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闸控系统比较文字
恒减速闸控系统比较
高性能恒减速电液制动系统(新型恒减速闸控系统)与原来产品(恒减速电液制动控制装置加老式盘形制动器)的比较如下:
一、性能方面
1、安全制动可靠性
矿井提升机是矿山生产的咽喉设备,其安全性能直接关系到人员的人身安全和全矿生产。
安全制动性能是矿井提升机最重要的性能,一次偶然的安全事故会造成严重的人员伤亡和设备损坏。
有时,仅设备损失和停产损失就可达到制动系统设备投资的上百倍。
人员伤亡的损失和社会影响更是无法估量。
因此,矿山用户对于矿井提升机安全制动性能的重视程度非行业以外人士所能够想象。
洛阳中重自动化工程有限责任公司最新研制的高性能恒减速闸控系统与原来产品(老式制动器加恒减速电液制动控制装置)的相比,在安全制动性能方面有了大幅度的跨越,主要优势体现在以下几个方面:
1)采用全方位覆盖的安全控制理念和故障监控措施
新产品在安全控制理念上采用了全方位覆盖的安全控制理念和故障监控措施,实现安全制动工况下制动系统状态的全面监控功能。
对于系统中每一个执行元器件和检测元器件的工作状态是否正常均有监控,对于系统中每一个过程的执行情况均有监控。
不论是元器件故障还是系统故障均能及时发现并随时采取应对措施。
而原来产品不具备这些功能。
2)采用双通道或多通道控制回路
新产品在液压控制回路和电气控制回路上均采用双通道或多通道控制回路,这样就可以使系统的安全可靠性提高一个数量级,大大提高了安全可靠性。
而原来产品尚不具备全部双通道或多通道控制回路。
特别是在恒减速制动方式上,目前新型闸控系统采用双回路并联运行的方式,能够在恒减速制动过程中实现热备,当其中一条回路出现问题的时候,由另外一条回路仍进行恒减速制动,最大限度的解决了备用回路切换所带来的冲击和隐患,解除了用户的后顾之忧。
为了保证安全性,其反馈回路和动作回路均采用双回路热备模式。
3)可实现重载上提和重载下放制动力矩分别设定的备用的恒力矩二级制动方式
新产品在备用的恒力矩二级制动方式可实现重载上提和重载下放分别设定,使恒力矩二级制动可满足《煤矿安全规程》规定的制动减速度要求和制动防滑条件。
在工作载荷差别大的工况下,也可用来实现不同载荷采用不同的恒力矩二级制动设定值,以更好的满足安全制动减速度要求。
这样在恒减速一旦失效的情况下,安全制动系统仍能按不同提升状态所需的制动力矩进行安全制动,达到满足《煤矿安全规程》要求的制动减速度。
而原来产品尚不具备重载上提和重载下放制动力矩分别设定的功能。
4)制动器安全保护性能准确、可靠
新产品制动器采用位移传感器技术和无接触闸盘偏摆检测技术,使制动器的安全保护性能准确、可靠。
而原来产品采用行程开关保护,性能不可靠。
2、设备使用性能、可靠性和使用寿命
1)制动器性能和可靠性大大优于原来产品
新产品制动器由于采用全进口件和精密制造技术,在密封性能、密封阻力、制动系统滞环、制动力线性度等方面均大大优于原来产品;
2)制动器寿命大大优于原来产品
在密封件寿命、碟形弹簧寿命等方面均大大优于原来产品;
3)外观大大优于原来产品。
4)液压站采用全进口件,设备性能更加可靠。
5)液压站增设油温控制装置,解决了原来产品油温高的问题。
6)电控系统元器件全部采用进口件,设备性能更加可靠。
二、设备配置方面
新型恒减速闸控系统与原来产品(老式制动器加恒减速电液制动控制装置)的配置及性能比较:
比较内容
高性能恒减速闸控系统
老式制动器+
恒减速电液制动控制装置
盘形制动器装置
结构型式
与ABB相似
老式结构
制造精度
高
一般
漏油情况
不漏油
部分渗油
外观
与ABB相近,美观
较粗糙
碟形弹簧
德国进口
国产
碟形弹簧寿命
≥2×106
≥105
密封件
德国进口
国产
密封阻力
小
大
密封件寿命
长
短
闸间隙保护
高精度连续检测并保护,可靠性高
行程开关保护,可靠性差
弹簧疲劳保护
高精度连续检测并保护,可靠性高
行程开关保护,可靠性差
闸盘偏摆监测功能
具有闸盘偏摆无接触监测功能
无
管接头及管路
进口件
国产件
制动闸瓦
优质无石棉闸瓦
