MG—400/940WD采煤機遙控調(diào)高制動電液控制改裝及應(yīng)用

孫杰 李鑫 曲寶 于連紅 黃亞江

摘 要：MG-400/940WD型電牽引采煤機是由雞西煤礦機械有限公司生產(chǎn)，在煤礦綜采工作面上使用時由于其機體本身所帶的液壓調(diào)高、制動裝置在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)因系統(tǒng)油溫過高，而且油箱內(nèi)的液壓油沒有冷卻系統(tǒng)，造成液壓膠管密封圈由于高溫造成老化串液以及液壓元件經(jīng)常損壞。更換需要時間而且投入較大，有時甚至因發(fā)現(xiàn)不及時造成油箱跑油，油泵吸空造成損壞，并且大都采用進(jìn)口油泵，價格比較昂貴使生產(chǎn)成本加大，由于國產(chǎn)電磁閥使用壽命短，故障率高，當(dāng)出現(xiàn)故障時影響采煤機調(diào)高和坡度大時的制動問題，進(jìn)而影響了設(shè)備的開機率，針對以上這些問題而決定對其進(jìn)行技術(shù)改造。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；調(diào)高；制動；遙控裝置

中圖分類號：TD421 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）28-0169-02

Abstract： MG-400/940WD electric haulage shearer is produced by Jixi Coal Mine Machinery Co.， Ltd. When it is used in fully mechanized coal mining face， it is often used because of high hydraulic pressure and high oil temperature of the system. Moreover， the hydraulic oil in the oil tank has no cooling system， resulting in the aging of the hydraulic rubber tube sealing ring due to high temperature and the frequent damage to the hydraulic components. Replacement takes time and high expense， and sometimes because problems are not timely found even oil leakage occurs， oil pump suction is damaged. Most of them use imported oil pumps， so the price is more expensive to increase production costs， due to the short life of domestic solenoid valve， and the failure rate is high， which affects the braking problem of shearer when the shearer is high and the slope is large， and which affects the start-up rate of the equipment. In view of the above problems， it is decided to carry on the technical transformation to the shearer.

Keywords： variable frequency speed regulation； heightening； braking； remote control device

1 采煤機控制系統(tǒng)原理

采煤機內(nèi)部是采用松下工業(yè)可編程控制器PLC和工控顯示控制，通過10.4寸大屏幕彩色顯示器顯示內(nèi)容有：當(dāng)采煤機開機狀態(tài)下各個電機溫度顯示，系統(tǒng)電壓顯示，當(dāng)某個電機啟動時，實時顯示啟動電流以及正常工作電流，牽引部分還顯示牽引速度、牽引力的大小。機身幾個部位都能對采煤機電氣進(jìn)行控制：中間手控；機身兩端頭操作站集中電控；離機時的遙控，距離范圍在30m以內(nèi)。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)采用一拖一方式，變頻器采用ABB公司生產(chǎn)的ACS800系列變頻器，這種變頻器主要采用直接轉(zhuǎn)矩控制的技術(shù)，可在無脈沖編碼器和測速電機反饋的情況下，完成對交流牽引電機速度和轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確控制。保護功能十分完善，將左、右截割（左、右牽引）電機電流、溫度；牽引高速軸、截割高速軸的溫度；冷卻水流量、壓力；液壓系統(tǒng)壓力監(jiān)測，油箱油位，系統(tǒng)電壓及環(huán)境瓦斯含量監(jiān)測等模擬量通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，供給PLC采集，對應(yīng)進(jìn)行顯示或保護。各檢測點的參數(shù)可以在工控機屏幕上適時動態(tài)顯示；同時該電控系統(tǒng)上的操作顯示站的液晶屏上也能同時顯示如采煤機牽引速度、牽引力、截割電機電流、牽引電機電流等的信息。而且具有故障記憶功能，在三個小班為一個原班的時間內(nèi)可記錄最近發(fā)生的60次故障信息，在檢修的時候?qū)Ｂ氹姽た梢栽敿?xì)地查詢每一條故障的相關(guān)信息。通過改造后操作上以遙控為主在應(yīng)急的時候機身兩端固定安裝的操作站控制及中間轉(zhuǎn)換開關(guān)手動控制。電控箱內(nèi)的關(guān)鍵電氣件都是進(jìn)口的。如C79隔離開關(guān)、V77真空接觸器、ACS800變頻器等。電氣性能穩(wěn)定可靠。

2 改造方法

MG-400/940WD型交流電牽引采煤機電控箱是整個采煤機電氣核心部件，它內(nèi)部采用松下工業(yè)可編程控制器PLC控制，一是接收來自外部的開關(guān)量信號；另一個是采集采煤機各個部位的電機溫度信號，牽引電流、牽引力以及牽引速度的大小，將這些非電量信號轉(zhuǎn)化為電量信號后，再經(jīng)過轉(zhuǎn)化后供給PLC作為保護檢測依據(jù)。通過對采煤機進(jìn)行整機上電、斷電，截割電機、泵電機的起動、停止，運輸機的解鎖和閉鎖以及變頻器電源通斷等操作，來完成采煤機的各種操作。改造主要在主控制器與電磁閥之間進(jìn)行。

