礦用提升機盤形制動器制動安全研究

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摘要：通過解析礦用提升機制動器制動的工作原理，分析影響安全制動的因素，可以在工作中盡快找出影響安全制動的原因，并采用相應的解決方法使提升機在有效制動范圍內運行。

關鍵詞：礦用提升機；盤形制動器；制動力；靜張力；安全

制動提升機是煤礦主要的運輸設備之一，也是事故高發危險環節之一。礦用提升機主要承擔著運輸人員和物料的任務。由于近幾年生產技術的快速發展，提升機正常運行一般都會有變頻、直流電機等動力拖動投入運行，運用PLC編程使得提升機在上提物料（人員）和下放物料（人員）時可以安全平穩地運行，實現自動平穩加速、減速功能。一般正常運行時，機械制動（盤閘制動器）全部處于打開狀態，當提升機處于運行狀態時，機械或電氣部分出現故障不能正常控制提升速度時，需要機械制動投入運行保證提升機安全制動。提升機的安全制動需要制動力來保證，提升機制動器的工作可靠性是保證提升機安全運行的重要環節。

1機械制動的工作原理

盤形制動器是靠碟形彈簧產生制動力且靠油壓松閘的，處于制動狀態時，利用碟簧組的彈簧力使閘瓦與閘盤接觸制動。當油壓力降低為零時（制動過程），碟簧預緊產生的彈簧力通過碟簧中置推動軸及磨損補償螺柱作用于閘瓦上，施加的正向彈簧力使閘瓦與制動盤貼合產生制動正壓力，從而制約制動盤的旋轉趨勢。油缸的壓力容腔充油升壓（松閘過程），當油液壓力逐步升高至工作壓力時，與閘瓦相連的活塞受油壓作用，克服碟簧的預緊力并壓縮碟簧而向后移動，活塞通過中空大螺柱、碟簧中置推動軸、閘瓦磨損補償螺柱而帶動閘瓦后移，閘瓦與制動盤之間形成間隙，從而解除作用于制動盤上的制動正壓力[1]。