一般闸瓦
液
压
站
液压站配置
全部液压件(除选不到的)采用进口件
主要液压件采用进口件
恒力矩二级制动性能
二级制动设定值可实现重载上提和重载下放分别设定,使恒力矩二级制动更接近实现恒减速制动的防滑条件。
在工作载荷差别大的工况下,也可用来实现不同载荷采用不同的恒力矩二级制动设定值,以更好的满足安全制动减速度要求。
只能实现一个方向二级制动设定值,不能实现重载上提和重载下放分别设定。
压力监控功能
全系统压力监控
仅监测制动器压力
油温加热、冷却控制功能
具有油温加热、冷却控制功能
无
油箱及附件材质
不锈钢
碳钢
电
控
柜
电气控制回路
双回路
单回路
PLC
双套
单套
恒减速控制板
四套(其中每两套用于热备回路)
单套
可调闸控制板
双套
单套
控制、显示界面
触摸屏
无
测速装置
测速机+编码器双回路(双回路热备)
测速机单回路
减速过程连续监控保护
有
无
故障信息记录、保存功能(以便在出现事故后便于分析原因)。
有
无
内部电源监视功能
有
无
制
动
系
统
闸控系统全方位覆盖的安全控制理念和故障监控措施,实现安全制动工况下制动系统状态的全面监控功能。
有
无
制动控制安全可靠性
优
良
元器件故障监控保护功能
优
一般
附:
郑煤李良店恒减速工作点计算数据及校核
郑煤李粮店4.5×4落地式低速直联主井提升机
恒减速电液制动系统
制动参数校核
洛阳中重自动化工程有限责任公司
2011年10月24日
一、恒减速制动系统工作点校核(郑煤李粮店)
序号
名称
单位
数值
附注
1
卷筒直径
m
4.5m
2
天轮直径
m
4.5
3
最大静张力
kn
980
4
最大静张力差
kn
340
5
最大提升高度
m
755.59
钢丝绳与衬垫摩擦系数
0.25
钢丝绳与主导轮围抱角
度
185
6
减速器速比
1
7
卷筒转动惯量
kgm2
156940
8
天轮转动惯量
kgm2
136690
9
电机转动惯量
kgm2
40000
10
有效载荷质量
kg
28000
(FC=274680N)
11
箕斗A(含绳附件)质量
kg
36000
12
箕斗B(含绳附件)质量
kg
36000
13
首绳(总和)单位长度质量
kg/m
4×10.2
14
尾绳(总)和单位长度质量
kg/m
2×20.4
15
首绳总长度
m
990
16
尾绳长度
m
825
17
卷筒变位质量
kg
31000
18
天轮变位质量
kg
2×13500
19
电机变位质量
kg
7901
20
首绳变位质量
kg
40392
21
尾绳变位质量
kg
33660
22
总变位质量m
kg
239954
23
旋转部分变位质量
kg
65902
24
质量模数
m/s2
1.17
25
满足防滑条件的上提重载极限减速度
m/s2
≤5.02
26
满足防滑条件的下放重载极限减速度
m/s2
≤2.25
27
满足安全规程上提重载极限制动减速度
m/s2
≤5
28
满足安全规程制动力矩倍数的极限制动减速度
m/s2
≤2.08
29
满足安全规程下放重载极限制动减速度
m/s2
≥1.5
从上表“郑煤李粮店4.5×4落地式低速直联主井提升机恒减速工作点校核数据(郑煤李粮店)”可见:
1、恒减速工作点上限:
上表中序号25,26,27,28所对应于的提升系统中各种工况下安全制动极限减速度限定值决定了恒减速制动系统工作点的上限,只要满足小于最低值2.08m/s2,即可满足提升系统不产生滑绳的条件。
2、恒减速工作点下限:
上表中序号29所对应于的整个提升系统中各种工况下安全制动极限减速度限定值决定了恒减速制动系统工作点的下限,只要满足大于安全规程规定的下放重载极限制动减速度1.5m/s2,即可满足煤矿安全规程规定的条件。
3、恒减速工作点范围
由上述分析结果可以得知:
当恒减速系统工作点满足下式规定的条件:
1.5m/s2≤恒减速工作点≤2.08m/s2
即可满足各种工况下提升系统安全制动和防滑要求。
二、后备二级制动系统安全制动防滑条件校核
1、制动器参数
制动装置总成4个
单个制动器装置正压力80kN
制动器最大工作压力14Mpa
闸瓦摩擦系数0.4
