淺談礦用提升機制動器的分析及應(yīng)用

【摘要】在礦山礦井提升機是極其重要的設(shè)備，它承擔(dān)礦物的提升運輸、人員上下、材料和設(shè)備的運送，是聯(lián)系井下與地面的樞紐設(shè)備。制動器是提升機（提升絞車）的重要組成部分之一，直接關(guān)系著提升機設(shè)備的安全運行，通過分析幾種礦用提升機制動器的工作原理及性能，查找出其優(yōu)缺點，能夠根據(jù)生產(chǎn)實際情況選擇合適的制動器，來更好的為提升機安全運轉(zhuǎn)服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】提升機；制動器；制動力矩；二級制動；緊急制動

在礦山礦井提升機是極其重要的設(shè)備，它承擔(dān)礦物的提升運輸、人員上下、材料和設(shè)備的運送，直接決定了礦山的開采量，是聯(lián)系井下與地面的樞紐設(shè)備，因此又被人們稱為礦山的“咽喉設(shè)備”。因此也就意味著提升機和一般的起重設(shè)備不同，除了提升物料，還要升降人員，一旦出現(xiàn)事故，直接關(guān)系到人員的生命安全。所以這就要求提升機必須具備非常高的安全性，而確保提升機安全性與制動系統(tǒng)是有直接作用，在最終的工作機構(gòu)——卷筒上，從而更加安全可靠。制動系統(tǒng)是保證提升機安全停車的部件，任何環(huán)節(jié)失效都要由制動器來完成最終保護。

1.制動器的作用及要求

1.1制動系統(tǒng)的作用

①保證提升容器按給定狀態(tài)運動，并在需要的位置制動—工作制動；②在可能造成事故的不正常工作狀態(tài)下，緊急制動以保障人員和設(shè)備的安全—緊急制動。

1.2制動系統(tǒng)的要求

①提升機除有制動裝置外，還裝有zM定車裝置，一邊在調(diào)整卷筒位置時使用；②全部制動力矩，不得小于提升機最大設(shè)計靜載荷所需轉(zhuǎn)矩的3倍；③一副制動器的制動力矩應(yīng)大于調(diào)繩力矩的1.2倍；④緊急制動時，對于提升重物，減速度必須小于5m/s2；對于下放重物，減速度應(yīng)大于1.5m/s2；⑤對于摩擦輪式提升，緊急制動時的減速度不應(yīng)使鋼絲繩在摩擦輪上產(chǎn)生滑動。

2.提升機制動器種類分析

提升機制動器至今為止有三大類形式：

第一類是塊閘制動器，屬徑向制動器，分為角移式、平移式、綜合式三種。

第二類是液壓徑向推力平移式制動器，利用盤型制動器的先進技術(shù)，采用碟形彈簧制動，而適應(yīng)于老提升機帶閘輪的結(jié)構(gòu)。

第三類是盤型制動器，屬軸向制動器，分為固定式盤型閘和浮動式盤型閘。

2.1第一類 塊閘制動器

塊閘式制動系統(tǒng)用于老產(chǎn)品KJ系列提升機上，它包括塊閘式制動器和油壓或氣壓制動傳動系統(tǒng)。在KJ2～3m提升機上采用角移式制動器、油壓制動傳動系統(tǒng)；KJ4～6 m提升機上采用平移式制動器、氣壓制動傳動系統(tǒng)；KJ-A系列過渡型提升機采用綜合式塊閘制動系統(tǒng)。

2.1.1角移式塊閘制動器

KJ型2～3m系列提升機制動裝置的執(zhí)行機構(gòu)是采用角移式塊閘制動器。在雙滾筒提升機上，制動器作用于滾筒內(nèi)側(cè)的制動輪上；在單滾筒提升機上，則作用于滾筒兩外側(cè)的制動輪上。角移式制動器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，維護方便；缺點是閘瓦的圍抱角較?。?60°～70°），所以產(chǎn)生的制動力矩也較小，而且由于閘瓦表面的壓力分布不夠均勻，因而閘瓦上下磨損也不均勻，一般用在中小型提升機上。

2.1.2平移式制動器

平移式制動器的優(yōu)點是：閘瓦的圍抱角比角移式制動器的大，平移式制動器閘瓦的圍抱角在90°～110°范圍內(nèi)，因而產(chǎn)生的制動力矩較大，閘瓦壓力及磨損比較均勻，所以一般多采用平移式制動器。其缺點是：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝時調(diào)整較為困難。

