礦用提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)安全性能檢測(cè)方法及常見(jiàn)問(wèn)題的處理

劉 麾

(唐山冀東礦業(yè)安全檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司，河北 唐山 063000)

礦用提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)安全性能檢測(cè)方法及常見(jiàn)問(wèn)題的處理

劉 麾

(唐山冀東礦業(yè)安全檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司，河北 唐山 063000)

對(duì)礦用提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)安全性能檢測(cè)方法簡(jiǎn)單介紹，對(duì)一些常見(jiàn)問(wèn)題如端面跳動(dòng)超標(biāo)、制動(dòng)力矩低于設(shè)計(jì)值以及緊急制動(dòng)減速度不符合規(guī)范要求等進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并針對(duì)具體問(wèn)題制定了一系列的解決方案。

盤形制動(dòng)器；安全性能；制動(dòng)力矩；緊急制動(dòng)減速度

前言

礦井提升機(jī)是聯(lián)系井下與地面的重要設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著升降人員和材料的重要任務(wù)。提升機(jī)運(yùn)行安全，直接關(guān)系到整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)，而提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)性能的好壞，更是決定提升機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。為了及時(shí)掌握提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)性能狀況，對(duì)提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)是非常必要的。

礦用提升機(jī)制動(dòng)器按作用形式大體分為塊式制動(dòng)器和盤形制動(dòng)器兩種，盤形制動(dòng)器由于結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)被大量采用，現(xiàn)就盤形制動(dòng)器系統(tǒng)性能檢測(cè)方法及常見(jiàn)的問(wèn)題作以簡(jiǎn)單介紹。

1.檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法

1.1 閘間隙的檢測(cè)

提升機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，用定車裝置將滾筒鎖死，敞閘，用300mm塞尺對(duì)閘瓦與閘盤間隙進(jìn)行測(cè)量；或用提升機(jī)綜合測(cè)試儀的位移傳感器對(duì)閘間隙進(jìn)行測(cè)量。一般要求盤形閘閘間隙不大于2mm，特殊要求除外(如德國(guó)DEMAG公司生產(chǎn)的盤型制動(dòng)器要求閘間隙為1±0.3mm)。

1.2 制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)的檢測(cè)

1.2.1 用磁力表座將百分表固定在閘座上，百分表測(cè)量桿頂在制動(dòng)盤工作區(qū)域的中心線位置，以0.1m/s速度轉(zhuǎn)動(dòng)提升機(jī)滾筒1～2周，讀取制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)。制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)不應(yīng)超過(guò)1.0mm，制動(dòng)輪徑向跳動(dòng)不應(yīng)超過(guò)1.5mm。

1.2.2 用提升機(jī)綜合測(cè)試儀的位移傳感器對(duì)制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)將位移傳感器用磁力表座固定在閘座上，位移傳感器與閘盤保持2mm左右的間隙，以0.5m/s～1.0m/s速度轉(zhuǎn)動(dòng)提升機(jī)滾筒4～5周，讀取制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)。

1.3 制動(dòng)閘瓦同制動(dòng)盤接觸面積的檢測(cè)

制動(dòng)器處于松閘狀態(tài)下，將固定好的白紙與復(fù)寫紙的組合體塞入在制動(dòng)器閘瓦和閘盤的接觸部位(白紙與復(fù)寫紙的組合體略大于閘瓦面積)，施閘后再松閘，然后將紙取出，用卷尺測(cè)量陰影面積，計(jì)算出接觸面積。盤式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，接觸面積不小于60%。

1.4 保險(xiǎn)閘或保險(xiǎn)閘第一級(jí)由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦接觸到閘盤上的空動(dòng)時(shí)間的檢測(cè)

將空提升容器至于交鋒位置，找到平衡點(diǎn)，使制動(dòng)器處于敞閘狀態(tài)，在閘瓦上粘貼錫箔紙，將提升機(jī)綜合測(cè)試儀的開(kāi)關(guān)信號(hào)線的兩個(gè)夾子一個(gè)接閘瓦上錫箔紙，另一個(gè)接制動(dòng)盤。用電壓信號(hào)線將安全回路電壓通斷信號(hào)接入提升機(jī)測(cè)試儀。斷開(kāi)安全回路，測(cè)出制動(dòng)器的空行程時(shí)間。盤形制動(dòng)器空動(dòng)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.3s。

1.5 盤型制動(dòng)器制動(dòng)力矩的檢測(cè)

