淺談盤閘制動系統(tǒng)工作可靠性

劉　英

摘要：針對目前提升機(jī)盤式制動系統(tǒng)易出現(xiàn)的故障及隱患首先給出了制動器工作可靠性的一些概念然后從理論和實(shí)踐兩方面探討了盤式閘制動系統(tǒng)的工作可靠性分析了影響可靠性的相關(guān)因素提出了提高設(shè)備安全運(yùn)行的維護(hù)意見。

關(guān)鍵詞：盤式閘制動系統(tǒng) 測試 可靠性

0 引言

目前礦井提升機(jī)普遍采用的盤式閘制動器可靠性的理解可包含2個方面[1]:狹義上理解盤式制動器包含不可維修因素廣義上理解盤式制動器又含有可維修因素。制動器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的綜合反映。固有可靠性是由制動器設(shè)計(jì)、制造及材料等因素決定的在制動器產(chǎn)品出廠時(shí)便已明確使用可靠性則是安裝、維護(hù)及操作等因素決定的它反映了制動器固有可靠性在實(shí)際運(yùn)行中的發(fā)揮程度。因此固有可靠性的體現(xiàn)受使用可靠性的限制；固有可靠性再高使用可靠性卻較低制動器的實(shí)際工作可靠性依然不會高。制動器的固有可靠性和使用可靠性的乘積體現(xiàn)了制動器的工作可靠性即工作可靠性。

Rw=RlRa

式中Rl、Ra———制動器的固有可靠性、使用可靠性。

制動裝置各單元之間常常表現(xiàn)為串聯(lián)關(guān)系而多副盤形閘的制動力矩則是表決狀態(tài)關(guān)系(或簡化為并聯(lián)關(guān)系)這些復(fù)雜的功能關(guān)系使制動裝置的可靠性評定比較復(fù)雜。在實(shí)際工作中制動裝置可靠性評定分為理論可靠性評定和現(xiàn)場可靠性評定。

1 理論可靠性評定

當(dāng)前提升機(jī)制動器多以制動力矩來衡量其可靠性制動閘的制動可靠性 Rb=RsRf

式中Rs、Rf———彈簧可靠性、摩擦可靠性。

1.1 彈簧可靠性分析 盤式制動器的壓力彈簧由n片碟形彈簧迭加而成彈簧的系統(tǒng)等效剛度是單片彈簧的1/n。碟簧系統(tǒng)中若有彈簧失效整個系統(tǒng)的彈簧總壓力會減小壓力減小的幅度取決于碟簧失效的片數(shù)及失效形式。若碟形彈簧系統(tǒng)一片碟簧失效制動器便存在不可靠隱患盡管此時(shí)制動器還有能力剎車停車。

碟形彈簧的可靠性評定應(yīng)以實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。將各分布函數(shù)線性化處理對子樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)用線性化分布函數(shù)去擬合在滿足顯著水平的條件下選取相關(guān)系數(shù)r最大值的一個作為母體的分布函數(shù)并且由分布函數(shù)計(jì)算分布函數(shù)的估計(jì)值。

1.2 摩擦可靠性分析 制動器的摩擦可靠性定義為“制動器摩擦力矩大于提升機(jī)靜力矩的能力”。由于提升機(jī)制動器的制動力矩設(shè)計(jì)取有一定的儲備系數(shù)因而制動力矩一般都大于靜力矩。制動力矩由n副閘瓦產(chǎn)生只要其中仍有k副閘能夠產(chǎn)生大于靜力矩的制動力矩則表明制動器實(shí)際上還具有制動能力。制動器的摩擦可靠性是以表決模型表示的記作k/n(G)。

假設(shè)每副閘的摩擦可靠性分布函數(shù)相同系統(tǒng)的摩擦可靠度

Rf=∑ n-k i=0 CinRn-i(1-R)i R=R(t)RμRδ

式中R——單副制動閘的摩擦可靠度；

R(t)、Rμ、Rδ——摩擦可靠度、摩擦系數(shù)可靠度、閘瓦間隙可靠度。

若摩擦系數(shù)變化呈現(xiàn)正態(tài)分布規(guī)律則Rμ=-1(μ-μ0σμ)

