淺談提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)和保護(hù)裝置

楊玉濤

淺談提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)和保護(hù)裝置

楊玉濤

(山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測(cè)中心，山西 太原 030045)

液壓制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)安全運(yùn)行的重要保障機(jī)構(gòu)。隨著塊式制動(dòng)器退出歷史舞臺(tái)，近幾年礦井提升機(jī)的制動(dòng)器都是盤式制動(dòng)器。因此，加強(qiáng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)、熟悉常見故障及處理方法并加裝必要的保護(hù)，可以提高液壓系統(tǒng)和盤式制動(dòng)器工作的可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，這對(duì)提升機(jī)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。

提升機(jī);液壓站;制動(dòng)器;保護(hù)裝置;故障處理

液壓站是提升機(jī)重要的組成部分，是提升機(jī)運(yùn)行的安全和制動(dòng)裝置，是提升機(jī)安全的保障。提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的正常停車或緊急狀況下的緊急停車都要求液壓制動(dòng)系統(tǒng)正常高效可靠靈敏地工作，以保證提升機(jī)安全平穩(wěn)地制動(dòng)停車，防止事故發(fā)生。因此，維護(hù)好制動(dòng)和液壓系統(tǒng)對(duì)提升機(jī)安全運(yùn)行非常重要。

目前，提升機(jī)使用的液壓制動(dòng)系統(tǒng)一般由液壓站、盤式制動(dòng)器、油管路等組成。液壓站一般采用二級(jí)制動(dòng)即恒力矩制動(dòng)的安全制動(dòng)方式，它的缺點(diǎn)是制動(dòng)力矩調(diào)定以后，由于負(fù)載的變化，造成實(shí)際的機(jī)械減速度與調(diào)定好的機(jī)械減速度相差很遠(yuǎn)，往往會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的減速度，對(duì)提升機(jī)造成很大的沖擊，尤其對(duì)提升鋼絲繩沖擊很大，容易發(fā)生斷繩事故。而對(duì)多繩提升機(jī)來(lái)說(shuō)，大的沖擊可使鋼絲繩超過(guò)滑動(dòng)極限的要求，發(fā)生滑繩事故使制動(dòng)系統(tǒng)失靈，造成設(shè)備或人身傷亡事故。為此近年來(lái)出現(xiàn)了恒減速制動(dòng)，它的特點(diǎn)是緊急制動(dòng)時(shí)，能使制動(dòng)力矩隨負(fù)載的變化而變化，而使機(jī)械減速度達(dá)到預(yù)期給定值，即實(shí)現(xiàn)恒減速制動(dòng)，同時(shí)它還保留了原有的二級(jí)制動(dòng)的性能，一旦恒減速制動(dòng)系統(tǒng)失效，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)，增加了系統(tǒng)的可靠性。雖然現(xiàn)在系統(tǒng)保護(hù)設(shè)置齊全，但是環(huán)節(jié)多就有可能發(fā)生整個(gè)系統(tǒng)失效，這時(shí)手動(dòng)泄壓就是最后的安全保障。

1 現(xiàn)有液壓制動(dòng)系統(tǒng)

目前，礦井大部分使用的液壓站見圖1，圖2，其工作原理是系統(tǒng)正常工作時(shí)，電磁閥G1、G2、H通電，(TE130液壓站 G3、G4、H1斷電，TE131液壓站G3斷電)，液壓油分別通過(guò)電磁閥進(jìn)入盤式制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)松閘，保證提升機(jī)正常運(yùn)行。同時(shí)液壓油經(jīng)過(guò)減壓閥和單向閥，進(jìn)入彈簧蓄力器X達(dá)到調(diào)定好的一級(jí)油壓值PI級(jí)。

