操车设计第三稿.docx

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操车设计第三稿

中国矿业大学毕业设计说明书

——济宁二号煤矿副井操车系统设计

班级：

06机电

站点：

兖矿

姓名：

张登岭

时间：

2008年12月

摘要

本设计说明书介绍了济宁二号煤矿副井操车系统组成。

本系统设计针对现场的实际情况，分别就电控部分、液压部分和机械部分三个部分做了详细的说明。

电控部分采用PLC控制，外围信号通过输入点进入到PLC，然后通过满足各种逻辑关系来输出，通过输出点的输出信号来控制电磁阀的通断，与此同时实现了操车系统的自动化，可以在自动方式下运行。

操车系统中推车机负荷最大，需要的压力、流量也最大，只要能够满足推车机的要求，也满足其它设备的需求，因此液压部分以推车机作为基础来计算、选型。

机械部分中的推车机采用组链式推车机，在设计中主要以满足能够推液压支架并能够进罐推车条件，考虑到过载保护的可靠性采用液压马达驱动。

而摇台、安全门及阻车器等安全设施，则是在原结构上进行了改进，保证系统更加安全可靠。

关健词：

操车系统；PLC；液压部分；机械部分；推车机；摇台；阻车器

Abstract

ThedesignspecificationoftheJiningNo.2introducedtheauxiliaryshaftcoalminecar-speakingsystem.Thesystemdesignforthesiteoftheactualsituationinrespectofelectroniccontrol,hydraulicandmechanicalpartsofthethreepartsofsomeofthedetaileddescription.

ElectronicallycontrolledpartofthePLCusedtocontroltheexternalinputsignalintothePLC,andthentomeetavarietyoflogictotherelationshipbetweenoutputandexportsthroughthepointoftheoutputsignaltocontrolthesolenoidvalveoffatthesametimetoachievetheparadeofAutomatedVehicleSystemsCanberuninautomaticmode.

Caocarpushersystem'slargestload,theneedforpressure,flowisalsothelargest,aslongastheycanmeettherequirementsofthepusher,andotherequipmenttomeetthedemand,sosomeofthehydraulicmachinetocartasabasisforthecalculation,theselection.

Themechanicalpartofthepusherchainusedteamcart,designedprimarilytomeetthehydraulicsupportandbeabletopushintothetankcart,overloadprotection,takingintoaccountthereliabilityoftheuseofhydraulicmotordrive.TheshakeTaiwan,securitydoorsandstopcar-safetyfacilities,suchas,intheoriginalstructurewasimprovedtoensurethesystemmoresecure.

Keywords:

Caocarsystem;PLC;hydraulicparts;partofthemachinery;pusher;shakeTaiwan;Retarder

1绪论…………………………………………………………………………4

1.1课题的背景………………………………………………………………4

1.2课题的意义………………………………………………………………4

1.3本文完成的主要工作……………………………………………………5

2概述…………………………………………………………………………5

2.1电控部分…………………………………………………………………5

2.2液压部分…………………………………………………………………6

2.3机械部分…………………………………………………………………6

3操车系统计算机及其选型………………………………………………7

3.1电控选型…………………………………………………………………7

3.2液压计算及选型………………………………………………………20

3.3机械部分结构设计……………………………………………………21

3.4操车工艺………………………………………………………………31

3.5其它……………………………………………………………………38

结束语………………………………………………………………………39

参考文献………………………………………………………………………40

附录……………………………………………………………………………41

1绪论

1.1课题的背景

煤矿副井运输工况多，情况复杂，所有人员、设备、材料、矸石等都必须从这里运输，实现副井运输自动化一直是困扰煤炭行业的难题之一。

操车系统基本上可分为以下几部分：

推车机、摇台、安全门、阻车器。

兖州矿业集团公司济宁二号煤矿是国家“八五”规划的重点项目，年设计生产能力400万吨，1997年11月正式投产。

其副井操车系统由南京煤炭设计院设计，布置方式为48套液压站对安全门、阻车器、摇台等设备分别控制，推车机采用圆环链推车机进罐推车。

上、下井口同侧进出车，出车侧采用了圆环链阻拉器。

下井口设计了卡罐器，1995年4月投入使用。

因分组液压站布置复杂，占用面积大，液压系统漏油严重，维修量大，于1996年改为集中控制液压站集中控制。

自使用以来，整套设备效率低、故障率高，维修量大，有些设备因不能适用于现场而停止了使用。

这样无形中提高了工人的劳动强度，同时带来了一定安全隐患，这与高产高效矿井极不匹配。

本次设计的方向为：

实现自动化控制；推车机能够进出罐笼推车；采用液压作为动力。

1.2课题的意义

副井操车系统是煤矿工矿、工艺较复杂的系统之一，且各矿因矿井形式和所处环境的不同而有所区别。

针对矿井实际情况设计、开发功能强大、自动化程度高、免维护周期长的副井操车设备成为煤矿的强烈需求。

经过改造，实现达到如下效果。

1.2.1降低工人的劳动强度。

通过提高推车机功能，实现自动化程度。

推车机能够进罐推车，解决了原推车机装卸矿车不到位的缺点，消除了人工辅助；推车机推头可自动起落，能满足各种工况的需要；可装车、卸车、调车，实现了“一机多用”；具有伺服双变量功能，根据工况不同自动输出相应压力流量，节能高效。