式中μ、σμ、μ0———摩擦系數(shù)平均值、摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差、制動器設(shè)計(jì)所取用的摩擦系數(shù)值。

一般情況下都把閘瓦間隙調(diào)整為1mm左右。

在制動器設(shè)計(jì)過程中碟形彈簧的預(yù)緊量計(jì)算是按閘瓦間隙量為1~1·5mm進(jìn)行的。若實(shí)際間隙超過此值產(chǎn)生制動正壓力下降的問題。因?yàn)榈烧龎毫χ档淖兓c閘瓦間隙成正比關(guān)系所以閘瓦間隙的可靠度。

Rδ=-1(δ-δ0σδ)

式中δ、σδ、δ0———閘瓦間隙的平均值、閘瓦間隙的標(biāo)準(zhǔn)差、閘瓦間隙設(shè)計(jì)值。

2 現(xiàn)場可靠性評定

2.1 制動器的故障模式 根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)總結(jié)制動器的故障模式從制動器的故障模式分析不難看出保證制動器固有的可靠性的主要維護(hù)工作包括:①制動閘瓦與閘盤間隙的調(diào)整；②閘盤污染控制；③制動器內(nèi)部各部件的維護(hù)水平；④液壓站油壓值整定及殘壓限制。

在以上4項(xiàng)維護(hù)工作中若有一項(xiàng)維護(hù)工作未做好都會影響制動器的固有可靠性發(fā)揮。因此維護(hù)可靠性是這4項(xiàng)單元可靠性的串聯(lián)組合即RM=RbRdRnRh式中Rb、Rd、Rn、Rh———閘瓦同步貼閘可靠性、閘盤污染可靠性、制動器內(nèi)部維護(hù)可靠性、液壓站殘壓可靠性。貼閘可靠性是指制動器所有制動閘同步貼閘的能力若貼閘能力差則制動力矩達(dá)不到設(shè)計(jì)值固有可靠性保障能力差。

2.2 可靠性評定 閘盤污染可靠性是指污染閘盤與閘瓦摩擦制動力矩不減值的能力；制動器內(nèi)部維護(hù)可靠性是指制動器內(nèi)部維護(hù)狀態(tài)良好彈簧、活塞不出現(xiàn)損壞的能力；殘壓可靠性是指液壓站殘壓不超過規(guī)定值的能力。由于當(dāng)前維護(hù)工作和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對閘盤污染都給予高度重視所以發(fā)生人為污染的概率非常小。殘壓可靠性與液壓系統(tǒng)故障和電液閥調(diào)整、閥彈簧的抗疲勞能力有關(guān)制動器內(nèi)部維護(hù)通過制定切實(shí)可行的維護(hù)制度來保障。因此維護(hù)可靠性的重點(diǎn)在于閘瓦間隙調(diào)整而影響貼閘可靠性。一般情況下制動閘不同步的原因在于閘瓦間隙差別和油缸阻力差別。貼閘油壓離散程度能夠反映制動閘的貼閘可靠性貼閘油壓越集中同步貼閘數(shù)目越大貼閘可靠性也越高；反之貼閘油壓愈分散貼閘同步性愈差貼閘可靠性也愈低。若在合閘過程中瞬時(shí)貼閘的閘瓦數(shù)為i則貼閘可靠性

Rb=i/n

衡量貼閘可靠性高低的指標(biāo)可用每個瞬間貼閘可靠度的平均值來表達(dá)即Rb=∑ni=1Rbint

式中nt——貼閘序列子樣數(shù)。

提升機(jī)盤式制動裝置的可靠性研究內(nèi)容豐富還有很多內(nèi)容需深入探討和研究。研究結(jié)果有利于現(xiàn)場工程技術(shù)人員了解設(shè)備運(yùn)行的可靠性規(guī)律制定科學(xué)的設(shè)備維護(hù)制度增強(qiáng)規(guī)范性克服盲目性以保證設(shè)備安全高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛仕榮.礦井提升機(jī)可靠性技術(shù)[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社1994.

[2]顧履平.實(shí)用可靠性技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社1992.

[3]王家棟.礦井提升技術(shù)性能測定與分析[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社1993.