MG—400/940WD采煤机遥控调高制动电液控制改装及应用

孙杰 李鑫 曲宝 于连红 黄亚江

摘 要：MG-400/940WD型电牵引采煤机是由鸡西煤矿机械有限公司生产，在煤矿综采工作面上使用时由于其机体本身所带的液压调高、制动装置在使用过程中经常出现因系统油温过高，而且油箱内的液压油没有冷却系统，造成液压胶管密封圈由于高温造成老化串液以及液压元件经常损坏。更换需要时间而且投入较大，有时甚至因发现不及时造成油箱跑油，油泵吸空造成损坏，并且大都采用进口油泵，价格比较昂贵使生产成本加大，由于国产电磁阀使用寿命短，故障率高，当出现故障时影响采煤机调高和坡度大时的制动问题，进而影响了设备的开机率，针对以上这些问题而决定对其进行技术改造。

关键词：变频调速；调高；制动；遥控装置

中图分类号：TD421 文献标志码：A 文章编号：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 采煤机控制系统原理

采煤机内部是采用松下工业可编程控制器PLC和工控显示控制，通过10.4寸大屏幕彩色显示器显示内容有：当采煤机开机状态下各个电机温度显示，系统电压显示，当某个电机启动时，实时显示启动电流以及正常工作电流，牵引部分还显示牵引速度、牵引力的大小。机身几个部位都能对采煤机电气进行控制：中间手控；機身两端头操作站集中电控；离机时的遥控，距离范围在30m以内。交流变频调速系统采用一拖一方式，变频器采用ABB公司生产的ACS800系列变频器，这种变频器主要采用直接转矩控制的技术，可在无脉冲编码器和测速电机反馈的情况下，完成对交流牵引电机速度和转矩的准确控制。保护功能十分完善，将左、右截割（左、右牵引）电机电流、温度；牵引高速轴、截割高速轴的温度；冷却水流量、压力；液压系统压力监测，油箱油位，系统电压及环境瓦斯含量监测等模拟量通过A/D转换成数字量信号，供给PLC采集，对应进行显示或保护。各检测点的参数可以在工控机屏幕上适时动态显示；同时该电控系统上的操作显示站的液晶屏上也能同时显示如采煤机牵引速度、牵引力、截割电机电流、牵引电机电流等的信息。而且具有故障记忆功能，在三个小班为一个原班的时间内可记录最近发生的60次故障信息，在检修的时候专职电工可以详细地查询每一条故障的相关信息。通过改造后操作上以遥控为主在应急的时候机身两端固定安装的操作站控制及中间转换开关手动控制。电控箱内的关键电气件都是进口的。如C79隔离开关、V77真空接触器、ACS800变频器等。电气性能稳定可靠。

2 改造方法

MG-400/940WD型交流电牵引采煤机电控箱是整个采煤机电气核心部件，它内部采用松下工业可编程控制器PLC控制，一是接收来自外部的开关量信号；另一个是采集采煤机各个部位的电机温度信号，牵引电流、牵引力以及牵引速度的大小，将这些非电量信号转化为电量信号后，再经过转化后供给PLC作为保护检测依据。通过对采煤机进行整机上电、断电，截割电机、泵电机的起动、停止，运输机的解锁和闭锁以及变频器电源通断等操作，来完成采煤机的各种操作。改造主要在主控制器与电磁阀之间进行。