將兩勾空提升容器開(kāi)至交鋒位置，找出平衡點(diǎn)。將拉力傳感器的一端拉環(huán)與滾筒相連，另一端拉環(huán)與行車相連，使拉力傳感器受力方向?yàn)闈L筒的切線方向。將制動(dòng)力信號(hào)線的一端接提升機(jī)測(cè)試儀，另一端接拉力傳感器。將要測(cè)的閘抱死，其余的閘松開(kāi)，用外力拉傳感器至制動(dòng)盤開(kāi)始動(dòng)作時(shí)止，測(cè)出該閘的制動(dòng)力、制動(dòng)力矩值。

依上述程序，逐個(gè)測(cè)出全部制動(dòng)器的制動(dòng)力、制動(dòng)力矩值。

要求：提升機(jī)的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比K值不應(yīng)小于3；在調(diào)整雙滾筒絞車滾筒旋轉(zhuǎn)的相對(duì)位置時(shí)，制動(dòng)裝置在各滾筒閘輪上所生的力矩不應(yīng)小于該滾筒上所懸重量形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。

1.6 提升機(jī)的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械減速度的檢測(cè)(保險(xiǎn)閘試驗(yàn))

在測(cè)試速度圖的基礎(chǔ)上，使提升機(jī)容器在井口停車位置，將下井口提升容器配以預(yù)定負(fù)載，用電壓信號(hào)線將安全回路電壓信號(hào)接入提升機(jī)測(cè)試儀(此電壓信號(hào)必須在安全制動(dòng)時(shí)變化)，用速度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)運(yùn)行速度。開(kāi)車至半速，人為掉保險(xiǎn)閘，查看制動(dòng)減速度，如果減速度符合表1要求，按同樣方法測(cè)出全速上提重載減速度。

如果上提重載緊急制動(dòng)減速度符合要求，在上井口提升容器配以預(yù)定負(fù)載的情況下，按以上方法測(cè)出半速下放重載及全速下放重載制動(dòng)減速度。

表1 提升機(jī)保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)

2.盤形制動(dòng)器常見(jiàn)問(wèn)題分析與處理

在檢測(cè)過(guò)程中，制動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)一些問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理，其原因分析與解決方法：

2.1 接觸面積低于標(biāo)準(zhǔn)值

此類問(wèn)題多發(fā)生在提升機(jī)安裝驗(yàn)收中或提升機(jī)更換制動(dòng)器后，在確認(rèn)安裝及調(diào)試沒(méi)有問(wèn)題后，可以通過(guò)手工打磨閘瓦或運(yùn)行提升機(jī)自行研磨兩種方法解決該問(wèn)題。采用運(yùn)行提升機(jī)自行研磨的時(shí)候，要注意避免制動(dòng)盤由于和閘瓦過(guò)度摩擦，造成制動(dòng)盤過(guò)熱，從而導(dǎo)致制動(dòng)盤變形或強(qiáng)度降低等問(wèn)題。

2.2 制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)超標(biāo)

制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)超標(biāo)產(chǎn)生原因大致可分為制動(dòng)盤變形或滾筒主軸軸承(軸瓦)磨損兩種情況。

如果是由于制動(dòng)盤變形造成的制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)超標(biāo)，可以通過(guò)車削加工或局部加熱反變形法進(jìn)行處理。兩者各有利弊，前者便于操作，但閘盤經(jīng)過(guò)車削加工后厚度變薄，強(qiáng)度降低，一般閘盤的磨損余量為10%，車削加工將減少閘盤的使用壽命；采用局部加熱反變形法進(jìn)行處理時(shí)，對(duì)操作者的技術(shù)水平要求較高，操作得當(dāng)，不會(huì)影響閘盤使用壽命，如果操作不當(dāng)，容易造成應(yīng)力集中、閘盤變形加劇甚至產(chǎn)生裂紋等問(wèn)題。

2.3 制動(dòng)力低于設(shè)計(jì)值

造成盤形閘制動(dòng)力過(guò)低的原因主要有：(1)閘盤和閘瓦表面存在降低摩擦系數(shù)的介質(zhì)(油、銹、粉塵等)。及時(shí)清除多余介質(zhì)，可提高制動(dòng)力。(2)盤形閘碟型彈簧預(yù)緊力低或接觸面積過(guò)低，可以通過(guò)調(diào)整預(yù)緊力或提高接觸面積，增大盤形閘制動(dòng)力。(3)由于碟形彈簧的疲勞損壞，也能造成盤形閘制動(dòng)力降低，解決辦法是更換碟形彈簧。

