權利要求
1.礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，其特征是：包括液壓源單元（1）、制動控制單元（3）；液壓源單元（1）單元包括伺服電機（1.1）、液壓泵（1.2）、比例溢流閥（1.3），伺服電機（1.1）驅動連接液壓泵（1.2），連接液壓泵（1.2）輸出分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥（1.3）返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元（3）。
2.根據(jù)權利要求1所述礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，其特征是：液壓泵（1.2）的輸出液壓管路上設置有液壓泵壓力傳感器（1.4）。
3.根據(jù)權利要求1所述礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，其特征是：還包括蓄能單元（2）；連接液壓泵（1.2）輸出分為三路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥（1.3）返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元（3），第三路液壓管路連接至蓄能單元（2）；蓄能單元（2）與制動控制單元（3）之間還通過液壓管路連接。
4.根據(jù)權利要求3所述礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，其特征是：制動控制單元（3）包括制動電磁換向閥A（3.1）、制動電磁換向閥B（3.2）、制動電磁換向閥C（3.3）、制動電磁換向閥D（3.4）、制動壓力傳感器（3.7）；液壓源單元（1）連接至制動控制單元（3）的液壓管路連接至并聯(lián)設置的制動電磁換向閥A（3.1）、制動電磁換向閥B（3.2）的其中一路進油口，制動電磁換向閥A（3.1）、制動電磁換向閥B（3.2）出油口分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路連接至礦山提升機的制動器，另一路液壓管路經并聯(lián)設置的制動電磁換向閥C（3.3）、制動電磁換向閥D（3.4）連接至油箱；其中制動電磁換向閥C（3.3）的進油管路連接至常閉口，其中制動電磁換向閥D（3.4）的進油管路連接至常通口；并聯(lián)設置的制動電磁換向閥A（3.1）、制動電磁換向閥B（3.2）的另一路進油口連接至蓄能單元（2）。
5.根據(jù)權利要求4所述礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，其特征是：連接制動器的液壓管路上還設置有制動壓力傳感器（3.7）。
6.根據(jù)權利要求4所述礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，其特征是：蓄能單元（2）包括蓄能器（2.1）、蓄能電磁換向閥（2.2）、蓄能溢流閥A（2.3）、蓄能比例換向閥（2.4）、蓄能溢流閥B（2.5）、隔離單向閥（2.8）；液壓源單元（1）連接至蓄能單元（2）的液壓管路經隔離單向閥（2.8）連接至蓄能器（2.1）及蓄能電磁換向閥（2.2）、蓄能比例換向閥（2.4）的進油口；與制動控制單元（3）連接的液壓管路連接至蓄能電磁換向閥（2.2）、蓄能比例換向閥（2.4）的出油口；蓄能電磁換向閥（2.2）的回油口通過蓄能溢流閥A（2.3）連接至油箱；蓄能比例換向閥（2.4）的回油口直接連接至油箱。
7.根據(jù)權利要求6所述礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，其特征是：蓄能單元（2）與制動控制單元（3）之間連接的液壓管路還設置有蓄能溢流閥B（2.5）連接至油箱。
說明書
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及礦山提升機用液壓工作站技術領域，具體涉及一種礦山提升機伺服變量泵液壓工作站。
背景技術
[0002]礦山提升機是礦山企業(yè)的關鍵設備之一，承擔著礦山井上、井下之間礦產品、設備、材料和作業(yè)人員輸送的重要任務，其對安全性有著極其嚴格的要求；而礦山提升機制動系統(tǒng)是關系到礦山提升機安全性能的關鍵部件，制動系統(tǒng)中液壓工作站又是其中關鍵組成部分，其性能及可靠性對礦山提升機的安全性起著決定性作用。