當(dāng)提升機(jī)實(shí)施安全制動(dòng)時(shí)，(包括如全礦停電、超速、超壓等)電動(dòng)機(jī)、KT線圈斷電，油泵停止供油，電磁閥G1、G2斷電，TE130型液壓站固定滾筒側(cè)制動(dòng)閘(TE131型液壓站滾筒右側(cè)制動(dòng)閘)的液壓油快速泄到油箱，油壓降到零。TE130型液壓站游動(dòng)滾筒制動(dòng)閘(TE131型液壓站滾筒左側(cè)制動(dòng)閘)的液壓油經(jīng)電磁閥，一部分液壓油流到彈簧蓄力器X內(nèi)，另一部分液壓油經(jīng)溢流閥流回油箱，使閉合回路的油壓值保持一級(jí)油壓值PI級(jí)，再經(jīng)延時(shí)繼電器延時(shí)，電磁閥G4延時(shí)斷電，電磁閥G3延時(shí)通電，使油壓迅速降為零，達(dá)到完全制動(dòng)狀態(tài)，完成二級(jí)制動(dòng)全過(guò)程。

一級(jí)油壓值PI級(jí)的調(diào)定是由減壓閥和溢流閥實(shí)現(xiàn)的。在液壓站正常工作時(shí)，工作油壓經(jīng)過(guò)減壓閥和單向閥進(jìn)入彈簧蓄力器X，壓力值降為P’1，溢流閥調(diào)定壓力為一級(jí)油壓值PI級(jí)，它比P’1大0.2～0.3MPa即可。

圖1 TE130液壓站原理

圖2 TE131液壓站原理

上述過(guò)程可使提升機(jī)緊急制動(dòng)時(shí)能獲得良好的二級(jí)制動(dòng)性能，特性見圖3，從P2即A點(diǎn)降到B點(diǎn)、C點(diǎn)，此時(shí)TE130型液壓站固定滾筒制動(dòng)閘(TE13型液壓站滾筒右側(cè)制動(dòng)閘)處于制動(dòng)狀態(tài)。TE130型液壓站游動(dòng)滾筒制動(dòng)閘(TE131型液壓站滾筒左側(cè)制動(dòng)閘)油壓值降到一級(jí)制動(dòng)油壓值PI級(jí)時(shí)，作用在制動(dòng)閘上的油壓(A點(diǎn)降到B點(diǎn)、C點(diǎn))，延時(shí)t1后到達(dá)D點(diǎn)，此時(shí)提升機(jī)速度已經(jīng)到很低，電磁閥G5延時(shí)斷電、G6延時(shí)通電后，油壓PI級(jí)降為零(即從D點(diǎn)到E點(diǎn))，以3倍靜力矩把滾筒抱死，使提升機(jī)完全停車。

圖3 二級(jí)制動(dòng)油壓變化曲線

2 油壓系統(tǒng)常見故障及原因

2.1 二級(jí)制動(dòng)油壓保不住

經(jīng)常發(fā)生故障的主要是溢流閥和減壓閥，主要原因是有臟東西卡住，拆下來(lái)用汽油清洗零件和小孔就能恢復(fù)正常;如果還不保壓，再檢查蓄能器活塞是否滲漏，若有滲漏更換密封墊。再不保壓就清洗單向閥。總之使二級(jí)制動(dòng)保壓過(guò)程中沒有堵塞和滲漏處。

