PLC控制液压驱动型矸石翻车机

【摘 要】刘庄煤矿井下和地面原有的矸石翻车机系统是老式的电动机带动减速机驱动方式，该系统由于存在环节多，在使用中对电机损害大，电机经常出现故障，影响制约着生产，通过矸石翻车机驱动方式改造的研究，能够对比出电机直接驱动和液压驱动两种驱动方式的问题和优势，对今后煤矿矸石翻车机驱动方式的选择提供参考，为设备的安全高效运行打下了坚实的基础。

【关键词】PLC控制；电机减速机驱动；液压驱动

1 引言

随着刘庄煤矿技术经济一体化发展，对设备事故率低、维护量小的要求越来越强烈，一方面从技术角度看，矸石翻车机驱动方式的改变和向液压驱动方式方向的发展是必然趋势，节能降耗，性能稳定，安全高效；另一方面，矸石翻车机性能的稳定，减少设备和配件的投入，减少了检修维护所必须的人力，极大的提高了设备产生的效益。因此，通过对矸石翻车机驱动方式改造，极大的提高了矸石翻车机的性能和安全可靠性。

2 技术方案与工作原理

2.1 技术方案

针对翻车机驱动装置在使用中存在的问题， 从机械结构和电气控制上进行了分析，将原电机、减速机驱动方式改造成液压站带动液压马达驱动方式，将外阻和内阻的原气动方式改成液压缸工作方式，自行设计控制箱，在控制箱中安装PLC程序，针对内阻阻车器油缸收不到位、易别坏油缸的现象，在内阻车器油缸处安装位置传感器，设置内阻阻车器油缸到位和翻车机运行的闭锁关系，内外阻车器和翻车机运行的闭锁关系，用操作箱代替原来的三联按钮，使之更合理，消除了故障隐患。

2.2 工作原理

职工操作控制箱按键，继电器吸合，电机带动油泵旋转，泵从油泵中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力能，液压油通过阀组合实现了方向、压力、流量调节，后经外接管路传输到液压机械的液压马达中，带动链轮转动，通过链条带动滚筒的翻转。

3 电机减速机驱动方式存在问题

（1）电机与减速机通过联轴器与链轮联接属于刚性传动，当电机起动时，需大电流起动，阻力非常大，减速器经常出现折齿和联轴器销折断现象，同时形成的冲击力会缩短电机的寿命，对电机损害大，故障率高，由于长期频繁的正反转，经常出现电机烧坏现象，单次更换维修耗时8h，严重影响制约着运输区的安全生产。

（2）由于电机驱动时振动大，电机、减速机的螺栓经常松动，有时维修人员几乎需要天天紧固，加大维修人员的工作量。？

（3）由于通过三联按钮来控制电机的正反转，频繁操作按钮，开关和按钮经常出现故障。

（4）翻车机卡完矸石后，职工点动按钮使翻车机与轨道齐平，以便出车，由于按钮灵敏度差，难于控制，翻车机往往不能自动恢复到位，费时费力。

（5）翻车机阻车器和卡矸作业没有闭锁关系。翻车机在卡矸作业时，由于职工误操作，可能出现误打开内外阻车器的现象，车辆将跑动，可能造成重大运输安全事故。

（6）翻车机内阻车器气缸收不到位，经常损坏。翻车机内阻车器和外阻车器原先使用气动方式，由于气压低，内阻车器经常出现气缸收不到位的现象，此时翻车机运行，滚筒将碰坏气缸，损坏设备。

4 液压驱动方式优势

（1）从结构上看，改造后液压驱动的体积更小，重量轻、结构更紧凑。

（2）从工作性能上看，改造后液压驱动速度扭矩均可无级调速，动作响应快，能迅速频繁换向和变速，运动较平稳无冲击，能在低速下稳定运动；操控比较方便、省力。

（3）改造后液压驱动和电气控制相配合，结合使用PLC程序，增加了翻车机正反转运行与内外阻车器和阻车器油缸到位传感器的闭锁关系。即翻车机运行时，内外阻车器打不开，内阻车器油缸收不到位，翻车机无法动作，大大降低了设备的损坏率，同时保障了安全生产。

（4）从使用维护上看，改造后液压驱动系统元件的自性好，易实现过载保护与保压，安全可靠性好，便于维护。

（5）改造后的操作箱增加点动按钮、转换开关和信号工作指示灯代替原来的三联按钮，更直观，更方便职工操作。

图1 PLC工作程序图

5 核心技术

在原有电机减速机驱动矸石翻车机的基础上，用液压站、马达等替换电机、减速机，利用PLC自行编制控制程序，通过电磁阀，驱动液压马达，由液压马达驱动链轮，带动翻车机翻转。

6 应用前景

由于煤矿使用电机、减速器直接驱动矸石翻车机情况较多，通过使用情况看，故障率高，维护量大，投入材料配件多，在淘汰报废整套设备浪费太大的情况下，最好的解决方法仍需采用本改造技术，综合效益较好，因此，本项改造技术在煤矿及矸石厂等使用前景广阔。

作者简介：

王从越，男，汉族。1982年9月出生，安徽宿州人。2012年7月10日毕业于安徽理工大学机电一体化专业，现于国投新集集团刘庄煤矿运输区工作。