[0003]目前在礦山提升機用液壓工作站中，普遍采用恒速電機驅動斜盤式恒壓變量泵，斜盤式恒壓變量泵工作時，只要液壓工作站的壓力達到設定值，先導油液就推動恒壓變量泵的換向閥換向，然后高壓油液進入斜盤式恒壓變量泵的變量機構，推動斜盤式恒壓變量泵的斜盤進行變量，直至斜盤變量到最小角度，而后斜盤式恒壓變量泵將在最小流量下工作，用以補償液壓油泄漏；此種變量方式導致斜盤式恒壓變量泵只能工作在最大流量和最小流量兩種狀態(tài)，斜盤式恒壓變量泵工作在最小流量時，一部分液壓油用于補償系統(tǒng)泄漏，多余的液壓油流量仍然偏大，需通過比例溢流閥溢流，長時間工作時會導致液壓油產生較高的溫升，造成能源浪費；同時液壓油長期處于較高溫度狀態(tài)，也加速液壓油性能劣化，導致液壓油使用壽命縮短。
發(fā)明內容
[0004]為了克服背景技術中的不足，本發(fā)明公開了一種礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，包括液壓源單元、制動控制單元；液壓源單元包括伺服電機、液壓泵、比例溢流閥，伺服電機驅動連接液壓泵，連接液壓泵輸出分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元；其中液壓泵采用定量液壓泵，當液壓工作站的壓力達到設定值時，控制伺服電機旋轉速度降低，使液壓泵的液壓油輸出流量大幅降低，除一部分液壓油補償系統(tǒng)泄漏保證液壓工作站設定壓力穩(wěn)定的前提下，只有極少的液壓油通過比例溢流閥輸回油箱，從而極大降低了液壓油溢流所產生的溫升，降低了能源浪費；同時也避免了液壓油長期處于較高溫度，所導致的液壓油性能快速劣化問題，延長了液壓油使用壽命。
[0005]為了實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，包括液壓源單元、制動控制單元；液壓源單元單元包括伺服電機、液壓泵、比例溢流閥，伺服電機驅動連接液壓泵，連接液壓泵輸出分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元；伺服變量泵液壓工作站初始工作階段，伺服電機高速運行，迅速建立系統(tǒng)工作壓力，提高了系統(tǒng)響應速度；當液壓工作站的壓力達到設定值時，控制伺服電機旋轉速度降低，工作在低速工作模式，使液壓泵的液壓油輸出流量降低，在保證液壓工作站設定壓力穩(wěn)定的前提下，最大程度的減小通過比例溢流閥溢流輸出的液壓油，從而極大降低了液壓油溢流所產生的溫升，降低了能源浪費；同時也避免了液壓油長期處于較高溫度，所導致的液壓油性能快速劣化問題，延長了液壓油使用壽命。
[0006]進一步的，液壓泵的輸出液壓管路上設置有液壓泵壓力傳感器，用于監(jiān)測液壓泵輸出液壓油壓力。
[0007]進一步的，還包括蓄能單元；連接液壓泵輸出分為三路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元，第三路液壓管路連接至蓄能單元；蓄能單元與制動控制單元之間還通過液壓管路連接；蓄能單元用于礦山提升機伺服變量泵液壓工作站在恒減速制動工作模式下的液壓油壓力的保持，保持制動力恒定。
[0008]進一步的，制動控制單元包括制動電磁換向閥A、制動電磁換向閥B、制動電磁換向閥C、制動電磁換向閥D、制動壓力傳感器；液壓源單元連接至制動控制單元的液壓管路連接至并聯(lián)設置的制動電磁換向閥A、制動電磁換向閥B的其中一路進油口，制動電磁換向閥A、制動電磁換向閥B出油口分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路連接至礦山提升機的制動器，另一路液壓管路經并聯(lián)設置的制動電磁換向閥C、制動電磁換向閥D連接至油箱；其中制動電磁換向閥C的進油管路連接至常閉口，其中制動電磁換向閥D的進油管路連接至常通口；并聯(lián)設置的制動電磁換向閥A、制動電磁換向閥B的另一路進油口連接至蓄能單元；在制動控制單元中，制動電磁換向閥A、制動電磁換向閥B及制動電磁換向閥C、制動電磁換向閥D的并聯(lián)設置，均為礦山提升機伺服變量泵液壓工作站可靠性冗余設計；其中制動電磁換向閥C的進油管路連接至常閉口，其中制動電磁換向閥D的進油管路連接至常通口的油路連接設計，是確保在緊急制動情況下，無論礦山提升機伺服變量泵液壓工作站在失電或失控的情況下，均可建立起制動器的卸油通道，確保礦山提升機的制動可靠性。