2.1 电气部分

改造原理图如图1，将采煤机内一组直流继电器组（5个直流继电器），一块AC220V/DC12V开关电源模块。将采煤机主控器上的控制各电磁阀电源引线脚引出向原引线从主控器上摘下，将原主控制器上的点分别引出线至五个24V直流继电器线圈上，通过线圈电源的通断，来控制其常开接点的分合，通过常开接点从而控制各电磁阀的通断，来控制液路的开闭动作。分别控制左右调高和制动。当遥控器输入控制指令后，主控制器控制24V继电器，24V继电器接点再控制12V电磁阀，以实现机械传动。而制动回路动作原理是当牵引回路通电牵引的同时，主控器输出信号控制后加的其中一个24V直流继电器通电，其常开节点闭合以接通制动器电磁阀，把机体本身的制动器松闸，当牵引电机断电后，同时主控制器给出信号使制动器电磁阀断电，制动器抱闸以实现制动。在CZ1-23是整流桥VC2的24V+极，将后加直流继电器组（5个直流继电器）的24V电源公共+极并接到CZ1-23上，后加直流继电器组（5个直流继电器）的五个负端分别接到原主控器摘下的CZ1-25～29 端，CZ1-24是VC2的0V，把CZ1-25原线（从后腔来的电磁阀线X11-1）从主控器上摘下，接到后加直流继电器组（5个直流继电器）的左升继电器常开点一端，CZ1-26接到（X11-2来）左降，CZ1-27接到（X11-3来）右升，CZ1-28接到（X11-4来）右降，CZ1-29接到（X11-5来）制动，五个电磁阀公共端X11-6是从VC2的24V（+）极经过JZ3-18到后腔的，把JZ3插座打开，找到X11-6这根线（在18脚上），断开后，一头是从VC2的24V（+）极来的线头包好，另一头去后腔的线接到后加的220V/12V的电源模块的12V（+）端，12V的（-）端是通过后加的24V继电气组的常开接点接到各电磁阀的另一端。图1电气及液压电磁阀改造原理图电气系统改进后，主要优点是既保证了设备的正常使用，而且将采煤机主控器与液压系统电磁阀之间实现了有效的电气隔离，保证了当外围电路出现故障时不至于影响主控制器的正常工作。

2.2 液压部分

液压改造是采用一组共计6个带电源指示的电液控制阀，分别控制左右截割部的上升与下降，牵引系统行走时的液压制动器解锁，当司机操作某个功能时，该部位电磁阀得电，阀芯移动打开液压回路使该系统动作，并同时指示灯显示哪个部位动作。液压制动器是控制牵引部主传动的重要部件，940采煤机牵引电机的功率是55kW，它经过二级直齿轮和双行星减速器减速，将牵引功率输出带动行走机构再带动整机行走。在煤壁侧轴齿轮另一端装有液压制动器，当采煤机在较大倾角工作面停机时，液压制动器紧急制动，防止了采煤机下滑的危险。如果工作面倾角小于15°时，根据工作面实际地质条件需要，可以不用液压制动器，用轴端护盖防护好。在煤壁侧的一轴安装有温度传感器，通过检测该处的温度值，当温度值超过135℃则报警，同时在工控机屏幕上显示实时温度。制动器在采煤机没给牵引时，活塞在弹簧力作用下，压紧内外摩擦片产生制动力矩，使采煤机制动。当司机发出牵引信号时，通过电气系统使二位四通电磁阀动作，经液压阀组来的低压力油进入液压制动器的外接油口，活塞在压力油作用下压紧弹簧组，使内外摩擦片脱离接触，制动器轴空转松闸，采煤机正常牵引。当采煤机出现紧急情况或检修时可用螺栓在制动器的后端盖上手动压紧弹簧，使内外摩擦片暂时脱离接触，采煤机应急行走。

3 结束语

采煤机电气调高，制动经过改造投入生产运行后，大大改善了设备的综合运行效率，特别是故障率大大降低，并且投入改造材料少，只采用乳化液作为液压驱动能源，节约了原材料。后采用的电磁阀克服了以前本机所带的电磁阀易出现的一些故障。而且使用周期长，故障率极低，在实际生产过程中确保了设备的开机率，提高了生产效率。

参考文献：

[1]孙珍军.模块化微控制器及其电源管理技术研究[D].华中科技大学，2007.

[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1982.

[3]常斗南，等.可编程序控制器原理、应用、实验[M].机械工业出版社，1998.

[4]季维发，过润秋，严武升，等.机电一体化技术[M].电子工业出版社，1995.