一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压系统

技术领域

本发明涉及单轨吊技术领域，具体涉及一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压系统。

背景技术

随着煤炭行业的不断发展，各大煤矿公司正在加快安全、高效、高产的现代化矿井建设。辅助运输的现代化程度是衡量一个煤矿现代化水平的重要指标，同时辅助运输的效率也直接影响着矿井生产效率。单轨吊机车作为辅助运输系统中的关键设备，在现代化辅助运输系统的建设中扮演着重要角色。现有柴油机单轨吊机车辅助液压系统均采用齿轮泵+溢流阀的控制方式控制各执行动作，造成不必要的能量损失；并且多为手动操作，工作效率低，因此研究一种节能高效、省人省力、易于自动化控制的单轨吊机车辅助控制液压系统可以更好地提高辅助运输的效率，降低人工成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高效节能、自动化程度更高的柴油机单轨吊机车辅助控制液压系统，技术方案如下：

一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压系统，包括负载敏感控制系统、夹紧控制系统、制动控制液压系统、起吊控制液压系统和发动机启动液压系统；

所述负载敏感控制系统包括负载敏感泵、油箱、主控制阀、第一梭阀；所述负载敏感泵与油箱通过液压管路连接，所述负载敏感泵X口通过第一梭阀与主控制阀X1、X2口连接，同时负载敏感泵出油口与主控制阀进油口连接；

所述夹紧控制系统包括第一两位四通电磁阀、夹紧油缸；所述夹紧油缸通过第一两位四通电磁阀与主控制阀连接；

所述制动控制液压系统包括包括制动油缸；所述主控制阀出油口通过管路与制动油缸小腔连接；

所述起吊控制液压系统包括起吊马达；所述吊马达与主控制阀连接；

所述发动机启动液压系统包括启动马达、第一单向阀、蓄能器；所述启动马达、蓄能器与主控制阀出油口连接，所述启动马达与蓄能器连通，所述第一单向阀通过管路与启动马达并联连接。

进一步的，所述负载敏感泵包括变量柱塞泵、复位缸、控制变量缸、流量控制阀、压力控制阀。

进一步的，所述主控制阀包括三位四通电磁阀、第一溢流阀、顺序阀、第一两位两通手动切换阀、第一液控单向阀、第二两位四通电磁阀、第二单向阀、第三两位四通电磁阀。

进一步的，所述夹紧控制系统中通过夹紧控制阀对夹紧油缸进行控制，所述夹紧控制阀进油口与主控制阀连接，其出油口与第一两位四通电磁阀连接。

进一步的，所述夹紧控制阀包括第二两位两通手动切换阀、第二液控单向阀、第一两位三通电磁阀、两位两通液控换向阀、减压阀。

进一步的，所述制动控制液压系统还包括切换阀和气液泵，所述气液泵进油口通过管路与油箱连接，气液泵出油口通过切换阀与主控制阀连接，其左位出油口与制动油缸小腔连接。

进一步的，所述起吊控制液压系统中通过手动电控换向阀对起吊马达进行精确控制，所述手动电控换向阀进油口与主控制阀连接，其出油口与起吊马达进油口连接。

进一步的，所述发动机启动液压系统中通过启动阀组、蓄能器控制阀对启动马达、蓄能器进行精确控制，所述启动阀组、蓄能器控制阀与主控制阀出油口连接，所述启动阀组出油口与启动马达进油口连接，所述蓄能器控制阀与蓄能器管路连接，所述启动马达与蓄能器通过启动阀组、蓄能器控制阀连通。

进一步的，所述启动阀组包括第二梭阀、第三两位两通手动切换阀、第二两位三通电磁阀、第三液控单向阀。

进一步的，所述蓄能器控制阀包括第二溢流阀、第三两位三通电磁阀、第四液控单向阀、第四两位两通手动切换阀。

进一步的，所述发动机启动液压系统还包括切换阀和气液泵，所述所述气液泵进油口通过管路与油箱连接，气液泵出油口通过切换阀与主控制阀连接，通过主控制阀内部油路及外接管路与蓄能器连接。