[0009]進一步的，連接制動器的液壓管路上還設置有制動壓力傳感器，制動壓力傳感器用于監(jiān)測制動器的工作液壓油壓力。
[0010]進一步的，蓄能單元包括蓄能器、蓄能電磁換向閥、蓄能溢流閥A、蓄能比例換向閥、蓄能溢流閥B、隔離單向閥；液壓源單元連接至蓄能單元的液壓管路經隔離單向閥連接至蓄能器及蓄能電磁換向閥、蓄能比例換向閥的進油口；與制動控制單元連接的液壓管路連接至蓄能電磁換向閥、蓄能比例換向閥的出油口；蓄能電磁換向閥的回油口通過蓄能溢流閥A連接至油箱；蓄能比例換向閥的回油口直接連接至油箱；隔離單向閥用于蓄能單元在建立起蓄能器壓力后，隔離蓄能單元與液壓源單元之間的油路連接；在礦山提升機正常工作過程中，蓄能電磁換向閥、蓄能比例換向閥均處于失電狀態(tài)，蓄能單元與液壓源單元、制動控制單元之間處于隔離狀態(tài)，蓄能單元并不參與礦山提升機的制動控制，當?shù)V山提升機進入恒減速制動、緊急制動的井口二級制動模式時，蓄能單元才參與礦山提升機的制動控制；當?shù)V山提升機進入恒減速制動模式時，液壓源單元的伺服電機將停止工作，蓄能比例換向閥上電工作，蓄能器與制動器的油路通過蓄能比例換向閥連接，通過蓄能比例換向閥的作用限定并保持制動器的恒減速液壓油壓力；當?shù)V山提升機進入緊急制動的井口二級制動模式時，蓄能比例換向閥失電，蓄能電磁換向閥上電，蓄能器與制動器的油路通過蓄能電磁換向閥連接，通過蓄能溢流閥A限定制動器的液壓油壓力。
[0011]進一步的，蓄能單元與制動控制單元之間連接的液壓管路還設置有蓄能溢流閥B連接至油箱，在礦山提升機進入恒減速制動模式時，蓄能比例換向閥與蓄能溢流閥B共同作用，可更好的限定并保持制動器的液壓油壓力。
[0012]由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明公開的一種礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，包括液壓源單元、制動控制單元；液壓源單元包括伺服電機、液壓泵、比例溢流閥，伺服電機驅動連接液壓泵，連接液壓泵輸出分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元；其中液壓泵采用定量液壓泵，當液壓工作站的壓力達到設定值時，控制伺服電機旋轉速度降低，使液壓泵的液壓油輸出流量大幅降低，除一部分液壓油補償系統(tǒng)泄漏保證液壓工作站設定壓力穩(wěn)定的前提下，只有極少的液壓油通過比例溢流閥輸回油箱，從而極大降低了液壓油溢流所產生的溫升，降低了能源浪費；同時也避免了液壓油長期處于較高溫度，所導致的液壓油性能快速劣化問題，延長了液壓油使用壽命；礦山提升機液壓工作站采用伺服電機后，伺服電機可以運行在高速、正常和低速三種模式，其中高速運行模式可以迅速建立礦山提升機液壓工作站的系統(tǒng)工作壓力，因此相應提高系統(tǒng)響應速度。
附圖說明
[0013]圖1為礦山提升機伺服變量泵液壓工作站實施例一原理圖；
[0014]圖2為礦山提升機伺服變量泵液壓工作站實施例二原理圖；
[0015]圖3為液壓源單元原理圖；
[0016]圖4為蓄能單元原理圖；
[0017]圖5為制動控制單元原理圖；
[0018]圖6為實施例一伺服變量泵液壓工作站工作聯(lián)動表；
[0019]圖7為實施例二伺服變量泵液壓工作站工作聯(lián)動表。
[0020]圖中：1、液壓源單元；1.1、伺服電機；1.2、液壓泵；1.3、比例溢流閥；1.4、液壓泵壓力傳感器；2、蓄能單元；2.1、蓄能器；2.2、蓄能電磁換向閥；2.3、蓄能溢流閥A；2.4、蓄能比例換向閥；2.5、蓄能溢流閥B；2.8、隔離單向閥；3、制動控制單元；3.1、制動電磁換向閥A；3.2、制動電磁換向閥B；3.3、制動電磁換向閥C；3.4、制動電磁換向閥D；3.7、制動壓力傳感器。
具體實施方式
[0021]通過下面的實施例可以詳細的解釋本發(fā)明，公開本發(fā)明的目的旨在保護本發(fā)明范圍內的一切技術改進。
[0022]實施例一：
