一种可伸缩机尾自适应调整电液复合控制系统及方法与流程

本发明属于煤矿井下综采工作面设备设计和制造的技术领域，具体是一种可伸缩机尾自适应调整电液复合控制系统及方法。

背景技术：

输送机是煤矿综采工作面的关键设备之一，其主要组成包括机头架、溜槽、刮板链、伸缩机尾架及传动装置等部分，机头架链轮和机尾架链轮之间通过安装刮板的链条运输煤炭。输送机主要功能作用一是采煤机骑跨在输送机上作为采煤机的运行轨道，往复运行；二是运输采煤机截割下的煤炭；三是作为液压支架推拉移动的支点。

采煤机在输送机上往复运行速度、运行距离、液压支架推移以及链条自身磨损等因素实时变化，刮板链条也会时松时紧，引起链条张紧力不断变化。链条过松时，导致链条与链轮无法正常啮合，易脱开，发生堆积打结现象；链条过紧时，导致链条磨损严重，功率损耗较大，易发生断链、断齿现象，造成危害，甚至伤亡事故。

随着技术不断进步，输送机功率越来越大，工作面生产能力不断提高，输送机铺设长度不断增加，这就对输送机张紧装置技术要求相应提高，使链条张紧力始终处于最佳张力状态，使链条与链轮正常啮合，防止链条过松或过紧，保证输送机的正常安全可靠运行。

技术实现要素：

本发明为了解决链条张紧力始终处于最佳张力状态，使链条与链轮正常啮合，防止链条过松或过紧，保证输送机的正常安全可靠运行的问题，提供一种可伸缩机尾自适应调整电液复合控制系统及方法。

本发明采取以下技术方案：一种可伸缩机尾自适应调整电液复合控制系统，包括plc计算控制中心、压力传感器ⅰ、张紧油缸ⅰ、行程传感器ⅰ、可伸缩机尾架、行程传感器ⅱ、张紧油缸ⅱ以及压力传感器ⅱ，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞杆连接可伸缩机尾架，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞杆内分别设置有行程传感器ⅰ和行程传感器ⅱ，行程传感器ⅰ和行程传感器ⅱ分别通过行程信号传输线路ⅰ和行程信号传输线路ⅱ与plc计算控制中心连接，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ与双液控单向阀连接，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ与双液控单向阀连接的管路上分别设置有压力传感器ⅰ和压力传感器ⅱ，压力传感器ⅰ和压力传感器ⅱ分别通过压力信号传输线路ⅰ和压力信号传输线路ⅱ与plc计算控制中心连接，双液控单向阀设置有进油口a5、进油口a6，出油口b3、出油口b4，其中出油口b3分别与张紧油缸ⅰ以及张紧油缸ⅱ的活塞无杆腔连接，出油口b4分别与张紧油缸ⅰ、张紧油缸ⅱ的活塞有杆腔连接，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞无杆腔与双液控单向阀之间的管路上设置安全阀ⅰ，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞有杆腔与双液控单向阀之间的管路上设置安全阀ⅱ，双液控单向阀的进油口a5与调速阀ⅰ的出油口连接，调速阀ⅰ的进油口与换向电磁阀ⅰ的工作口连接，双液控单向阀的进油口a6与调速阀ii的出油口连接，调速阀ii的进油口与换向电磁阀ii的工作口连接，换向电磁阀ⅰ的回油口与换向电磁阀ii的回油口连接，换向电磁阀ⅰ和换向电磁阀ii的控制口与plc计算控制中心连接，换向电磁阀ⅰ和换向电磁阀ii的进液口通过截止阀ⅱ与进油管路连接，进油管路通过截止阀ⅰ与溢流阀连接，溢流阀与双液控单向阀与调速阀ⅰ之间的管路连接。