1.2.2消除安全隐患。

解决原推车机装卸矿车不到位的缺点，消除了用管子配合顶矿车的现象，从根本上消除了操车隐患。

铺板平整，人员进、出罐方便且安全。

安全门在人员或小质量物体的碰撞下，不会产生影响使用的变形；在重车、大质量物体的撞击下，抓捕机构起作用使门体与支座连成一体，靠安全门材料的塑性变形来吸收碰撞能量。

1.2.3减小维护量。

系统中的电气设备液压件中液压马达、液压泵、电磁阀等核心元器件均选用进口件，增强了设备的可靠性，大大减少了维护量。

动力系统采用液压系统集中控制，漏油少，具有自动限荷功能，故障率低，安全性好，减少了环境污染。

1.2.4整个车场达到平整美观。

由于取消了传动装置地坑，铺板全部更换为槽钢，整个车场仅有阻车器阻爪高出地面，使车场平整、美观、宽敞，便于行人、车辆安全通行，为无轨胶轮车的通行奠定基础。

1.3本文完成的主要工作

●采用自动化程度高的电控系统

●采用液压马达驱动装置及集控式液压站

●有效解决推车机进罐推车问题

●取消阻拉器，采用外动力起落罐内阻车器

2概述

本次设计的副井操车系统共包括以下几部分：

电控部分、液压部分和机械部分。

2.1电控部分

原配置电控系统经过多次改动，其中井下起动器改为低压防爆开关，布置占地面积大，安全门闭锁未正常使用，现已不能联动操作；部分接触器故障率高（如推车机、阻拉器控制接触器）；操作台各按钮、转换开关可靠性差，故障率高。

为了跟上企业的发展步伐，适应企业的发展要求，提高副井作业系统的自动化程度与生产效率，采用进口产品。

系统由PLC、操作界面、现场设备工作状态检测装置和液压站控制等构成。

PLC控制系统采用模块化设计，选用小型PLC控制推车机、摇台、阻车器，独立完成推车机控制功能，与系统联网运行，提高了系统的灵活性、可靠性减小系统投资。

在现场操纵室设置操控界面，液晶显示屏上可以动态地显示操车系统中各设备的工作状态，并可对系统进行操控。

以形象化的图形来显示各设备的状态。

2.2液压部分

液压站为推车机、摇台、安全门、阻车器、罐内阻车器提供动力，是整套设备唯一的动力源。

本液压系统有以下特点：

、具有司服控制功能，使推车机可以变速运行。

、可以为装（卸）罐和调车两类工况分别提供高速大推力和低速小推力的动力输出。

、系统按高压设计，但工作在中压区。

、为保证可靠及维修方便，采用并联双系统，防过载采用双重保护。

、液压泵、马达、液压控制阀采用进口原装产品，其它元件亦采用引进技术产品。

、为进一步提高系统可靠性防止泄漏，液压站及电磁阀均采用整体通道块技术，管路采用全长液压胶管。

、液压缸采用高可靠性重型液压缸，双端缓冲。

2.3机械部分

机械设备有推车机、摇台、（线路）阻车器、安全门，轨道、铺板等。

2.3.1推车机

目前现有的推车机按动力源可划分为气动式、电动式和液动式三种，能达到要求的目前只有销齿式推车机和组链式推车机。

根据我矿现场情况，组链式推车机相比销齿式推车机更加适用。

2.3.2罐内阻车器

针对同侧进出车的特点，罐内阻车器采用外动力驱动方式。

2.3.3安全门

采用液压油缸驱动，钢丝绳牵引安全门上下直线运动。

2.3.4摇台

采用推车驱动摇臂，油缸无液仍能支撑摇臂使其不落下，实现自锁功能。

2.3.4阻车器

采用阻矿车轮来阻挡矿车通过。

由组爪、驱动机构、底架组成。

3硬件系统选型

3.1电控部分选型

供电电压：

动力部分：

井上AC380V

井下AC660V

控制部分：

井上AC220V

井下AC127V

控制电压：

DC24V

3.1.1PLC的选型

PLC可编程控器：

PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:

一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的内存，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.

可编程控制器是60年代末在美国首