[0023]一種礦山提升機伺服變量泵液壓工作站，包括液壓源單元1、制動控制單元3；液壓源單元1包括伺服電機1.1、液壓泵1.2、比例溢流閥1.3，伺服電機1.1驅動連接液壓泵1.2，連接液壓泵1.2輸出分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥1.3返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元3，液壓泵1.2的輸出液壓管路上設置有液壓泵壓力傳感器1.4；制動控制單元3包括制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2、制動電磁換向閥C3.3、制動電磁換向閥D3.4、制動壓力傳感器3.7；液壓源單元1連接至制動控制單元3的液壓管路連接至并聯(lián)設置的制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2的其中一路進油口，制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2出油口分為兩路液壓管路，其中一路液壓管路連接至礦山提升機的制動器，另一路液壓管路經并聯(lián)設置的制動電磁換向閥C3.3、制動電磁換向閥D3.4連接至油箱，連接制動器的液壓管路上還設置有制動壓力傳感器3.7；其中制動電磁換向閥C3.3的進油管路連接至常閉口，其中制動電磁換向閥D3.4的進油管路連接至常通口；
[0024]礦山提升機伺服變量泵液壓工作站在實施例一中，其僅有正常松閘、工作制動、緊急制動（井口一級制動）三種工作模式；在上述三種工作模式中，各液壓部件的工作狀態(tài)參見說明書附圖6的工作聯(lián)動表；
[0025]正常松閘工作模式的建立：初始狀態(tài)下，比例溢流閥1.3、制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2、制動電磁換向閥D3.4上電（比例溢流閥1.3的控制電流逐漸增大，使比例溢流閥1.3的溢流量逐漸減小至設定值，避免系統(tǒng)建立工作壓力時產生壓力沖擊），制動電磁換向閥C3.3失電，制動器的回油通道全部關閉；首先伺服電機1.1高速旋轉，迅速使制動器建立工作壓力，制動器松閘；當制動器工作壓力達到設定值時，伺服電機1.1進入低速工作模式，液壓泵1.2輸出的液壓油一部分補償系統(tǒng)泄漏，在保證制動器設定壓力穩(wěn)定的前提下，只有極少的液壓油通過比例溢流閥1.3輸回油箱，從而極大降低了液壓油溢流所產生的溫升；在正常松閘工作模式下，比例溢流閥1.3的控制電流由制動壓力傳感器3.7的反饋信號進行PID控制，以維持正常松閘工作模式下制動器工作壓力的穩(wěn)定性；
[0026]礦山提升機伺服變量泵液壓工作站在工作制動模式時，僅通過控制比例溢流閥1.3的控制電流來控制工作制動；進入工作制動模式后，比例溢流閥1.3的控制電流降低至0，溢流量增加，但此時液壓泵1.2的輸出流量保持不變，因此制動器的工作壓力降低使制動器合閘，產生制動力；（此種情況下不再進行壓力調節(jié)）
[0027]礦山提升機在工作制動模式下，在設定單位時間內其速度下降未達到設定值時，礦山提升機伺服變量泵液壓工作站將進入緊急制動（井口一級制動）模式；在緊急制動（井口一級制動）模式下，伺服電機1.1停止工作，比例溢流閥1.3失電完全打開，制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2、制動電磁換向閥D3.4失電，制動電磁換向閥C3.3上電，此時制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2的回油通路通過比例溢流閥1.3與油箱連通，制動電磁換向閥C3.3、制動電磁換向閥D3.4直接與油箱連通，制動器迅速卸油合閘抱死，產生緊急制動（井口一級制動）。
[0028]實施例二：
[0029]在實施例二中，還包括蓄能單元2；連接液壓泵1.2輸出分為三路液壓管路，其中一路液壓管路經比例溢流閥1.3返回油箱，另一路液壓管路連接至制動控制單元3，第三路液壓管路連接至蓄能單元2；蓄能單元2與制動控制單元3之間還通過液壓管路連接；蓄能單元2包括蓄能器2.1、蓄能電磁換向閥2.2、蓄能溢流閥A2.3、蓄能比例換向閥2.4、蓄能溢流閥B2.5、隔離單向閥2.8；液壓源單元1連接至蓄能單元2的液壓管路經隔離單向閥2.8連接至蓄能器2.1及蓄能電磁換向閥2.2、蓄能比例換向閥2.4的進油口；與制動控制單元3連接的液壓管路連接至蓄能電磁換向閥2.2、蓄能比例換向閥2.4的進油口；蓄能電磁換向閥2.2的回油口通過蓄能溢流閥A2.3連接至油箱；蓄能比例換向閥2.4的回油口直接連接至油箱；蓄能單元2與制動控制單元3之間連接的液壓管路還設置有蓄能溢流閥B2.5連接至油箱；
