1.2　高速礦井架空人車液壓系統

1.2.1　主機功能結構

礦井架空人車（俗稱“猴車”），是一種煤礦輔助運輸裝置，主要用于煤礦井下人員和材料的輸送。其工作原理是：將鋼絲繩安裝在驅動輪、托繩輪、壓繩輪、迂回輪上并經張緊裝置拉緊后，由驅動裝置輸出動力帶動驅動輪轉動，驅動輪通過摩擦帶動鋼絲繩在驅動輪和迂回輪之間循環運行，從而實現礦工或物料輸送。礦井架空人車減少了礦工上下井的時間及工作強度。高速架空人車的運行速度可達到3.6m/s以上（傳統的礦井架空人車平均速度只有1.3m/s左右），故對其速度調節以及啟動與制動有較高要求。礦井架空人車需實現軟啟動、軟制動和速度可調，其驅動裝置如圖1-3所示。

1.2.2　液壓系統原理

（1）主回路

主回路為閉式容積式調速回路，其主要部件為雙向變量泵1和雙向定量馬達6（圖1-4）。雙向變量泵1內集成有伺服變量缸，變量缸兩個油口作為泵1的排量控制油口。三位四通電磁換向閥12的兩個出口與泵1的兩個排量控制油口相接，電液比例減壓閥11通過電信號改變出口壓力的大小，控制變量泵1的排量，從而實現系統軟啟動（軟啟動是指啟動時系統的速度從零漸變到正常運行速度，以避免啟動時對系統零部件和電網造成大的沖擊，且更加安全）。溢流閥7通過單向閥組3、5防止系統過載。補油泵8通過單向閥組為低壓回路補油，補油壓力由溢流閥10設定。

當啟動時，電動機（圖1-4中未畫出）帶動變量泵1轉動，電磁換向閥12切換至左位或右位，同時給電液比例減壓閥11一個斜坡電信號，閥11的出口壓力隨著斜坡電信號成比例地變化，剛開始其出口壓力接近于零，此時雙向變量泵1的兩個排量控制油口壓差也很小，故變量泵1的排量也很小，此時馬達6幾乎不轉；隨著斜坡電信號的上升，閥11的出口壓力逐漸增大，變量泵1排量控制油口壓差增大，推動其內部的排量控制機構加大排量，從而馬達6的轉速如同給定的電信號一樣呈斜坡趨勢上升，通過傳感器檢測礦井架空人車運行的速度并與設定值比較，當系統運行速度達到要求以后，閥12復至中位，馬達6的速度保持，這樣便實現了礦井架空人車的軟啟動。

在調速時，根據調速要求，將電磁換向閥12切換至左位或者右位即可實現雙向變量泵1排量的增大或減小，馬達6速度也隨著變化，當礦井架空人車的速度達到指定速度時，閥12再次復至中位，馬達6速度保持，礦井架空人車調速完成。

（2）制動回路

制動回路的油源為定量液壓泵2，泵的壓力設定與過載保護由溢流閥3完成（圖1-5）。在液力制動器的回油路上所接電液比例流量閥6，可通過控制其輸入的電信號實時控制電液比例閥6的流量大小，從而控制液力制動器回油速度，實現軟制動（系統正常運行時制動器處于保壓狀態，當需要制動時將制動器壓力卸荷，通過控制信號使制動器從保壓到卸荷呈漸變的過程，這就是軟制動），以保護系統零部件不因突然制動而損壞，同時也保證制動時人員的安全。避免制動器瞬時動作對系統造成沖擊，提高系統的安全可靠性。

礦井架空人車在正常運行狀態時，制動回路中電磁換向閥5斷電而處于圖1-5所示左位，定量液壓泵2的壓力油可通入液力制動器，推動其蝶形彈簧使制動器保持張開。在制動時，閥5通電而切換至右位，由于蝶形彈簧的作用，液力制動器內的油液經過電液比例流量閥6排回油箱，制動器閉合，系統制動。制動時響應的時間可通過調節電液比例流量閥6的電信號來改變。

泵2并不是一直處于轉動的狀態，當泵2轉動時會向蓄能器8充液，當充液壓力達到壓力繼電器9的上限值時，壓力繼電器9動作而使泵2停止運轉；制動之后，回路中的壓力卸載，當其壓力小于壓力繼電器9的下限值時泵2重新啟動，此時若將電磁換向閥5切換至右位，則蓄能器8蓄能，如此循環。正常情況下電磁換向閥10斷電而處于圖示左位，當系統需要卸荷或是緊急制動時，只要給電磁換向閥10通電，則系統內的油液就會經閥10排回油箱，液力制動器立即響應制動。

1.2.3　液壓系統特點

高速礦井架空人車液壓系統通過電液比例控制技術，安全、可靠、方便地實現系統的軟啟動、軟制動和調速，為煤礦安全高效的生產提供了保障。