进一步的，安全阀ⅰ和双液控单向阀之间设置压力表。

进一步的，换向电磁阀ⅰ和换向电磁阀ii的进液口与截止阀ⅱ之间设置过滤器。

一种可伸缩机尾自适应调整电液复合控制系统的控制方法，包括以下方法，

s100～设置输送机空载、装载50%和满载三个状态计算链条张力对应的系统压力作为标准检测目标值的下限值、中限值、上限值，plc计算控制中心通过压力传感器ⅰ和压力传感器ⅱ自动检测张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ活塞无杆腔的压力，通过行程传感器ⅰ和行程传感器ⅱ自动检测张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ活塞杆的伸缩长度，plc计算控制中心进行数据分析、判断和处理，进而控制换向电磁阀ⅰ和换向电磁阀ⅱ开启和闭合，控制张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的伸缩，推动可伸缩机尾架移动，链条张紧力随负荷变化而自动调整。

s200～当plc计算控制中心通过压力传感器ⅰ、压力传感器ⅱ检测到张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ实际工作压力值大于设定标准目标压力上限值时，plc计算控制中心控制换向电磁阀ⅱ得电动作，进油管路的液流通过截止阀ⅱ、过滤器、换向电磁阀ⅱ、调速阀ⅱ、双液控单向阀到达张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞杆腔进行充液，此时张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞无杆腔液流泄液，经过双液控单向阀、调速阀ⅰ、换向电磁阀ⅰ、截止阀ⅰ流到回油管路，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞杆腔压力增加，活塞杆向里侧收缩，拉动可伸缩机尾架向机头架方向移动，链条的张紧力减小，直到张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ实际工作压力值小于设定标准目标压力上限值，使链条的张紧力达到设定范围内，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ停止收缩，换向电磁阀ⅱ失电动作换向，换向电磁阀ⅱ的进油口停止供液，系统处于压力平衡状态。

s300～当plc计算控制中心通过压力传感器ⅰ、压力传感器ⅱ检测到张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ实际工作压力值小于设定标准目标压力下限值时，plc计算控制中心控制换向电磁阀ⅰ得电动作，进油管路的液流通过截止阀ⅱ、过滤器、换向电磁阀ⅰ、调速阀ⅰ、双液控单向阀到达张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞无杆腔进行充液，此时张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞杆腔液流泄液，经过双液控单向阀、调速阀ⅱ、换向电磁阀ⅱ、截止阀ⅰ流到回油管路，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞无杆腔压力增加，活塞杆向外伸长，推动可伸缩机尾架向远离机头架方向移动，链条的张紧力增大，直到张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ实际工作压力值大于设定标准目标压力下限值，使链条的张紧力达到设定范围内，张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ停止伸长动作，换向电磁阀ⅰ失电动作换向，换向电磁阀ⅰ的进油口停止供液，系统处于压力平衡状态。

s400～当plc计算控制中心通过压力传感器ⅰ、压力传感器ⅱ检测到张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ实际工作压力值在设定标准目标压力值范围内时，plc计算控制中心控制换向电磁阀ⅰ和换向电磁阀ⅱ失电，此时张紧油缸ⅰ和张紧油缸ⅱ的活塞无杆腔和活塞有杆腔的均无液流充液，系统处于压力平衡状态。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在考虑紧链操作安全可靠的前提下，机构设计简单，采用微机控制、信息返馈和数据处理功能，故能使链条张紧力随采煤机往复割煤装煤长度变化而作随机调整，以保证链条始终处于最佳张紧力状态，不会因过紧而加剧链条磨损和功率损耗，也不会因链条过松、悬链过大而造成跳链、堆卡链甚至断链等事故。

本发明通过电控部分对信号进行判断，液控部分控制张紧油缸伸缩，推移可伸缩机尾架移动，灵敏度高，并设置空载、装载50%和满载三个标准参考值，保证张紧油缸不会频繁动作，提高设备运行有效功率，降低损耗。

操作人员可随时在不停机情况下实时对链条张紧力进行自动调整，使张紧力始终自动适应负荷变化要求，在一定程度上提高了输送机链条张紧力控制水平，确保设备可靠运行，提高设备开机率，保证薄煤层安全高效开采。

附图说明

图1是本发明的控制系统及策略示意图；

图中：1-plc计算控制中心、2-行程信号传输线路ⅰ、3-行程信号传输线路ⅱ、4-压力信号传输线路ⅰ、5-压力信号传输线路ⅱ、6-压力传感器ⅰ、7-张紧油缸ⅰ、8-行程传感器ⅰ、9-链条、10-可伸缩机尾架、11-行程传感器ⅱ、12-张紧油缸ⅱ、13-压力传感器ⅱ、14-安全阀ⅰ、15-压力表、16-双液控单向阀、17-溢流阀、18-调速阀ⅰ、19-换向电磁阀ⅰ、20-截止阀ⅰ、21-截止阀ⅱ、22-过滤器、23-换向电磁阀ⅱ、24-调速阀ⅱ、25-安全阀ⅱ。