[0030]在實施例二中，其包括有正常松閘、工作制動、恒減速制動、緊急制動（井口二級制動）、緊急制動（井口一級制動）五種工作模式，其中在正常松閘、工作制動、緊急制動（井口一級制動）工作模式下，蓄能電磁換向閥2.2、蓄能比例換向閥2.4始終處于失電狀態(tài)，其余各液壓部件的工作狀態(tài)與實施例一相同；以下僅說明在實施例二中，恒減速制動、緊急制動（井口二級制動）模式下各液壓部件的工作狀態(tài)，集體參見說明書附圖7的工作聯(lián)動表；
[0031]礦山提升機在工作制動模式下，在設定單位時間內其速度下降未達到設定值時，礦山提升機伺服變量泵液壓工作站首先進入恒減速制動模式,恒減速制動模式下，制動器的工作壓力由蓄能單元2提供；在恒減速制動模式下，伺服電機1.1停止工作，比例溢流閥1.3失電完全打開，此時液壓源單元1不再為制動控制單元3提供液壓油；制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2失電，蓄能電磁換向閥2.2仍處于失電狀態(tài)，蓄能比例換向閥2.4切換至上電狀態(tài)，切換蓄能單元2為制動控制單元3提供液壓油，液壓油壓力由蓄能比例換向閥2.4與蓄能溢流閥B2.5共同作用，限定并調節(jié)輸入至制動器的液壓油壓力，此時輸入至制動器的液壓油壓力根據(jù)提升機的速度反饋進行實時調節(jié)，使礦山提升機恒減速制動；進入恒減速制動模式后，制動電磁換向閥D3.4開始計時延時失電（在恒減速制動模式下尚未失電），制動電磁換向閥C3.3開始計時延時上電（在恒減速制動模式下尚未上電）；
[0032]礦山提升機在恒減速制動模式下，在設定單位時間內其速度下降未達到設定值時（此時制動電磁換向閥D3.4計時延時失電、制動電磁換向閥C3.3計時延時上電尚未達到設定時間，制動電磁換向閥D3.4、制動電磁換向閥C3.3狀態(tài)未發(fā)生變化，但仍繼續(xù)計時延時時間），礦山提升機伺服變量泵液壓工作站切換至緊急制動（井口二級制動）模式，緊急制動（井口二級制動）模式下，制動器的工作壓力由蓄能單元2提供；進入緊急制動（井口二級制動）模式后，蓄能電磁換向閥2.2上電，蓄能比例換向閥2.4失電，液壓油經蓄能電磁換向閥2.2輸入至制動器，此時液壓油壓力由蓄能溢流閥A2.3限定，并小于恒減速制動模式下液壓油壓力，因此制動器可提供更大的制動阻力；
[0033]礦山提升機在緊急制動（井口二級制動）模式下，達到制動電磁換向閥D3.4計時延時失電、制動電磁換向閥C3.3計時延時上電達到設定時間，但其仍未停止時，制動電磁換向閥D3.4失電、制動電磁換向閥C3.3上電、蓄能電磁換向閥2.2及蓄能比例換向閥2.4均失電，礦山提升機伺服變量泵液壓工作站進入緊急制動（井口一級制動）模式；緊急制動（井口一級制動）模式下，液壓源單元1、蓄能單元2均不再向制動控制單元3提供液壓油，制動器內的液壓油經制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2、制動電磁換向閥C3.3、制動電磁換向閥D3.4迅速泄放至油箱，制動器迅速卸油合閘抱死，產生緊急制動（井口一級制動）。
[0034]補充說明：本礦山提升機伺服變量泵液壓工作站的制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2、制動電磁換向閥C3.3、制動電磁換向閥D3.4的可靠冗余設計，可以在礦山提升機伺服變量泵液壓工作站完全失電的情況下，及制動電磁換向閥A3.1、制動電磁換向閥B3.2、制動電磁換向閥C3.3、制動電磁換向閥D3.4中任何三個電磁換向閥出現(xiàn)故障卡死的情況下，均可保證在緊急狀況時制動器內液壓油的泄放，使制動器迅速卸油合閘抱死，產生緊急制動（井口一級制動），因此具有極高的運行可靠性。
[0035]本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術。
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“礦山提升機伺服變量泵液壓工作站” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術所有人。
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編輯：中冶有色技術網(wǎng)
來源：洛陽永磁重型機械設備有限公司
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