进一步的，所述蓄能器连接压力表。

进一步的，所述液压系统还包括发动机ECU、控制器、操作装置；所述发动机ECU、操作装置与控制器电连接，所述控制器与电气元件电连接。

本发明提供一种柴油机单轨吊机车辅助控制液压系统，节能高效、省人省力、易于自动化控制，能够有效地提高辅助运输的效率，降低人工成本。

附图说明

图1为本发明单轨吊机车辅助控制液压系统原理图；

图2为本发明单轨吊机车负载敏感控制系统原理图；

图3为本发明单轨吊机车夹紧控制系统原理图；

图4为本发明单轨吊机车制动控制液压系统原理图；

图5为本发明单轨吊机车起吊控制液压系统原理图；

图6为本发明单轨吊机车发动机启动液压系统原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利的概念。

如图1所示，本发明柴油机单轨吊机车辅助控制液压系统包括负载敏感控制系统、夹紧控制系统、制动控制液压系统、起吊控制液压系统和发动机启动液压系统。

如图2所示，负载敏感控制系统包括负载敏感泵1、油箱5、主控制阀8、第一梭阀42；负载敏感泵1与油箱5通过液压管路连接，负载敏感泵1X口通过第一梭阀42与主控制阀8X1、X2口连接，同时负载敏感泵1出油口与主控制阀8进油口连接。负载敏感泵1包括变量柱塞泵2、复位缸3、控制变量缸4、流量控制阀46、压力控制阀47；主控制阀8包括三位四通电磁阀9、第一溢流阀10、顺序阀11、第一两位两通手动切换阀15、第一液控单向阀16、第二两位四通电磁阀17、第二单向阀18、第三两位四通电磁阀19；各元件间通过液压管路或阀块内部油路连接。

负载敏感控制系统工作过程：通过主控制阀8中的三位四通电磁阀9换向，单轨吊机车可以实现行走与起吊两种状态的切换，当机车工作在行走状态时，变量柱塞泵2在复位缸3的作用下以最大排量输出，当液压油流经主控制阀8中的三位四通电磁阀9的右位及主控制阀8中内部油路，进入制动油缸14、夹紧油缸27、蓄能器39中，以完成机车驱动轮夹紧、蓄能器充压、制动缸解除制动等动作，此时负载压力通过主控制阀8的X1口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，当压力达到压力控制阀47的设定压力时，变量柱塞泵2的输出油液会通过压力控制阀47、流量控制阀46进入控制变量缸4，在控制变量缸4的作用下，变量柱塞泵2排量会减小近至零，此时变量柱塞泵2工作在高压小流量输出状态，极大减少单轨吊机车行走时的功率消耗。当机车工作在起吊状态时，变量柱塞泵2在复位缸3的作用下仍以最大排量输出，此时液压油流经主控制阀8中的三位四通电磁阀9的左位及主控制阀8中内部油路，最终进入起吊系统，执行起吊动作，此时负载压力通过主控制阀8的X2口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，该压力始终小于压力控制阀47的设定压力，故变量柱塞泵2将以系统压力持续工作在大排量状态，完成起吊工作。

如图3所示，夹紧控制系统包括第一两位四通电磁阀26、夹紧油缸27。夹紧控制系统与负载敏感控制系统连接，夹紧油缸27通过第一两位四通电磁阀26与负载敏感控制系统的主控制阀8连接，在夹紧控制系统中通过夹紧控制阀20对夹紧油缸27进行精确控制，夹紧控制阀20进油口与主控制阀8连接，其出油口与第一两位四通电磁阀26连接。夹紧控制阀20包括第二两位两通手动切换阀21、第二液控单向阀22、第一两位三通电磁阀23、两位两通液控换向阀24、减压阀25。发动机ECU43、操作装置45通过电线与控制器44连接，控制器44与第一两位四通电磁阀26、第一两位三通电磁阀23通过电线连接。

