基于礦用提升機(jī)液壓站故障分析與處理分析

江瑞

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1 礦用提升機(jī)構(gòu)成

礦用提升機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成結(jié)構(gòu)形式多樣，現(xiàn)以多繩摩擦式提升機(jī)為對(duì)象對(duì)提升機(jī)構(gòu)成進(jìn)行分析。提升機(jī)系統(tǒng)主要由工作機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、觀測(cè)和操作系統(tǒng)、拖動(dòng)控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)、外加輔助部分等構(gòu)成。（1）工作機(jī)構(gòu)主軸裝置以及主軸承構(gòu)成了提升機(jī)的工作機(jī)構(gòu)。其中主軸裝置主要由主軸、卷筒、調(diào)繩離合器、制動(dòng)輪、支輪、滾動(dòng)軸承、等構(gòu)成。（2）制動(dòng)系統(tǒng)液壓傳動(dòng)裝置以及制動(dòng)器構(gòu)成了液壓制動(dòng)系統(tǒng)裝置，是提升機(jī)至關(guān)重要的一部分，是確保提升機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行的最后一道防線，其可靠性、穩(wěn)定性是直接影響整個(gè)礦廠安全運(yùn)行的。能夠有效地對(duì)提升機(jī)卷筒進(jìn)行制動(dòng)，確保提升機(jī)及時(shí)有效的停車。

按照提升機(jī)的實(shí)際作業(yè)條件，制動(dòng)裝置的主要作用包括以下幾個(gè)方面：①提升機(jī)需要停車，能夠可靠地制動(dòng)提升機(jī)，確保在任何復(fù)雜的條件下都制動(dòng)可靠；②在提升機(jī)重載下放或減速停車過(guò)程中，能夠?qū)μ嵘龣C(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行準(zhǔn)確地控制，確保提升機(jī)的運(yùn)行狀況按照預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行，完成工作制動(dòng)過(guò)程；③在意外情況或者是突發(fā)性事件出現(xiàn)的情況下，能夠進(jìn)行瞬時(shí)停車并且提升機(jī)制動(dòng)穩(wěn)定，降低突發(fā)事件的惡性擴(kuò)大和發(fā)展的概率，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)；④在調(diào)節(jié)或者更換雙滾筒提升機(jī)水平鋼絲繩的情況下，液壓制動(dòng)系統(tǒng)能夠拉住游動(dòng)滾筒并且靈活的釋放固定滾筒。

液壓傳動(dòng)裝置是提供制動(dòng)力、實(shí)現(xiàn)控制制動(dòng)器的動(dòng)作的重要裝置，根據(jù)提升機(jī)運(yùn)行的需求，其制動(dòng)可以分為安全制動(dòng)和工作制動(dòng)：①不管是工作制動(dòng)還是安全制動(dòng)，提升機(jī)制動(dòng)力矩必須大于下放或提升載荷過(guò)程中三倍最大的靜載荷力矩；②在主軸與游動(dòng)卷筒分離時(shí)，鋼絲繩與空容器重量在卷筒所產(chǎn)生的靜力矩應(yīng)該小于或等于5/6的液壓制動(dòng)系統(tǒng)作用在卷筒上制動(dòng)力矩；③液壓制動(dòng)系統(tǒng)在安全制動(dòng)過(guò)程中下放重物的減加速度大于1.5m/s2，在提升重物過(guò)程中加速度應(yīng)小于5m/s2。

2 礦用液壓站的工作原理

提升機(jī)液壓站主要由油箱、電機(jī)泵裝置、控制閥組和蓄能器組成。盤式制動(dòng)器由活塞、液壓缸、盤式彈簧和制動(dòng)蹄組成。為保證提升機(jī)的正常運(yùn)行，液壓站設(shè)有兩套電機(jī)泵裝置和電液比例調(diào)壓裝置，一套工作裝置和一套備件。制動(dòng)系統(tǒng)包括工作制動(dòng)、恒減速制動(dòng)和安全制動(dòng)三部分。其主要特點(diǎn)是在緊急制動(dòng)過(guò)程中容易實(shí)現(xiàn)恒減速控制，同時(shí)保留原有的二次制動(dòng)功能。恒減速控制系統(tǒng)一旦失效，將立即自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)二次制動(dòng)。液壓站的失效模式主要表現(xiàn)為：制動(dòng)能力受阻或降低；剩余壓力過(guò)低，無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正常開(kāi)啟制動(dòng)器；制動(dòng)減速超限，車輛在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)法停車，運(yùn)行中出現(xiàn)故障等。