2.4 緊急制動(dòng)減速度不符合規(guī)范要求

提升機(jī)的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度的測(cè)試必須在制動(dòng)器其他檢測(cè)項(xiàng)目合格后進(jìn)行，所以出現(xiàn)緊急制動(dòng)減速度不合格的情況，一般是由于二級(jí)制動(dòng)油壓或二級(jí)制動(dòng)延時(shí)調(diào)整不當(dāng)造成的，經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整基本能夠達(dá)到規(guī)范要求。

緊急制動(dòng)減速度測(cè)試不合格的另一原因就是制動(dòng)初速度過(guò)低，如下圖1所示，下放重載緊急制動(dòng)測(cè)試的制動(dòng)初速度為9.03m/s，保險(xiǎn)閘發(fā)生作用后經(jīng)過(guò)4.8s提升機(jī)速度降為零，由制動(dòng)曲線可以看出，前0.3s為保險(xiǎn)閘空動(dòng)時(shí)間，保險(xiǎn)閘雖然動(dòng)作了，但是沒(méi)有對(duì)提升機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)作用，后4.5s閘瓦接觸閘盤，施加制動(dòng)力矩，提升機(jī)速度逐漸降低，直至停車。

制動(dòng)減速度=(制動(dòng)初速度-0)÷制動(dòng)時(shí)間=9.03÷4.8=1.88m/s2

對(duì)于立井提升來(lái)說(shuō)下放重載緊急制動(dòng)減速度應(yīng)大于等于1.5m/s2，所以此次緊急制動(dòng)減速度測(cè)試結(jié)果符合要求。但是如果將制動(dòng)初速度降為2m/s，那么制動(dòng)曲線將整體下移，制動(dòng)時(shí)間將降低至1.4s左右，此時(shí)的空動(dòng)時(shí)間仍為0.3s，空動(dòng)時(shí)間在制動(dòng)時(shí)間中所占比例明顯增大，制動(dòng)效果將明顯降低。

制動(dòng)減速度=(制動(dòng)初速度-0)÷制動(dòng)時(shí)間=2÷1.4=1.43m/s2

明顯不符合規(guī)范要求。所以在進(jìn)行保險(xiǎn)閘緊急制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，在低速試驗(yàn)不合格的情況下，在保證安全的前提下，可以適當(dāng)提高制動(dòng)初速度，從而真實(shí)反映制動(dòng)器的制動(dòng)性能。

制動(dòng)距離(m)制動(dòng)時(shí)間(s)制動(dòng)初速度(m/s)制動(dòng)減速度(m/s2)23.104.89.031.88

圖1 下放重載緊急制動(dòng)速度圖

3.結(jié)束語(yǔ)

本文就礦井提升機(jī)盤形制動(dòng)器的檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法做簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)盤形制動(dòng)器使用中常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，希望能夠?qū)μ嵘龣C(jī)的安全性能檢測(cè)及制動(dòng)器日常使用維護(hù)起到一定作用。

[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.《煤礦在用纏繞式提升機(jī)提升系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》煤炭工業(yè)出版社，2005年6月.

[2]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.《煤礦安全規(guī)程》.煤炭工業(yè)出版社，2016年.

[3]中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部.《礦井提升機(jī)和礦用提升絞車盤形制動(dòng)器》.中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部出版社，1997年10月.

[4]洛陽(yáng)礦山機(jī)械廠科協(xié)，河南省礦山機(jī)械學(xué)會(huì).礦井提升機(jī)調(diào)試維修問(wèn)答.機(jī)械工業(yè)出版社，1990年.

The Braking System of Mine Hoist Safety Performance Testing Method and Disposal of the Common Problems

LIU Hui

(Tangshan Jidong Mining Safety Inspection Co., Ltd., Tangshan 063000, China)

This paper gives an outline of the braking system of mine hoist safety performance testing method, to some common problems such as end face run-out exceeding the standard, brake torque is lower than the design value and the emergency braking deceleration does not meet the regulatory requirements of the system analysis, and formulated a series of solutions to specific problems.

disc brake; safety performance; braking torque; emergency braking deceleration

2017-03-08

劉麾(1976- )，男，大學(xué)，開(kāi)灤集團(tuán)冀東礦業(yè)安全檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司助理工程師，從事礦山機(jī)械檢測(cè)工作。

TD534.5

A

1671-3974(2017)02-0077-03