机械工程师
MECHANICALENGINEER
基于键合图的箕斗定重装载液压系统动态特性分析
胡志
（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，郑州450000）
摘要：分析了箕斗定重装载液压系统的工作原理，运用键合图理论对液压系统箕斗举升过程进行建模，选取惯性元件的广义动量和容性元件的广义位移作为状态变量，推导出系统的状态方程，建立了系统的动态模型，并运用Matlab软件中的
Simulink工其箱对系统进行建模仿真，分析系统的动态特性。关键调：箕斗：定重装载：键合图：动态特性
中图分类号：TP391.7 0引言
文献标志码：A
矿井提升设备被人们称为矿山"咽喉设备”，在整个矿井生产中占有重要的地位。箕斗装载装置是立井箕斗提升机的重要组成部分，其性能好坏直接关系到提升系统的安全与经济运行。《煤矿安全规程》第三百八十二条规定：“箕斗提升必须采用定重装载。”
对液压系统进行动态特性分析，一般采用基于经典控制理论的传递函数法来建模，但由于液压系统的非线性强，采用传递函数法建立准确数学模型的难度较大。根据键合图理论对液压系统进行建模，适用于多输入、多输出的非线性系统，并能够方便地分析系统中某个具体参数对整个系统的影响情况。本文采用键合图理论对箕斗定重装载装置的液压系统进行建模，分析该液压系统的动态特性，为系统的设计和优化提供参考依据。
定重装载液压系统的工作原理 1
通用的立井箕斗定重装载系统主要有定量斗式和定量输送机式两种，目前我国新建矿井基本都采用这两种定重装载方式。而众多老矿井在建并初期并没有考虑使用定重装载，装载确室非常狭小，如果采用这两种定重装载方式，将给设计和安装带来众多麻烦。
该定重装载系统不会对原有提升系统造成破坏，只需在井底托罐梁的间隔安装2对称重液压缸，分别用来在称重过程中对左右2个箕斗进行称重，在左右装煤溜槽分别安装一个闸门，当箕斗中的煤达到设定值时.闸门液压缸动作关闭闸门以截止煤流。
图1所示为定重装载液压系统原理图。该液压系统的工作流程如下：左箕斗下降落在井底托罐梁上，触动位于井底的下降限位开关，使电磁换向阀9左端通电，压力油经电磁换向阀进人称重液压缸下腔，活塞上升举升箕斗：活塞杆上升触动举升限位开关，电磁换向阀9断电，阀芯回到中位，液压油被密封在称重液压缸下腔，同时开始对箕斗进行装煤，密封油液的压力随着箕斗中装煤量的变化而变化，可以根据压力传感器的测量值判断箕斗中的装煤量；当压力传感器的测量值达到系统设定值时，电磁换向阀11左端通电，闸门液压缸动作举升闸门切断煤流，并发出信号提升箕斗；箕斗提升后，电磁换向阀9和电磁换向阀11右端通电，称重液压缸和闸门液压缸复位等待
文章编号：1002-2333(2016)09-0163-03
区sA
路
13
14
15
16 17
的
A
1,2.3.4.称重液压缸5.6.闸门液压缸7,8.称重传感器 9,10,11,12.电磁换向阀13.压力表14.单向阀15.电动机 16.液压泵17.过滤器18.电磁换向阀19.油箱
图1定重装载液压系统原理图
下次装载。右箕斗装载过程与左箕斗相同。
2
系统键合图模型
根据定重装载液压系统的功率流向和键合图的绘制
原则画出该液压系统的键合图，图2(a)所示为箕斗举升
14
5,6.69
R
3TF4
sf
TF 1/k
to a
27
2 219
(a) Cs
5
3 R
(b)
3
TF
, 16. ; 18
TF 8 Rs
箕斗举升过程键合图图2
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2016年第9期
万方数据
1163