具体实施方式

本发明采取以下技术方案：一种可伸缩机尾自适应调整电液复合控制系统及策略，其特征包括plc计算控制中心1、行程信号传输线路ⅰ2、行程信号传输线路ⅱ3、压力信号传输线路ⅰ4、压力信号传输线路ⅱ5、压力传感器ⅰ6、张紧油缸ⅰ7、行程传感器ⅰ8、链条9、可伸缩机尾架10、行程传感器ⅱ11、张紧油缸ⅱ12、压力传感器ⅱ13、安全阀ⅰ14、压力表15、双液控单向阀16、溢流阀17、调速阀ⅰ18、换向电磁阀ⅰ19、截止阀ⅰ20、截止阀ⅱ21、过滤器22、换向电磁阀ⅱ23、调速阀ⅱ24和安全阀ⅱ25。

压力传感器ⅰ6、压力传感器ⅱ13分别设置在张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞无杆腔侧与双液控单向阀16之间，分别通过压力信号传输线路ⅰ4和压力信号传输线路ⅱ5与plc计算控制中心1连接。

压力传感器ⅰ6、压力传感器ⅱ13分别检测张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12活塞无杆腔侧的压力，并将压力信号反馈给plc计算控制中心1。

行程传感器ⅰ8、行程传感器ⅱ11分别设置在张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞杆内，通过行程信号传输线路ⅰ2和行程信号传输线路ⅱ3与plc计算控制中心1连接。

行程传感器ⅰ8、行程传感器ⅱ11分别检测张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞杆行程，并将行程信号反馈给plc计算控制中心1。

张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12是执行机构，用于推移可伸缩机尾架10移动，调整链条9的张紧力，保证链条9的张紧力在最佳范围内。

安全阀ⅰ14通过管路设置在张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的无活塞杆侧与双液控单向阀16之间，安全阀ⅱ25通过管路设置在张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞杆强侧与双液控单向阀16之间。

安全阀ⅰ14、安全阀ⅱ25处于常闭状态，用于保护系统设备的安全可靠运行，防止过载，损坏系统元件。当张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12系统工作压力超过规定值时，安全阀ⅰ14和安全阀ⅱ25处于开启状态，液流从t4口和t5口流向外界，当系统压力低于规定值时，安全阀ⅰ14和安全阀ⅱ25处于闭合状态，从而保证系统压力不至于过高发生事故。

双液控单向阀16通过管路设置在张紧油缸ⅰ7、张紧油缸ⅱ12进油管路和调速阀ⅰ18及调速阀ⅱ24之间。

进油管路设置双液控单向阀16提高了张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的工作安全性和稳定性。

双液控单向阀16设置进油口a5、a6，出油口b3、b4，出油口b3与张紧油缸ⅰ7、张紧油缸ⅱ12的活塞无杆腔连接，出油口b4与张紧油缸ⅰ7、张紧油缸ⅱ12的活塞有杆腔连接，

安全阀ⅰ14、安全阀ⅱ25分别设置在双液控单向阀16与张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞无杆腔和活塞有杆腔之间。

安全阀ⅰ14设置进油口p4、出油口t4，安全阀ⅱ25设置进油口p5、出油口t5。安全阀ⅰ14和安全阀ⅱ25用于保护张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12管路系统，当张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12管路系统压力大于设定值时，液流从出油口t4、出油口t5流出，直至管路需要压力低于设定值，出油口t4、出油口t5关闭。

压力表15设置在安全阀ⅰ14和双液控单向阀16之间，用于显示张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12活塞无杆腔的管路系统压力，便于操作人员观察调整。

调速阀ⅰ18通过管路设置在双液控单向阀16和换向电磁阀ⅰ19之间，调速阀ⅱ24通过管路设置在双液控单向阀16和换向电磁阀ⅱ23之间。

调速阀ⅰ18设置进油口a3、出油口b1、调速阀ⅱ24设置进油口a4、出油口b2。调速阀ⅰ18、调速阀ⅱ24用于调节进油管路液流大小，控制张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12伸缩速度。

