纏繞式提升機精準調(diào)繩停車的研制與應用

高寶安 高家旺 賈東軍

（棗莊大興礦業(yè)有限責任公司，山東 棗莊 277319）

1 現(xiàn)狀

棗莊大興礦業(yè)有限責任公司主井提升機選用洛陽礦山機器廠1980 年生產(chǎn)，型號為2JK-3/20 單繩纏繞式，提升鋼絲繩選用Φ34-18×7+FC，鋁合金箕斗，鋼絲繩罐道，提升高度442 m。建礦期間，電氣控制選用TKD-A2，液壓站選用B157。投產(chǎn)前，提升機電氣控制更換JKMK-PC，液壓站更換TE130。隨著煤礦安全生產(chǎn)標準化管理的提升，提升機電控選用天津民益公司生產(chǎn)的TKM-ZB/M-D2-400 轉(zhuǎn)子變頻控制，液壓站使用中信重機生產(chǎn)的TE160。隨著提升機電氣控制設(shè)備的升級改造，提升機除雙滾筒（調(diào)繩離合器）、減速器、主電機未進行更新外，電控、液壓站、盤式制動器均已進行了更新，目前，JKMK-PC 電控僅保留著高壓換向柜、轉(zhuǎn)子柜和轉(zhuǎn)子電阻。

2 存在問題

在日常工作中，由于提升鋼絲繩有一定的伸縮性，當箕斗在裝載后鋼絲繩拉伸長度超過1000 mm時，箕斗在裝載期間就會出現(xiàn)撒煤現(xiàn)象，提升機每運轉(zhuǎn)一段時間就需要重新調(diào)繩，特別是新鋼絲繩更換后，調(diào)繩工作更加頻繁。但公司目前使用的纏繞式提升機調(diào)繩工作還未能實現(xiàn)自動化，仍然需要人工操作。調(diào)繩操作主要有3 個步驟：離合器出→纏繩→離合器進。調(diào)繩操作過程中主要是“對齒”難度大，體現(xiàn)在：（1）自動手柄敞閘間隙與主電機動力難以匹配控制；（2）絞車司機開車過程中看不到齒輪“對齒”情況，全靠維修人員的喊話停車；（3）齒輪 “對齒”間隙僅為1 mm，需要維修人員在齒輪轉(zhuǎn)動中看出差距，難度較大，而司機看到的是滾筒外徑，參照目標太大，只能憑經(jīng)驗和感覺操作。固定滾筒正轉(zhuǎn)時需要正力，滾筒反轉(zhuǎn)時又產(chǎn)生負力，每次“對齒”都要反反復復的操作，讓司機高度緊張，操作不順利時需用時近2 h 才能完成。在提升任務緊張時，維修人員為減少工作時間，往往采用非正規(guī)方式操作，將轉(zhuǎn)子變頻切換到老式電控上，人為操作高壓換向器的中間繼電器KM2.1、KM2.3 或KM2.2、KM2.3，對主電機通入6 kV 電進行沖擊，如圖1。固定滾筒在4 付盤形閘制動力矩下強行脈沖驅(qū)動，滾筒在數(shù)次高壓沖擊力下一點點蠕動前移，最終將齒輪“對上”。強烈的沖擊力對主電動機、高速軸對輪、減速器齒輪、盤形閘等配件造成不同程度的損傷。

圖1 原JKMK-PC 高壓電氣控制圖

3 改造與實施

“對齒”工作需要維修人員在齒輪轉(zhuǎn)動中能迅速看出1 mm 的間距，同時需要司機有穩(wěn)、快、準方面的操作技術(shù)，但在實際操作中很難做到這一點。精準調(diào)繩裝置研發(fā)理念，就是針對維修人員在調(diào)繩“對齒”前，確定齒輪轉(zhuǎn)動到目標齒位停車，齒輪轉(zhuǎn)動到這一位置后能夠自動斷電停車，準確完成“對齒”工作，從而簡化維修人員和司機“對齒”時的頻繁操作，減少人員違規(guī)作業(yè)行為。

（1）選用晶體管信號繼電器作為精準調(diào)繩的主要電氣元件，它是安全火花裸導線信號通用控制元件，電極電壓為直流110 V，電流為2.75 mA，觸點容量3 A，控制回路設(shè)有附加電阻，用以防止直接短路或人體觸電的危險，信號繼電器自身帶有開關(guān)，方便停送電操作及控制。

（2）用絕緣板加工50 mm×30 mm×2 mm、70 mm×30 mm×2 mm 電極連接板，鉆孔Φ4 mm；截取30×3帶鐵70 mm，鉆孔Φ4 mm，與絕緣板連接；截取30×3 的帶鐵100 mm，加工成L 形，鉆孔為Φ4 mm，與絕緣板連接；選用Φ12 mm×4 mm 永久磁塊8 塊，分別用強力膠與L 形硅鋼片粘住，便于磁塊吸附在離合器和游動滾筒的齒輪上。電極固定架如圖2。