夹紧控制系统工作过程：当机车行走时，需要操作装置45向控制器44发出指令，进而控制主控制阀8中的三位四通电磁阀9动作，使其工作在右位。此时负载压力通过主控制阀8的X1口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，当夹紧油缸27活塞杆完全缩回后，系统压力逐渐升至压力控制阀47设定压力，此时变量柱塞泵2工作在高压小流量状态，保持驱动轮始终夹紧于轨道。在夹紧控制液压系统中，控制器44会接收发动机ECU43发出的发动机转速等参数信号，当检测到发动机处于启动状态时，控制器44会向第一两位三通电磁阀23发送指令，使第一两位三通电磁阀23工作在左位，此时液压油流经第一两位三通电磁阀23打开第二液控单向阀22，使得液压油从夹紧控制阀20的P口通过第二液控单向阀22、两位两通液控换向阀24、减压阀25流向A口，再经过第一两位四通电磁阀26进入夹紧油缸27小腔，完成夹紧动作；当检测到发动机处于停机状态时，控制器44向第一两位三通电磁阀23发送指令，使第一两位三通电磁阀23工作在右位，此时第二液控单向阀22关闭，使得夹紧油缸小腔液压油无法流失，驱动轮处于夹紧保压状态，防止机车再次行走时出现溜车现象。若机车长时间不适用，可通过操作第二两位两通手动切换阀21，使其工作在右位，释放掉驱动轮夹紧压力，延长其使用寿命。同样通过操作装置45向控制器44输入控制信号，经控制器44处理后向第一两位四通电磁阀26发出指令，使第一两位四通电磁阀26工作在左位，此时压力油进入夹紧油缸27大腔，使活塞杆伸出驱动轮脱离轨道，可以实现驱动数量和布局的自由选择。

如图4所示，制动控制液压系统包括制动油缸14，制动控制液压系统与负载敏感控制系统连接，制动油缸14小腔与主控制阀8出油口连接。

制动控制液压系统工作过程，当机车行走时，需要向制动油缸14小腔输入液压油，此时操作装置45向控制器44发出指令，进而控制三位四通电磁阀9工作在右位，第二两位四通电磁阀17工作在左位，第三两位四通电磁阀19工作在左位。此时变量柱塞泵2输出高压油流经主控制阀8中的三位四通电磁阀9、第一液控单向阀16、第二两位四通电磁阀17、第三两位四通电磁阀19、第一两位两通手动切换阀15进入制动油缸14小腔，此时负载压力反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，当制动油缸14活塞杆回缩，制动闸块离开轨道，系统压力逐渐升至压力控制阀47设定压力，此时变量柱塞泵2工作在高压小流量状态，保持制动解除状态。当机车无法启动需要拖车时，通过气液泵7连接井下气源完成气液能的转化，气液泵7排出的压力油通过切换阀6左位进入制动油缸14小腔，活塞杆缩回实现解除制动，此时需要操作第一两位两通手动切换阀15使其工作在左位关闭位置，防止气液泵7排出的压力油从该处泄漏。气液泵7进油口通过管路与油箱5连接，气液泵7出油口通过切换阀6与主控制阀8连接，其左位出油口与制动油缸14小腔连接。

如图5所示，起吊控制液压系统包括起吊马达13，起吊控制液压系统与负载敏感控制系统连接，吊马达13与主控制阀8连接。在起吊控制液压系统中通过手动电控换向阀12对起吊马达13进行精确控制，手动电控换向阀12进油口与主控制阀8连接，其出油口与起吊马达13进油口连接。