3 制動(dòng)力矩不足的故障分析

制動(dòng)器是液壓站的重要組成部分。制動(dòng)力矩不足是制動(dòng)器失效的主要形式。制動(dòng)器的安全與否將直接影響整個(gè)液壓站系統(tǒng)的安全可靠。制動(dòng)力矩必須滿足一定條件，否則會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)力矩失效。

3.1 合理的制動(dòng)力矩的確定

第一是要滿足煤礦安全規(guī)程規(guī)定的制動(dòng)力矩不小于最大靜力阻力的三倍的要求。

第二是在我們進(jìn)行調(diào)節(jié)繩子或是更換水平線的時(shí)候，滾筒上的制動(dòng)力矩要大于等于調(diào)繩力矩的1.2倍。這個(gè)1.2倍是通過(guò)公式計(jì)算得來(lái)的，必須嚴(yán)格符合這個(gè)要求。

第三是當(dāng)我們對(duì)礦用提升機(jī)液壓站進(jìn)行安全制動(dòng)的時(shí)候，使貨物下降的制動(dòng)減速度要大于等于1.5m/s，而使貨物上升的制動(dòng)減速度要小于等于5m/s.這兩個(gè)數(shù)據(jù)也是由計(jì)算得到的非常精確的數(shù)據(jù)。

合理的制動(dòng)力矩必須滿足上述三個(gè)條件，如此才能選出合理的制動(dòng)力矩來(lái)。制動(dòng)力矩的大小和制動(dòng)減速度是有直接關(guān)系的。在實(shí)際操作中，制動(dòng)減速度不是固定不變的，它是一個(gè)時(shí)刻變化的數(shù)據(jù)。礦用提升機(jī)液壓站的液壓制動(dòng)系統(tǒng)的壓力決定了制動(dòng)力矩的大小。

3.2 液壓站制動(dòng)力矩不足的原因分析

（1）液壓站工作油壓偏低。該液壓站最高設(shè)計(jì)油壓為14MPa,當(dāng)工作油壓在3-11MPa緊急制動(dòng)時(shí),能使平均制動(dòng)力矩隨負(fù)載變化呈線性關(guān)系變化。可見(jiàn),液壓站工作油壓偏低或偏高對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)均不利。若偏低將導(dǎo)致正壓力降低,造成制動(dòng)力矩不足,引起過(guò)卷和過(guò)放等惡性事故。若偏高將造成安全制動(dòng)減速度過(guò)大,提升系統(tǒng)受到較大的動(dòng)負(fù)荷。因此,應(yīng)按實(shí)際工況合理調(diào)整液壓站的油壓。

（2）正壓力不足。①液壓站系統(tǒng)壓力達(dá)不到所需油壓或主油路建立不起壓力,有可能油液內(nèi)有臟物,造成阻尼孔堵塞,引起比例溢流閥閥芯卡死,比例先導(dǎo)壓力閥錐閥關(guān)不住,油泵吸油過(guò)濾器堵塞,電磁換向閥和溢流閥內(nèi)泄漏太大等。②碟形彈簧老化或個(gè)別彈簧疲勞失效造成閘瓦制動(dòng)正壓力降低,液壓系統(tǒng)油路阻力偏大,閥內(nèi)阻力偏大。因此,減少和預(yù)防油液污染對(duì)提高液壓站的可靠性非常重要。

（3）摩擦系數(shù)下降。摩擦系數(shù)直接影響制動(dòng)力的大小,一般摩擦系數(shù)取0.25-0.4。但由于檢修和維護(hù)不當(dāng)造成制動(dòng)盤污染,就可能使摩擦系數(shù)顯著下降,造成制動(dòng)力矩不足。因閘瓦接觸面積小,造成閘瓦過(guò)熱。另外閘瓦表面粗糙度過(guò)大,同一對(duì)盤式制動(dòng)器兩側(cè)的正壓力差值過(guò)大,施閘時(shí)造成閘盤彈性變形或閘瓦間隙過(guò)大等,也都降低了制動(dòng)效果。

液壓站使用維護(hù)不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)各種故障。因此必須在使用前了解提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的性能和使用中可能出現(xiàn)的各種故障及排除方法。正常停車時(shí),隨時(shí)注意殘壓值的變化情況,進(jìn)行殘壓保護(hù)。同時(shí)要正確選擇和使用液壓油,加強(qiáng)對(duì)液壓油的過(guò)濾,加強(qiáng)維護(hù)人員的培訓(xùn),提升維護(hù)保養(yǎng)水平,從而提高提升機(jī)的安全性與可靠性。