定重裝載PLC控制系統由監控器、控制器、箕斗定重稱重裝置和執行機構4個部分構成。
       1、監控器(絞車房)由FX2N-48MR、FX2N-485,-BD、顯示面板、專用繼電器組和供電電源5個部分組成,主要用來顯示井底裝載設備的運行狀態、信號狀態、定量斗裝煤重量以及參數設置,并且完成數據的遠程傳輸任務。FX2N-48MR是監控器的核心部分,完成監控器的主要功能。

       2、箕斗定重稱重裝置輸出的4-20 mA電流信號通過控制器的FX2N-2AD轉換為重量信號、輸出顯示井底裝載設備的運行信號、狀態信號、箕斗裝煤重量以及設備控制的輸入信號,并完成數據的遠程傳輸。


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