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浅谈脱挂索道液压制动单元设计特点及维护

2020-05-21
张青
(中国索道协会)
  摘 要:制动系统的发展主要是控制技术的发展,一方面是扩大控制范围、增加控制功能;另一方面是采用优化控制理论,实施伺服控制和高精度控制。本液压制动系统用于循环式客运索道,主要由控制油站、两种制动闸、油站到闸的管路系统等零部件组成。其中,控制油站是制动控制设备,D型制动器和钳式制动器是制动设备。本系统是索道驱动装置的重要关键部件,它的制造和安装调试质量对索道的安全运行至关重要,是索道安装调试工作的重点。就同类型的各条索道而言,由于各自线路侧形、长短、坡度大小、运量等参数的不一样,牵引力和制动力均各不相同,设计原理也是不同的,下面就本索道特点来讲两个特例。
  关键词:工作制动器;紧急制动器;冗余设计;分步制动
  一、控制油站及液压制动系统(见图1)
  1.首先,我们来分析一下紧急制动器是怎样打开和关闭的?以及它的冗余设计的理论与特点。紧急制动器的打开:电机(件21)驱动齿轮泵(件20),运行中电机(件21)持续运转。齿轮泵(件20)产生的压力油,通过压力过滤器(件59)和单向阀(件42),通过电磁阀(件33和件34),再通过球阀(件81)打开制动器。双闭合回路电磁阀(件33和件34)必须同时得电切换。压力传感器(件61)和制动器上的机械限位开关,同时监测制动器是否打开。只有当双阀(件33和件34)都切换时,紧急制动器才能打开。紧急制动器的关闭:双闭合回路电磁阀(件33和件34)都失电或其中一个失电没有动作或紧急制动器上的机械限位开关没有动作,紧急制动器都将关闭。在这里本索道的电磁阀(件33和件34)为冗余设计,冗余设计是基于索道的运营安全角度出发的,那么电磁阀(件33和件34)为什么要冗余设计?冗余设计的好处在哪里?冗余设计的好处在于当紧急制动器关闭时,如果件33或者件34电磁阀由于有杂质失电后卡死,制动器还是会关闭。因为本索道油泵电机是持续运行的,如果只安装一个电磁阀,一旦卡死,制动器就无法正常关闭。如果件33和件34电磁阀都卡死,那么可以使用液压单元上的球阀(件82),也可使用球形阀(件165)(安装在下站锚固墩上)手动关闭紧急制动器。
  2.再来看一下本索道工作制动器是怎样打开和关闭的。
  工作制动器的打开:油路前面都一样,从单向阀(件41)开始,再到电磁阀(件140),通过减压阀(件141),到球阀(件80)打开工作制动器。在这里电磁阀(件140和件142)得电工作。
  工作制动器的关闭:在这里本索道设计有分步制动和快速制动。首先来分析一下本索道如何快速制动的,当索道需要最大制动力制动时,我们就会选择快速制动,也叫最大制动力制动,在这种情况下,电磁阀(件140和件142)同时失电,油路就会通过球阀(件80),通过单向阀(件40),电磁阀(件140)回油关闭工作制动器。在这里由于减压阀本身相当于溢流阀有一定的压力,所以从理论上讲不会用过电磁阀(件142)来回油。再来看一下工作制动器是如何分步制动的?分步制动的原理是分为两步来实现制动,第一步制动是施加一个较小的制动力矩,使其进行比较平稳的制动,等减速到合适速度时再进行第二步制动,使其完全停车。
  本索道的工作制动器分步制动是当制动力矩不需要最大制动力制动,系统就需要分步制动。分步制动首先要让电磁阀(件140)继续得电工作,电磁阀(件142)失电,由于油泵还在打压,因为电磁阀(件142)已经失电,大部分的油就会从142号阀回油流入油箱,在这里由于减压阀有一定的设定压力,工作制动器回油到达减压阀(件141),直到压力泄到减压阀设定压力(约40bar),那么工作制动器的制动力为“弹簧力-油缸剩余推力”,实行分步制动,当索道运行速度小于0.2m/s时,电磁阀(件140)失电,油缸的压力为0,实现分步制动。分步制动是通过电气PC来控制的,PC会根据驱动力矩大小来实施分步制动。
  二、液压制动维护与保养
  1.维护
  维护是按要求确定和评估实际状况以及保留和恢复额定状况所采取措施的总和。出于安全考虑,维护工作必须在索道停止的时候进行。另外要确保维护工作进行时,不能有人未经允许开启索道。维护的内容有:清洁,保养,润滑,补充,更换,调整。
  2.检查
  (1)与制动器相关的常规检查有检查裂缝、变形等(不需要拆开部件,只是检查外部);检查所有联接螺栓有没有松开(目视检查);检查所有的机械紧固部件,诸如:卡环、锁紧垫片、锁紧螺母、开口销、挡环、备母、轴端挡板等,是否完整和紧固。检查完整性和正确放置;检查那些没有特别提到的机械连接,是否磨损和松动;检查密封;检查防锈保护(漆和镀锌)。
  (2)检查液压单元油位和油位指示器上的标记。
  (3)检查液压系统是否漏油。
  (4)检查蓄能器的预充压力:关闭索道,慢慢打开蓄能器球阀。压力表上的蓄能器压力会先慢慢下降,然后快速下降(从慢到快时显示的值就是蓄能器预充压力)。预充压力约为70-90巴。如果预充压力太低,必须使用专用的充气装置给蓄能器充满氮气。在此过程中液压管会被自动冲洗。
  (5)运行中,检查压力过滤器上的污染指示器。如果可以看到红色指示,必须立刻更换滤芯。
  (6)检查液压油;初始加注6个月后,必须由液压油供应商检查液压油是否老化、有没有污染和水分含量等;之后,每隔2年都要进行类似检查。根据液压油的情况,按照说明进行净化或更换。
  (7)检查油箱内有没有水(液化水或渗进系统的水):每个月和季度运行开始前,打开油箱的球阀,直到没有液化水或渗入系统的水流出为止。
  (8)检查紧急制动器和工作制动器的开启压力和闭合压力:为了方便测量工作制动器的开启压力和闭合压力,可以拆下辅助泵压力表上测量软管,把它安装在手动泵测量连接点和前面阀块上的测量连接点之间。这样压力可以通过截止阀慢慢释放来获得。
  (9)使用前应检查系统各类元件、辅件的调节手柄是否处在正确位置,油箱液压油的液面高度是否在液位计指示范围内,各管道接口、紧固螺钉等有无松动,若一切正常方可投入运行。使用过程中应随时检查电机、油泵及液压油的温度,随时观察系统工作压力,检查各高压连接处是否松动,以免发生异常事故。本液压系统在运行过程中,应对液压油的更换情况,元、辅件的更换情况,调整过程及故障处理情况等做出详细记录,以便以后的维修、保养及故障分析。平时应随时注意压力过滤器的压差发讯器,如有红灯显示,则说明液压油不清洁,且滤芯有堵塞,此时应更换液压油,并清洁或更换滤芯。新使用的液压系统或经过维修、换油的系统均应注意排净管路及油缸中的空气。平时应常备各种易损件及元、辅件备件,以便及时排除故障。
(来源:中国索道)
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