起吊控制液压系统工作过程：当机车进行起吊操作时，操作装置45向控制器44发出指令，进而控制三位四通电磁阀9工作在左位，此时负载压力通过主控制阀8的X2口、第一梭阀42、负载敏感泵1的X口，反馈至流量控制阀46的弹簧腔，使得变量柱塞泵2的输出压力逐步建立，该压力始终小于压力控制阀47的设定压力，故变量柱塞泵2将以系统压力持续输出大流量经过主控制阀8中的三位四通电磁阀9、手动电控换向阀12，作用于起吊马达13，完成起吊工作。在该起吊控制液压系统中，手动电控换向阀12具有手动+电控两种控制方式，可以有效降低工人劳动强度，提高工作效率。同时在该起吊控制液压系统中，进行起吊操作时，主控制阀8的X2口输出控制油作用于两位两通液控换向阀24，使其工作在左位关闭状态，此时夹紧油缸27小腔的压力油无法泄漏，驱动轮始终夹紧在轨道上以便于机车再次行走时夹紧压力快速建立。

如图6所示，发动机启动液压系统包括启动马达28、第一单向阀29、蓄能器39；发动机启动液压系统与负载敏感控制系统连接，启动马达28、蓄能器39与主控制阀8出油口连接，启动马达28与蓄能器39连通，第一单向阀29通过管路与启动马达28并联连接。在发动机启动液压系统中通过启动阀组34、蓄能器控制阀35对启动马达28、蓄能器39进行精确控制，启动阀组34、蓄能器控制阀35与主控制阀8出油口连接，启动阀组34出油口与启动马达28进油口连接，蓄能器控制阀35与蓄能器39管路连接，启动马达28与蓄能器39通过启动阀组34、蓄能器控制阀35连通。其中启动阀组34包括第二梭阀30、第三两位两通手动切换阀31、第二两位三通电磁阀32、第三液控单向阀33；蓄能器控制阀35包括第二溢流阀37、第三两位三通电磁阀38、第四液控单向阀40、第四两位两通手动切换阀41。

发动机启动液压系统工作过程：单轨吊机车的启动是通过蓄能器39向启动马达28供油，启动马达28动作进而启动发动机。当机车运行时，负载敏感泵1以高压小流量状态输出，此时发动机ECU43检测发动机为启动状态，向控制器44发出指令，进而控制第三两位三通电磁阀38工作在左位，此时负载敏感泵1输出的高压油经过主控制阀8、蓄能器控制阀35进入蓄能器39，压力最终到负载敏感泵1中压力控制阀47的设定压力，此时可从压力表36中读出蓄能器39中液压油压力。当发动机停止工作时发动机ECU43检测发动机为启动状态，向控制器44发出指令，进而控制第三两位三通电磁阀38工作在右位，此时在第四液控单向阀40的作用下，压力油被封闭在蓄能器39中，以便于再次启动发动机用。当机车首次启动或蓄能器压力由于某种原因泄压后，需要通过井下气源连接气液泵7将液压油泵出，通过切换阀、及主控制阀8中内部油路、蓄能器控制阀35中第四两位两通手动切换阀41的右位进入蓄能器39，当压力表36显示压力达到启动机车所需压力时，便可启动机车。当蓄能器39中压力达到启动机车所需压力时，通过操作装置45向控制器44发出指令，进而控制第二两位三通电磁阀32工作在左位，第三两位三通电磁阀38工作在左位；此时蓄能器39中压力油通过第四液控单向阀40、第三液控单向阀33、第二梭阀30进入启动马达28，进而启动发动机；发动机启动后通过操作装置45向控制器44发出指令，进而控制第二两位三通电磁阀32工作在右位，防止蓄能器39中压力流失，同时通过第一单向阀29，启动马达被发动机飞轮带动时可从油箱5中向启动马达28进口补油，防止启动马达28干磨损毁。同时当第二两位三通电磁阀32、第三两位三通电磁阀38出现故障时，可通过手动操作第四两位两通手动切换阀41、第三两位两通手动切换阀31，实现发动机手动启动。