2.1 電氣部分

改造原理圖如圖1，將采煤機內(nèi)一組直流繼電器組（5個直流繼電器），一塊AC220V/DC12V開關(guān)電源模塊。將采煤機主控器上的控制各電磁閥電源引線腳引出向原引線從主控器上摘下，將原主控制器上的點分別引出線至五個24V直流繼電器線圈上，通過線圈電源的通斷，來控制其常開接點的分合，通過常開接點從而控制各電磁閥的通斷，來控制液路的開閉動作。分別控制左右調(diào)高和制動。當(dāng)遙控器輸入控制指令后，主控制器控制24V繼電器，24V繼電器接點再控制12V電磁閥，以實現(xiàn)機械傳動。而制動回路動作原理是當(dāng)牽引回路通電牽引的同時，主控器輸出信號控制后加的其中一個24V直流繼電器通電，其常開節(jié)點閉合以接通制動器電磁閥，把機體本身的制動器松閘，當(dāng)牽引電機斷電后，同時主控制器給出信號使制動器電磁閥斷電，制動器抱閘以實現(xiàn)制動。在CZ1-23是整流橋VC2的24V+極，將后加直流繼電器組（5個直流繼電器）的24V電源公共+極并接到CZ1-23上，后加直流繼電器組（5個直流繼電器）的五個負(fù)端分別接到原主控器摘下的CZ1-25～29 端，CZ1-24是VC2的0V，把CZ1-25原線（從后腔來的電磁閥線X11-1）從主控器上摘下，接到后加直流繼電器組（5個直流繼電器）的左升繼電器常開點一端，CZ1-26接到（X11-2來）左降，CZ1-27接到（X11-3來）右升，CZ1-28接到（X11-4來）右降，CZ1-29接到（X11-5來）制動，五個電磁閥公共端X11-6是從VC2的24V（+）極經(jīng)過JZ3-18到后腔的，把JZ3插座打開，找到X11-6這根線（在18腳上），斷開后，一頭是從VC2的24V（+）極來的線頭包好，另一頭去后腔的線接到后加的220V/12V的電源模塊的12V（+）端，12V的（-）端是通過后加的24V繼電氣組的常開接點接到各電磁閥的另一端。圖1電氣及液壓電磁閥改造原理圖電氣系統(tǒng)改進(jìn)后，主要優(yōu)點是既保證了設(shè)備的正常使用，而且將采煤機主控器與液壓系統(tǒng)電磁閥之間實現(xiàn)了有效的電氣隔離，保證了當(dāng)外圍電路出現(xiàn)故障時不至于影響主控制器的正常工作。

2.2 液壓部分

液壓改造是采用一組共計6個帶電源指示的電液控制閥，分別控制左右截割部的上升與下降，牽引系統(tǒng)行走時的液壓制動器解鎖，當(dāng)司機操作某個功能時，該部位電磁閥得電，閥芯移動打開液壓回路使該系統(tǒng)動作，并同時指示燈顯示哪個部位動作。液壓制動器是控制牽引部主傳動的重要部件，940采煤機牽引電機的功率是55kW，它經(jīng)過二級直齒輪和雙行星減速器減速，將牽引功率輸出帶動行走機構(gòu)再帶動整機行走。在煤壁側(cè)軸齒輪另一端裝有液壓制動器，當(dāng)采煤機在較大傾角工作面停機時，液壓制動器緊急制動，防止了采煤機下滑的危險。如果工作面傾角小于15°時，根據(jù)工作面實際地質(zhì)條件需要，可以不用液壓制動器，用軸端護蓋防護好。在煤壁側(cè)的一軸安裝有溫度傳感器，通過檢測該處的溫度值，當(dāng)溫度值超過135℃則報警，同時在工控機屏幕上顯示實時溫度。制動器在采煤機沒給牽引時，活塞在彈簧力作用下，壓緊內(nèi)外摩擦片產(chǎn)生制動力矩，使采煤機制動。當(dāng)司機發(fā)出牽引信號時，通過電氣系統(tǒng)使二位四通電磁閥動作，經(jīng)液壓閥組來的低壓力油進(jìn)入液壓制動器的外接油口，活塞在壓力油作用下壓緊彈簧組，使內(nèi)外摩擦片脫離接觸，制動器軸空轉(zhuǎn)松閘，采煤機正常牽引。當(dāng)采煤機出現(xiàn)緊急情況或檢修時可用螺栓在制動器的后端蓋上手動壓緊彈簧，使內(nèi)外摩擦片暫時脫離接觸，采煤機應(yīng)急行走。

3 結(jié)束語

采煤機電氣調(diào)高，制動經(jīng)過改造投入生產(chǎn)運行后，大大改善了設(shè)備的綜合運行效率，特別是故障率大大降低，并且投入改造材料少，只采用乳化液作為液壓驅(qū)動能源，節(jié)約了原材料。后采用的電磁閥克服了以前本機所帶的電磁閥易出現(xiàn)的一些故障。而且使用周期長，故障率極低，在實際生產(chǎn)過程中確保了設(shè)備的開機率，提高了生產(chǎn)效率。

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