2.2 二級(jí)制動(dòng)時(shí)機(jī)械減速度值不合格

主要是溢流閥調(diào)定的壓力值比減壓閥調(diào)定的壓力值高的多或小的多。發(fā)生這種的原因是調(diào)定PI級(jí)的方法不正確，應(yīng)該是調(diào)PI級(jí)時(shí)把兩閥的調(diào)壓彈簧都擰松，從低往高調(diào)壓，先調(diào)減壓閥的壓力值，再調(diào)溢流閥的壓力值，一點(diǎn)一點(diǎn)的往上調(diào)整，當(dāng)減壓閥的調(diào)壓值調(diào)到PI級(jí)后再調(diào)溢流閥時(shí)，如果溢流閥的壓力值往上調(diào)壓力表指針下降了，就說(shuō)明兩閥調(diào)在一個(gè)PI級(jí)值上了，但設(shè)計(jì)要求溢流閥的調(diào)壓值應(yīng)稍大一點(diǎn)，所以把溢流閥的手柄再往上緊一點(diǎn)，使溢流的閥調(diào)壓值比減壓閥的調(diào)壓值大0.2～0.3 MPa。這樣就不會(huì)使PI級(jí)值在二級(jí)制動(dòng)時(shí)沖擊太高。從液壓系統(tǒng)上說(shuō)，進(jìn)行二級(jí)制動(dòng)時(shí)，油泵停止供油，電磁閥G4斷電，制動(dòng)器油缸和蓄能器連通，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)電磁閥斷電的一瞬間，在單向閥關(guān)閉的蓄能器和制動(dòng)液壓缸之間的閉合油路區(qū)內(nèi)制動(dòng)液壓缸的油壓高于減壓閥調(diào)定的PI級(jí)值，這兩個(gè)值的油壓混合一起便形成油壓的沖擊，這個(gè)沖擊壓力使溢流閥先導(dǎo)閥打開溢流，當(dāng)油壓值降到PI級(jí)值時(shí)溢流閥關(guān)閉。如果溢流閥調(diào)的壓力值比減壓閥高，那么溢流閥關(guān)閉時(shí)的油壓值要比PI級(jí)高就降不下來(lái)，使一級(jí)制動(dòng)值PI級(jí)比設(shè)計(jì)計(jì)算的要高，這樣提升機(jī)在減速過(guò)程中由于制動(dòng)力小，滑行距離長(zhǎng)，重載下放時(shí)制動(dòng)減速度小于1.5 m/s2;反之當(dāng)一級(jí)制動(dòng)值PI級(jí)比設(shè)計(jì)計(jì)算的低，提升機(jī)在減速過(guò)程中由于制動(dòng)力過(guò)大，滑行距離短，重載上提時(shí)制動(dòng)減速度大于5 m/s2，這是安全規(guī)程和AQ1015－2005所不允許的。

2.3 油壓不穩(wěn)定波動(dòng)大

主要原因就是給KT線圈的電流濾波不好，直流電流中有交流成分，使線圈上下振動(dòng)形成油壓波動(dòng)不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)電解電容濾波去除其中的交流成分。再就是油路系統(tǒng)中混入了空氣，應(yīng)將空氣排凈。

2.4 殘壓過(guò)高

1)電液調(diào)壓裝置控制桿與噴嘴之間的距離小，只要把控制桿往上調(diào)一調(diào)，殘壓就能降下來(lái)。

2)溢流閥的節(jié)流孔大了，只要取下用小錘砸小即可解決。

3 制動(dòng)系統(tǒng)常見故障和處理方法

1)制動(dòng)閘打不開：油壓不足或有滲漏點(diǎn)，檢查液壓站和油管。

2)制動(dòng)閘不閉合：可能是液壓站電磁閥卡住。

3)制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)制動(dòng)距離大：油壓低制動(dòng)力不足或者超載、超速運(yùn)行。

4)制動(dòng)閘制動(dòng)力?。洪l間隙太大;閘盤上有油;彈簧疲勞;閘瓦接觸面積不夠;閘瓦磨損不均勻，原因是閘瓦安裝不正，制動(dòng)盤偏擺量過(guò)大。

5)制動(dòng)閘動(dòng)作緩慢：一是液壓系統(tǒng)內(nèi)有空氣;二是閘間隙太大。

制動(dòng)系統(tǒng)中蝶形彈簧是關(guān)鍵部件，應(yīng)定期檢查蝶形彈簧，檢查蝶形彈簧組的方法：從制動(dòng)狀態(tài)緩慢松閘，記下各個(gè)閘瓦的開閘壓力，其中最高油壓與最低油壓之差不能超過(guò)最大工作壓力Pm的10%，超過(guò)就要更換松閘油壓最低閘瓦的蝶形彈簧。

4 液壓及制動(dòng)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)

4.1 手動(dòng)強(qiáng)制泄壓閥

雖然現(xiàn)在液壓站有了越來(lái)越多的保護(hù)裝置，但由于油泵、閥組的結(jié)構(gòu)緊湊、精密，在使用過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生閥組堵、卡的現(xiàn)象，從而使整個(gè)液壓制動(dòng)系統(tǒng)失靈，以致造成嚴(yán)重后果。