2影響安全制動的因素和解決方法

2.1提升時最大載重量影響因素和解決方法。a)根據提升機的最大靜張力和制動力矩確定最大提升量，保證最大提升量的靜張力不超過提升機設計的最大靜張力，且保證所有制動閘的制動力矩之和與實際提升最大靜荷重旋轉力矩之比不小于3。b)如果是雙滾筒提升機提升，除了要滿足上述要求外，還必須保證提升機主副滾筒的最大靜張力差不超過提升機設計的最大靜張力差，并且保證其3倍最大靜拉力差所產生的力矩小于所有的制動力矩之和；在力矩不滿足要求的情況下，保證最大靜張力不超設計值，通過調節主副滾筒的最大靜拉力（配重）降低靜張力差，使其滿足制動力矩要求[2]。2.2制動力矩影響因素和解決方法。a)制動力矩的計算方法為：Mzh=∑FzR=nn=1移FiR，(1)式(1)中，Mzh為各點實測制動力矩之和，N•m；Fz為各點制動力，N；R為實驗時Fz的作用半徑，m；∑Fi為實測各組閘的制動力之和，N；n為分組實驗數。b)閘盤制動力的計算方法為：P=F/S，(2)F=P×S，(3)式(2)～(3)中，P為制動閘瓦與閘盤接觸時制動器內油液壓力，Pa；F為制動力，N；S為制動器內油缸面積，m2。2.3制動力不足影響因素和解決方法。a)閘瓦間隙是影響制動力的關鍵因素。由于碟形彈簧具有低行程、高補償力的特性，因此閘瓦間隙的大小直接影響碟形彈簧形變的大小。若閘瓦間隙過大，在實施制動時碟形彈簧的回彈較大，導致彈力下降，使得閘皮與閘盤接觸時的正壓力不足；制動空行程時間延長，靈敏度降低。解決方法為：利用長度為300mm的塞尺對每一副閘瓦間隙進行測試，保證其盤形制動器在正常工作中油壓最高時閘瓦間隙不大于2mm；同時要測量出所使用提升機制動盤的端面跳動且保證不超過1.0mm。根據閘盤的偏擺量來調節閘瓦間隙，閘瓦間隙要大于偏擺的最大值并小于閘瓦間隙要求的最大值，這樣可以保證在使用的過程中不會因為閘盤的偏擺而使得閘皮磨損厚度不一致，進而導致制動時接觸面積不足，使得制動力矩下降[3]。b)對提升機所有閘盤的制動力進行測試，如果所有閘盤的制動力均低于要求值，說明碟形彈簧的彈力不足。解決方法為：先觀測液壓站主油泵的供給油壓，如果當前工作油壓值到液壓站最大允許油壓值還有上升空間，可以通過提升液壓站主油泵的供給油壓來增加碟形彈簧的形變，同時閘瓦間隙會增大，將閘瓦間隙恢復至合理范圍，在抱閘時增大碟形彈簧的彈力，提高制動力。由于閘盤的正壓力等于碟形彈簧的彈力減去殘余油壓對活塞的作用力和制動器的阻尼力，因此在提高供給油壓值的同時還需要測試油壓（制動）手柄回歸最低零位時的殘壓，并使殘壓值符合表1要求。c)在實際制動力矩測試工作中，發現制動閘皮與閘盤的接觸面積也是影響制動力矩的因素之一。當制動閘皮與閘盤的接觸面積小于制動閘皮面積的60%時，會出現制動力矩不足的現象。解決方法為：利用閘瓦的壓力且用熱敏傳真紙測取閘瓦與制動盤的接觸面積。一般新更換的閘皮是凸面的，接觸面積不夠，這樣就需要停止提升機運輸，利用空車旋轉控制制動手柄，使得閘皮和制動盤輕微接觸，將閘皮磨平，增大接觸面積。在摩擦的過程中要時刻注意閘盤的表面溫度，當表面溫度較高時，停止摩擦使其自然降溫，切記不得用水快速降溫，防止溫差過大導致閘盤變形，影響正常使用。d)制動盤表面或制動閘皮有油漬時會降低摩擦系數，造成制動力矩減小甚至完全喪失。解決方法為：在使用過程中要經常觀察或停車時用手指輕抹閘盤觀察是否有油漬。如果出現油漬，就需要檢修確認油漬的來源。如果工作過程中油漬誤飛濺上去，處理時就簡單了，將閘盤上的油漬擦拭干凈就可以了。如果制動閘油缸或油管漏油、滲油到閘盤上，處理起來就比較麻煩了，不僅僅要找到漏油點堵漏或更換密封圈，還要將閘皮內的油漬清理干凈或更換閘皮。e)在按上述要求調整后制動力矩仍然不符合要求的情況下，就需要更換一些關鍵部件。(a)打開制動閘頭，取出碟形彈簧，觀察碟形彈簧有無折斷或裂紋，導致正壓力下降。還有一種情況就是由于長時間使用，彈簧疲勞出現彈性降低，導致正壓力下降。這種情況的解決方法為更換全部碟形彈簧。更換時需考慮碟形彈簧的型號和大小，更重要的是根據提升機的實際情況選擇剛性彈力合適的碟形彈簧。更換帶有壓力傳感器的碟簧座，可以實時監測碟形彈簧的彈力。(b)當閘皮的摩擦量過大或薄厚不均勻時，需要更換新的閘皮。更換新閘皮時需要考慮閘皮的型號和大小，并選擇摩擦系數符合要求的閘皮。(c)變更設計，更換更高壓力的液壓站、高強度碟形彈簧，使貼閘油壓升高；或者在條件允許的情況下增加制動閘瓦數量[4]。

3結語

礦用提升機運行的安全、可靠直接關系到礦井的正常運行和煤礦廣大職工的安全，尤其是在當前“安全第一”的環境下，更應該保證提升機的安全、可靠和平穩運行。通過分析制動力，可以為提升機操作者提供直接有效的方案，使其能夠快速選出合適的安全運行方案，希望能為廣大提升機操作者提供幫助，保證提升機的安全高效運行，為國家建設、人民生活需要提供更好的能源保障。

參考文獻：

［1］王宏德.盤式制動閘制動力矩下降原因分析與對策［J］.中州煤炭，2006(3)：57.

［2］國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程［S］.北京：煤炭工業出版社，2011.

［3］礦用產品安全標志辦公室，國家安全生產上海礦用設備檢測檢驗中心，河南煤礦安全監察局.AQ1015—2005煤礦在用纏繞式提升機系統安全檢測檢驗規范［S］.北京：煤炭工業出版社，2005.

［4］中信重工機械股份有限公司，洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司，上海冶金礦山機械廠，等.JB/T3277—2017礦用提升機和礦用提升絞車液壓站［S］.北京：機械工業出版社，2017.

作者:曹艷軍 單位:山西省煤礦節能監測中心