计算摩擦系数0.35
制动器单元总数14对
2、钢丝绳滑动极限减速度
由恒减速工作点范围曲线图可知:
满载上提:
a上≤5m/s2
满载下放:
a下≤2.1m/s2
空载:
a空≤3.25m/s2
3、制动过程减速度校核
提升系统产生钢丝绳滑动的危险工况一般在重载下放、重载上提和空载三种工作状态。
已知:
提升工况
下放最大件
上提最大件
空载
提升系统运动变位质量
Σm(kg)
239954
239954
211954
实际最大静张力差(有效载荷)
Fc(N)
274680
274680
0
质量模数m/s2
1.15
1.15
0
最大制动力FZ(N)
FZ=3Fc×R/Rz
=3×274680×2.25/2.45=756771(N)
其中:
取Rz=2.45m
以下按常规方法校核:
1)下放最大件
根据《煤矿安全规程》规定,下放重载的减速度
由
可得Fzw≥(Σma下+FC)R/RZ
=(239954×1.5+274680)×2.25/2.45=582806(N) 取制动力Fzw=600000(N) 由Fzw=600000(N)可计算出实际下放最大件时的制动减速度 为: =(FzwRZ/R-FC)/Σm =(600000×2.45/2.25-274680)/239954=1.578m/s2>1.5m/s2 2)上提最大件 根据《煤矿安全规程》规定,上提重载的减速度 由Fzw=600000(N)可计算出实际下放最大件时的制动减速度 =(FzwRZ/R+FC)/Σm =(600000×2.45/2.25+274680)/239954=3.87m/s2<5m/s2 3)空载 由Fzw=600000(N)可计算出空载时的制动减速度ak ak=FzwRZ/(RΣmk) =600000×2.45/2.25/211954=3.08m/s2 4、制动过程液压站油压设定值校核 洛阳中重自动化工程有限责任公司制动器参数: A——盘形制动器活塞面积84.2cm2 j——闸瓦摩擦系数0.4 Ps——使闸盘打开的始动油压2.4Mpa N——作用在制动盘上的正压力N n——制动器总油缸数取14对 Rz——制动半径取2.45m μ——闸瓦计算摩擦系数0.35 FC——实际静张力差274680N R——卷筒半径2.25m 1)贴闸皮油压Px Px=KFcR/AnμRz =3.25×274680×2.25/84.2/28/0.35/2.45/100 =9.9Mpa 其中系数K: 式中C质量特性系数。 (m/s2) 式中Σm—提升系统总的变位质量千克。 2)最大开闸油压 Pmax=Px+Ps=9.9+2.4=12.3MPa 式中: Px---为贴闸皮油压值P贴MPa Pc——综合阻力折算成的油压值,查盘形制动器参数取2.4MPa 3)重载下放工况下满足安全规程要求的第一级制动油压P下放1 P下放1≤Px-(1.5Σm+FC)R/AnμRz ≤9.9-(1.5×239954+274680)×2.25/84.2/28/0.35/2.45/100 ≤2.9MPa 4)重载下放工况下满足防滑条件的第一级制动油压P下放2 P下放2≥Px-(2.1Σm+FC)R/AnμRz ≥9.9-(2.1×239954+274680)×2.25/84.2/28/0.35/2.45/100 ≥1.3MPa 1.3MPa≤P下放≤2.9MPa 5)重载上提及空载满足防滑条件的安全制动减速度m/s2 P上提≥Px-(3.25Σm-FC)R/AnμRz ≥9.9-(3.25×239954-274680)×2.25/84.2/28/0.35/2.45/100 ≥4.3MPa 5、结果分析 1)恒减速工作点结果分析 当恒减速系统工作点满足下式规定的条件: 1.5m/s2≤恒减速工作点≤2.08m/s2 即可满足各种工况下提升系统安全制动和防滑要求。 2)后备双设定值恒力矩二级制动计算结果分析 按常规方法计算: 下放最大件: 1.5m/s2< =1.578m/s2 上提最大件: =3.87m/s2<5m/s2 空载:
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