實(shí)際工作中，由于管理不到位、工作環(huán)境污染、油管得不到定期清洗導(dǎo)致油路不暢以及電磁閥損壞等原因，致使安全制動(dòng)時(shí)液壓站不能迅速回油、制動(dòng)器不抱閘或抱閘不徹底等情況發(fā)生，現(xiàn)在液壓站的保護(hù)都有電子元件監(jiān)測(cè)，往往會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)而閥組不工作或動(dòng)作不靈敏的故障，因此，有必要在電磁閥與盤式制動(dòng)器之間的油壓管路上安裝手動(dòng)泄油裝置，以保證電磁閥失效系統(tǒng)不能及時(shí)回油發(fā)生制動(dòng)失效時(shí)，提升機(jī)司機(jī)可以手動(dòng)泄油，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的安全制動(dòng)，減少重大提升事故發(fā)生的幾率。

4.2 制動(dòng)閘在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

礦井提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)都是通過(guò)液壓站控制盤式制動(dòng)器的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的制動(dòng)，其可靠運(yùn)行對(duì)礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。

閘間隙是制動(dòng)系統(tǒng)中極重要的參數(shù)，煤礦安全規(guī)定：“提升裝置必須裝設(shè)閘間隙保護(hù)裝置。當(dāng)閘間隙超過(guò)規(guī)定值時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電。盤式制動(dòng)器的閘瓦與制動(dòng)盤之間的間隙應(yīng)不大于2 mm”。

礦井提升機(jī)液壓制動(dòng)裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以閘間隙、油壓和制動(dòng)正壓力作為直接監(jiān)測(cè)量，通過(guò)安裝非接觸式位移傳感器獲得各閘瓦的動(dòng)態(tài)間隙值，通過(guò)安裝油壓傳感器測(cè)得相關(guān)油路油壓值，通過(guò)安裝正壓力傳感器來(lái)測(cè)得各閘制動(dòng)正壓力，來(lái)對(duì)各種情況進(jìn)行判斷和監(jiān)測(cè)，提高了提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

利用紅外測(cè)溫傳感器，將制動(dòng)閘的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20 mA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，送入PLC EM235模擬量輸入模塊，經(jīng)PLC編程運(yùn)算、進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換運(yùn)算處理后，與設(shè)置的溫度上限值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)閘盤溫度變化的監(jiān)視。當(dāng)制動(dòng)盤溫度上升超限時(shí)，及時(shí)發(fā)出告警提示，以便采取措施，防止燒閘盤事故發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

提升機(jī)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)所有保護(hù)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，要加強(qiáng)其維護(hù)和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)立即處理，從而為提升機(jī)的安全運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

［1］ 唐國(guó)祥，武文輝，王有益.礦井提升機(jī)故障處理和技術(shù)改造［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：106－108.

［2］ 李愛民，俞能環(huán).高可靠性液壓裝置在礦井提升機(jī)的應(yīng)用［J］.工礦自動(dòng)化，2003(1)：29－30.

Discussion on Maintenance and Protection Device of Hoist Hydraulic Braking System

Yang Yu－tao

Hydraulic braking system is the important security mechanism of hoist safe operation.Along with the block brake quit the stage of history，in recent years the mine hoist brake is disc brakes.Therefore，to strengthen maintenance of the hydraulic braking system，be familiar with the common faults and processing method as well as install the necessary protection can enhance the work reliability and the system operation stability of hydraulic system and disc brake，this has great significance for safe operation of the hoist.

Hoist;Hydraulic station;Brake;Protection device;Fault treatment

TD534+.1

A

1672－0652(2012)04－0047－04

2012－02－15

楊玉濤(1980—)，男，河北邢臺(tái)人，2011年畢業(yè)于山西大學(xué)，工程師，主要從事煤礦大型設(shè)備檢測(cè)工作(E －mail)757948194@qq.com