2.2 液壓徑向推力平移式制動器

利用盤型制動器的先進技術(shù)，采用碟形彈簧制動，從而適應(yīng)于老提升機帶閘輪的結(jié)構(gòu)。這種制動器有安全可靠、動作靈敏、速度快、制動平穩(wěn)、制動力調(diào)節(jié)范圍廣、效率高、尺寸小、重量輕、基礎(chǔ)簡單等多項優(yōu)點。該種類型的改造適用于蘇制或仿蘇型、老JKA型。這種改造是仍然使用原裝制動輪的圓柱面作為摩擦副的接觸面配以液壓徑向推力平移式制動器，這種制動器實際上是盤型制動器的一種衍生產(chǎn)品，制動副的運動仍是直線運動，但是制動副的形狀不是平面，而是圓弧面。

2.3 盤式閘制動器

盤式制動系統(tǒng)是應(yīng)用于礦井提升機上的新型制動系統(tǒng)，用于XKT系列和JK系列礦井提升機及JKD型多繩摩擦輪提升機上。

盤式閘制動系統(tǒng)與塊閘制動系統(tǒng)比較，它具有以下一些優(yōu)點：

（1）多副制動器同時工作，即使有一副失靈，也只能影響部分制動力矩，因而安全可靠性高；（2）制動力矩的調(diào)節(jié)是用液壓站的電液調(diào)壓裝置實現(xiàn)的。操縱方便，制動力矩的可調(diào)性好；（3）慣性小、動作快、靈敏度高；（4）重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。

盤式制動裝置的缺點為：

（1）對制動盤和盤式閘的制造精度要求高；（2）對閘瓦的性能要求較高；（3）用作工作制動時制動襯墊單位時間內(nèi)磨損量大目前沒有配備制動襯墊磨損自動補償裝置，需要人工調(diào)整襯墊磨損補償。

盤式閘制動系統(tǒng)包括兩部分，即盤式閘制動器和液壓站。前者是制動系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)成，后者是系統(tǒng)的控制裝置。盤式閘可分為兩類固定式盤式制動器和浮動式盤式制動器。

2.3.1 固定式盤式制動器

固定式盤式制動器與塊式制動器不同，它的制動力矩是靠閘瓦沿軸向從兩側(cè)壓向制動盤產(chǎn)生的，制動器徑向布置于滾筒周邊的制動盤上。為了使制動盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，固定式盤式制動器都是成對使用，每一對叫做一副盤式制動器。根據(jù)所要求的制動力矩的大小，每一臺提升機上可以同時布置兩副、四副或多副固定式盤式制動器。各副盤式制動器都是用螺栓安裝在支座上，支座為整體鑄鋼件，經(jīng)過墊板用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。

2.3.2 浮動式盤式制動器

浮動式盤式制動器工作原理：固定制動器至制動器支架上，制動器打開時，碟簧組件被油壓P壓縮，主動剎車片首先脫離制動盤，下鉗體通過滑軸上復(fù)位彈簧的N'迅速離開制動盤；當(dāng)通入缸體內(nèi)的油壓減小至P=F時，主動剎車片貼合制動盤，下鉗體通過N'的整體位移，對制動盤產(chǎn)生制動力，隨著油壓P越小，制動力會越大。

浮動式盤式制動器的特點：浮動式安裝，自動對準(zhǔn)制動盤； 制動器退距均等，不會發(fā)生偏剎、干磨等現(xiàn)象； 具有自動補償功能，不需人工手動調(diào)整。

3.結(jié)束語

通過以上介紹的提升機制動器的種類與發(fā)展，我們可以看出盤式制動系統(tǒng)逐漸顯現(xiàn)出其優(yōu)越的性能，而且從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的宏觀方向來說盤式制動系統(tǒng)的體積小、智能化高、功能多、高可靠性、低維護率等一系列的優(yōu)點跟科學(xué)技術(shù)發(fā)展的宏觀方向是相吻合的。相信未來的提升機制動系統(tǒng)將會是以可編程控制系統(tǒng)結(jié)合液壓控制技術(shù)作為控制系統(tǒng)，以帶有摩擦襯墊自動磨損補償功能的盤型閘為執(zhí)行系統(tǒng)的智能化的制動系統(tǒng)。這套制動系統(tǒng)的運用會使提升機的安全性得到提高、使操作設(shè)備人員的工作量減少是將來傳動系統(tǒng)必不可少的組成模塊。

參考文獻(xiàn)

[1] 礦井提升機故障處理和技術(shù)改造/《礦井提升機故障處理和技術(shù)改造》編員會編著.-北京：機械工業(yè)出版社

[2]《礦井提升設(shè)備》中國礦業(yè)學(xué)院，煤炭工業(yè)出版社