换向电磁阀ⅰ19通过管路设置在调速阀ⅰ18和进油管路过滤器22之间，换向电磁阀ⅱ23通过管路设置在调速阀ⅱ24和进油管路过滤器22之间，换向电磁阀ⅰ19和换向电磁阀ⅱ23通过线路与plc计算控制中心1连接，plc计算控制中心1用于控制换向电磁阀ⅰ19和换向电磁阀ⅱ23阀位的闭合、开启。

换向电磁阀ⅰ19、换向电磁阀ⅱ23为两位三通常闭换向电磁阀，均设置进液口p1、p2，工作口a1、a2，回油口t1、t2，换向电磁阀ⅰ19的工作口a1通过管路与调速阀ⅰ18的进油口a3连接，换向电磁阀ⅱ23的工作口a2通过管路与调速阀ⅱ24的进油口a4连接。断电时，进油口p1、p2不通，a1和t1相通，a2和t2相通，进油管路液流断开；得电时，进油口p1和a1相通，p2和a2相通，回油口t1，t2不通，进油管路液流接通。

截止阀ⅰ20、截止阀ⅱ21分别设置在回油管路和进油管路上，控制整个系统液流的通断。

过滤器22设置在进油管路上，用于过滤液流的杂质和颗粒等，保证液流的清洁。

本发明的一种可伸缩机尾自适应调整电液复合控制系统的控制方法：

s100～设置输送机空载、装载50%和满载三个状态计算链条张力对应的系统压力作为标准检测目标值的下限值、中限值、上限值，plc计算控制中心1通过压力传感器ⅰ6和压力传感器ⅱ13自动检测张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12活塞无杆腔的压力，通过行程传感器ⅰ8和行程传感器ⅱ11自动检测张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12活塞杆的伸缩长度，进行数据分析、判断和处理，进而控制换向电磁阀ⅰ19和换向电磁阀ⅱ23开启和闭合，控制张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的伸缩，推动可伸缩机尾架10移动，链条9张紧力随负荷变化而自动调整，使链条9的张紧力在一个最佳范围内，从而保证输送机安全可靠运行。

s200～当plc计算控制中心1通过压力传感器ⅰ6、压力传感器ⅱ13检测到张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12实际工作压力值大于设定标准目标压力上限值时，plc计算控制中心1控制换向电磁阀ⅱ23得电动作，进油管路的液流通过截止阀ⅱ21、过滤器22、换向电磁阀ⅱ23、调速阀ⅱ24、双液控单向阀16到达张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞杆腔进行充液，此时张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞无杆腔液流泄液，经过双液控单向阀16、调速阀ⅰ18、换向电磁阀ⅰ19、截止阀ⅰ20流到回油管路。张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞杆腔压力增加，活塞杆向里侧收缩，拉动可伸缩机尾架10向机头架方向移动，链条9的张紧力减小，直到张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12实际工作压力值小于设定标准目标压力上限值，使链条9的张紧力达到设定范围内，张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12停止收缩。换向电磁阀ⅱ23失电动作换向，进油口p2停止供液，系统处于压力平衡状态。

s300～当plc计算控制中心1通过压力传感器ⅰ6、压力传感器ⅱ13检测到张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12实际工作压力值小于设定标准目标压力下限值时，plc计算控制中心1控制换向电磁阀ⅰ19得电动作，进油管路的液流通过截止阀ⅱ21、过滤器22、换向电磁阀ⅰ19、调速阀ⅰ18、双液控单向阀16到达张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞无杆腔进行充液，此时张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞杆腔液流泄液，经过双液控单向阀16、调速阀ⅱ24、换向电磁阀ⅱ23、截止阀ⅰ20流到回油管路。张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞无杆腔压力增加，活塞杆向外伸长，推动可伸缩机尾架10向远离机头架方向移动，链条9的张紧力增大，直到张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12实际工作压力值大于设定标准目标压力下限值，使链条9的张紧力达到设定范围内，张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12停止伸长动作。换向电磁阀ⅰ19失电动作换向，进油口p1停止供液，系统处于压力平衡状态。

s400～当plc计算控制中心1通过压力传感器ⅰ6、压力传感器ⅱ13检测到张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12实际工作压力值在设定标准目标压力值范围内时，plc计算控制中心1控制换向电磁阀ⅰ19和换向电磁阀ⅱ23失电，此时张紧油缸ⅰ7和张紧油缸ⅱ12的活塞无杆腔和活塞有杆腔的均无液流充液，系统处于压力平衡状态。