圖2 電極固定架

（3）按晶體管繼電器電路圖，將1#、2#端子接入電源220 V 電壓，4#、5#常閉點端子接入比例溢流閥線圈回路，滾筒主軸正電極接入10#端子，游動滾筒接入負電極11#端子。精準調(diào)繩停車控制如圖3。

圖3 精準調(diào)繩停車控制

（4）如果本次調(diào)繩需要調(diào)長650 mm，應在調(diào)繩離合器未打開前，將晶體管信號繼電器2 個電極間隔7 齒，分別用永久磁塊固定在游動滾筒的凹齒和離合器齒輪凸齒的中間位置，保證離合器齒輪在轉(zhuǎn)動時固定在凸齒上的電極能可靠的觸及到凹齒上的電極，確保晶體管信號繼電器工作。

（5）提升機需要調(diào)繩時，兩箕斗必須是空載，一般將游動滾筒上的箕斗放在井下裝載位置，距計量斗200～300 mm，卸載箕斗一般會略低于滑煤板。將固定滾筒、游動滾筒盤形閘處于全制動狀態(tài)，打開液壓站螺旋開關(guān)25、回油截止閥開關(guān)21，將調(diào)繩轉(zhuǎn)換開關(guān)1HK1-2 打到左45°工作位置，調(diào)繩閥1#開關(guān)1AK 打到左45°工作位置，電磁閥G1 通電，起動制動油泵，推動制動手柄，比例溢流閥mA 表電流達到400 mA、制動油壓達到3.8 MPa，壓力油進入調(diào)繩離合器離開腔，主軸齒輪開始慢慢與游動滾筒脫離，全部脫離后調(diào)繩齒輪液壓閉鎖銷閉鎖，停止制動油泵，將調(diào)繩操作方式轉(zhuǎn)換為提升方式。

圖4 TE160 液壓站電磁閥控制

（6）將調(diào)繩轉(zhuǎn)換開關(guān)1HK1-2 打到O 位置，調(diào)繩閥1#開關(guān)1AK 打到O 位置，電磁閥G1 斷電，打開固定滾筒4 付盤形閘，將固定滾筒電磁閥G3通電，拉動主令控制器，主電機帶電，推動制動手柄mA 表電流達到380 mA、制動油壓達到3.8 MPa時，壓力油進入固定滾筒盤形閘，盤形閘敞閘，箕斗在正力的作用下慢慢上提，固定滾筒主軸帶動著吸附的電極隨之轉(zhuǎn)動。當主軸上的電極與游動滾筒上的電極瞬間接觸時，晶體管信號繼電器XJX 吸合，常閉觸點斷開工作閘繼電器GZJ，其常開觸點又斷開溢流閥電壓，如圖4。溢流閥關(guān)閉盤形閘油壓，固定滾筒盤形閘制動抱閘，主軸齒與游動滾筒齒正好嚙合，箕斗到卸載位置。電磁閥G3 斷電，固定滾筒處于制動狀態(tài)。將調(diào)繩轉(zhuǎn)換開關(guān)1HK1-2 打到左45°工作位置，調(diào)繩閥2#開關(guān)2AK 打到左45°工作位置，電磁閥G2 通電，起動制動油泵，推動制動手柄，比例溢流閥mA 表電流達到400 mA、制動油壓達到3.8 MPa，壓力油進入調(diào)繩離合器合上腔，主軸齒輪慢慢進入游動滾筒。全部齒輪到位后，調(diào)繩齒輪液壓閉鎖銷伸出、閉鎖，停止制動油泵，將調(diào)繩閥2#開關(guān)2AK 打到O 位，電磁閥G2 斷電，將1HK1-2 打到O 位，拆除調(diào)繩附加控制晶體管信號繼電器，恢復正常提升狀態(tài)，調(diào)繩工作結(jié)束。

4 優(yōu)點

（1）改造前調(diào)繩“對齒”靠絞車維修人員在齒輪轉(zhuǎn)動中觀察，呼喊，司機聽到后再停機，造成停機延遲，齒輪容易轉(zhuǎn)過。改造后調(diào)繩靠絞車維修人員確定后，齒輪轉(zhuǎn)動到這一位置后能夠自動斷電停車，簡化了維修人員和司機“對齒”的繁瑣操作，消除了司機高度緊張情緒和誤操作的可能性。

（2）晶體管繼電器是煤礦常用電氣控制原件，電極電壓為本質(zhì)安全型，使用方便，停送電方便，故障率低，靈敏度高，安全可靠。

（3）根據(jù)現(xiàn)場實際，因地制宜選用永久磁塊，不僅適合在游動滾筒和主軸齒輪端任何位置定位，吸附力強，可360°任意調(diào)試，而且方便拆裝，不留痕跡。

（4）精準調(diào)繩控制合理，選材實用，加工方便，操作簡便，靈敏可靠，實用性強，徹底改變了提升機調(diào)繩操作控制方式，減少了維修人員的勞動強度，受到了干部職工的一致贊譽。