礦井提升機緊急回油裝置分析與改造技術(shù)實踐

王廣卿

摘 要：為了有效避免礦井提升機回油裝置在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)故障，對故障產(chǎn)生的原因進行分析研究。采用外部加裝導(dǎo)油管，電路加裝PLC芯片進行控制，改進了回油裝置的油路部分。研究試驗結(jié)果表明，改造后的回油裝置系統(tǒng)操作簡單、技術(shù)可行，大大減少了故障發(fā)生的機率，為提升機的安全運行提供了可靠的保障。

關(guān)鍵詞：礦用提升機；回油裝置；分析改造

一、概述

平煤股份十三礦己四采區(qū)副井提升設(shè)備為JKMD-3.5×4多繩落地式摩擦輪提升機，采用雙箕斗提升，最大提升速度7m/s。提升機液壓制動系統(tǒng)是由制動控制器、液壓站、液壓盤型制動器等組成，采用電、液控制，電氣系統(tǒng)是西門子公司生產(chǎn)的交直交變頻器供電、同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)。

礦井提升系統(tǒng)中的制動裝置是礦井提升機的重要組成部分，制動系統(tǒng)的可靠性直接影響礦井提升設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。它由制動器和傳動機構(gòu)組成，依靠直接作用于制動輪或制動盤上的制動力矩來進行控制并調(diào)節(jié)制動力的機構(gòu)，油路部分為制動器提供動力保障。

但油泵、閥組等零部件，結(jié)構(gòu)緊湊，運行條件苛刻，一旦發(fā)生油泵閥堵卡、油脂問題等現(xiàn)象，就會帶來意想不到的后果，甚至出現(xiàn)提升事故。

二、故障原因分析

提升機液壓制動系統(tǒng)中密封的零部件同時設(shè)計有多層過濾，但在運轉(zhuǎn)時的機械油、潤滑油粘性物質(zhì)、灰塵顆料的附著等產(chǎn)生油脂污染。

例如，油泵、換向閥、油缸、蓄力器等零部件存在正常磨損產(chǎn)生的金屬顆粒，密封件磨損而產(chǎn)生的橡膠質(zhì)顆粒，生產(chǎn)過程中對原件不恰當清洗，空氣中的灰塵顆粒都會對制動系統(tǒng)中的閥組造成堵塞。

這些因素會引起節(jié)流孔、噴嘴堵死、滑閥卡死等故障，從而使盤形制動器里的液壓油不能迅速回到油箱、盤型閘無法正常閉合，進一步會造成提升絞車下滑，從而釀成提升事故。

三、系統(tǒng)改造過程

改造回油裝置系統(tǒng)包括機械部分和電氣控制部分兩方面。

圖-1 三通閥一、概述

（一）機械部分改造：首先在提升絞車液壓制動系統(tǒng)盤形閘總回油側(cè)增設(shè)A和B兩條供油管路， A、B管路接入三通閥，由三通閥將A、B管合并入一條管路（如圖-1三通閥所示）。用一節(jié)流量閥控制（如圖-2 流量閥所示），流量閥控制桿末端制作控制手柄，控制手柄接在操作臺操作司機的一側(cè)，控制手柄末端與行程開關(guān)滑輪處接觸。行程開關(guān)模擬量接入PLC相應(yīng)節(jié)點，參與電氣控制回路。

圖-2 流量閥

當出現(xiàn)滑罐、工作閥組失靈、電控系統(tǒng)急停開關(guān)不能控制等急停狀態(tài)時，由監(jiān)護司機或主司機將閥門手柄向后推，打開引出的A、B兩個管路控制閥門，使A、B兩個供油管路內(nèi)的高壓油快速釋放到液壓站油箱內(nèi)，絞車盤形制動閘中的蝶形簧伸張，制動閘產(chǎn)生失壓，實現(xiàn)二級制動。以防止提人容器到達終端不能正常停車。避免了由于制動閘失靈造成重大事故，實現(xiàn)了安全制動，從而保證提升機的可靠運轉(zhuǎn)。

（二）電氣控制部分改造。我們將電控系統(tǒng)直接串聯(lián)在安全直動回路，取行程開關(guān)的常閉點，線號為J1和J2，當手柄與行程開關(guān)接觸時，行程開關(guān)的長閉接點轉(zhuǎn)換成長開接點，安全回路斷。它的接線方法是：J1接CSC84，J2接急停按鈕的常閉點（即CSC84拆下的端子）。 通過試驗，這樣改造的電控系統(tǒng)還存在著：直接斷開安全回路，易對電器設(shè)備造成危害；或者斷開安全回路之后，在操作體上位機上不能出現(xiàn)正確報警等缺點。

考慮到上述不足，我們將緊急回油裝置的電控系統(tǒng)傳輸?shù)絇LC，把行程開關(guān)的常閉點串聯(lián)到急停按鈕的PLC傳輸點中。當推動手柄，行程開關(guān)斷開，相當于按下急停按鈕，此時系統(tǒng)將急停按鈕按下的信息傳輸?shù)奖ＷoPLC中，PLC通過互相通訊，發(fā)出指令進行二級制動。這樣，既保證了電控系統(tǒng)的安全可靠運行，增加緊急回油裝置的安全系數(shù)，同時也滿足了操作上的習慣，該保護PLC接線方式如圖-3所示。

圖-3 操作臺PLC數(shù)字輸入模塊圖

該裝置接線方式是取行程開關(guān)的常閉點，線號為J1和J2，當手柄與行程開關(guān)接觸時，行程開關(guān)的長閉接點變成長開接點，安全回路斷。它的接線方法是：J1接PAP41A，J2接PAP05。其相當于將緊急回油的常閉點與急停按鈕的常閉點串聯(lián)，當其常閉變常開時，相當于按下了急停按鈕。此時通過PAP05傳輸?shù)讲僮髋_PLC數(shù)字輸入模塊。操作臺PLC通過與保護PLC通訊比較、判斷后，出現(xiàn)異常狀況，會發(fā)出聲光信號，此時，工作人員按下急停開關(guān)（實際上是緊急回油裝置開關(guān)斷開），從而斷開安全回路，液壓站也停止工作，此時，安裝在緊急回油裝置上的球閥，截止油路的通斷。油路中的液壓油由于液壓站壓力變小，通過電磁閥，都回流到油箱中，盤形制動器內(nèi)的油液回流到油箱，壓力急劇降低，從而抱死滾筒的閘盤。在操作臺電腦上顯示電腦報警：安全回路斷開、按下急停按鈕、液壓站故障、恒減速柜故障。

四、使用效果評價

緊急回油裝置廣泛應(yīng)用于提升機制動裝置，當提升系統(tǒng)在出現(xiàn)滑繩、滑罐以及緊急制動的情況下，能夠起到重要的保護作用。通過近六個月的使用期，改造后的提升系統(tǒng)回油裝置符合預(yù)期效果，滿足安全運行要求。因此，一方面在當前煤炭形勢嚴重下滑的背景下，企業(yè)從技術(shù)革新方面入手，對煤礦大型提升設(shè)備存在的不足加以改進，經(jīng)濟效益十分顯著，從而達到節(jié)能增效的目的。另一方面經(jīng)過科學(xué)論證，多次試驗后，在不影響安全提升的前提下，對原設(shè)備加以技術(shù)上的改進，既增加了提升機的安全性，又保障了安全生產(chǎn)。為其他礦井同類提升設(shè)備的改進，提供了一個操作簡單、技術(shù)可行的實例。