淺談多繩摩擦式提升機的安裝工藝

＊王應(yīng)洲

（潞安化工集團余吾煤業(yè)公司 山西 046000）

多繩摩擦式提升機采用的是撓性體摩擦傳動原理，鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用鋼絲繩與襯墊之間的摩擦力來提升或下放材料或人員。礦井提升設(shè)備在運行過程中一旦發(fā)生機械或電氣事故，就會造成停產(chǎn)，甚至造成人員傷亡，因而多繩摩擦式提升機的安裝的質(zhì)量的控制尤為重要。如果現(xiàn)場安裝質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，將會對提升機今后的使用埋下安全隱患。下面主要介紹多繩摩擦式提升機的安裝方法、安裝過程中的注意事項，以及提升機安裝后性能測試方法。

提升機安裝過程大致分為四部分：

（1）提升系統(tǒng)機械部分的安裝包括：各設(shè)備基礎(chǔ)的驗收及處理；井架的豎立，滾筒、天輪的安裝；首繩、尾繩、罐籠的組裝與連接；電機的組裝與安裝；液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)的安裝等。

（2）提升系統(tǒng)電氣部分的安裝包括：變頻器、高壓柜、低壓柜、液壓站控制柜等各工藝控制柜的安裝；各設(shè)備電纜的布置與連接，以及高壓系統(tǒng)的耐壓試驗等。

（3）提升系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試包括：單機調(diào)試、掛繩前的調(diào)試、掛繩后的調(diào)試（含重載調(diào)試）。

（4）提升系統(tǒng)的性能測試包括：

①提升裝置的測試主要包括提升機的運行速度以及提升機運行時加減速段的最大加速度、最大減速度。

②提升機制動系統(tǒng)的測試。A.安全閘空洞時間測試；B.閘瓦正壓力及閘盤間隙的測試；C.閘墊與制動輪的接觸面積測試；D.制動輪圓度及制動輪偏擺度的測試；E.制動力矩及閘墊摩擦系數(shù)的的測試測定。

1.提升系統(tǒng)機械部分的安裝

（1）井架的安裝（俗稱“豎井架”）。余吾煤業(yè)南進風(fēng)立井提升機為四繩落地摩擦式提升機，提升機配套井架重145t，主要由底座、架體、行車平臺、上天輪平臺、下天輪平臺等四部分組成，其中架體的地面焊接組裝最為復(fù)雜，用人用時最多，工藝要求也最嚴(yán)格，一般需要先在工廠按設(shè)計圖紙分段制作好方鋼型中空鋼結(jié)構(gòu)并編號，制作完成后按編號運輸至安裝現(xiàn)場，在地面進行組裝焊接，組裝焊接后整體起吊（俗稱“豎井架”），井架起吊采用桅桿起吊。這也是井架安裝關(guān)鍵的一步，也是最危險的一步，準(zhǔn)備工作比較麻煩，并且需要多部絞車配合，同時進行起吊作業(yè)。

地面組裝井架：所有方鋼型中空鋼結(jié)構(gòu)件按組裝控制線擺放到位。這是為了減小找正時鋼結(jié)構(gòu)的移動距離，節(jié)約組裝時間，需焊接的兩鋼結(jié)構(gòu)的接縫兩側(cè)分別擺放兩件鋼支架，鋼支架用于支撐所要焊接的鋼結(jié)構(gòu)，并且鋼支架放置處地基必須夯實，以減少因地基沉降而導(dǎo)致兩結(jié)構(gòu)件焊接的變形。按順序組裝時，還要考慮斜架在焊接過程中的變形，合理預(yù)留接縫間隙。順序組裝時不得碰觸已組裝但未完成焊接的構(gòu)件，構(gòu)件組裝完成后需墊平支穩(wěn)各支點，并在焊接前嚴(yán)格進行復(fù)查。

桅桿基礎(chǔ)要求：起吊作業(yè)采用桅桿起吊，在豎立井架過程中桅桿正向壓力較大，動土后地基難以承受數(shù)百噸的壓力，因而在井架基礎(chǔ)開挖時將桅桿所需場地一并挖至相同深度，待基礎(chǔ)施工完畢后用三七灰土逐層回填并夯實，在三七灰土基礎(chǔ)上還需鋪設(shè)一層道木，道木與道木之間用扒釘連接牢固。道木上鋪設(shè)一層I32工字鋼，工字鋼需焊接成一體，保證整體受力均勻。

井架吊裝：首先進行主斜架的吊裝，當(dāng)起吊至主斜架主腿內(nèi)側(cè)與地平面約成70°時，停止主斜架的吊裝。然后進行副斜架的吊裝，副斜架吊裝到位后，主副斜架進行初步合龍，初步合龍后將各主腿的地腳螺栓安裝固定但不可緊固到位，以防在初步合龍后進行找正過程中無法調(diào)整主斜架與副斜架角度。由于構(gòu)件過長及構(gòu)件自身彈性的存在，副斜架吊到位后會有撓度變形，此時用100t油壓千斤頂配合作業(yè)，將主、副斜架組合部位找正并合龍。

井架的其它部件安裝：主副斜架合龍后安裝井架的三個平臺，三個平臺分別為行車平臺、上天輪平臺、下天輪平臺、井架安裝完成后安裝井口套架、天輪。在提升機房完成電機、滾筒的安裝后再進行罐籠、提升機首尾繩等附屬設(shè)備的安裝[1]。

（2）提升機機械部分的安裝。提升機基礎(chǔ)中心線的測量：必須由專業(yè)的測量人員找出礦井工業(yè)廣場建設(shè)時留下永久標(biāo)高點，以該永久標(biāo)高點作為參考點使用專業(yè)測量儀器測出提升機房的標(biāo)高，同時用經(jīng)緯儀或全站儀測出提升機的中心線和主軸中心線，架好線架，掛好十字中心線。

提升機基礎(chǔ)墊鐵的布置及找正：布置提升機基礎(chǔ)墊鐵時，在墊鐵上畫出十字中心線，為提升機就位時提供準(zhǔn)確地依據(jù)。余吾煤業(yè)南進風(fēng)立井提升機墊鐵厚度120mm配置，厚度由1mm到50mm不等，主軸底座墊鐵的大小通常規(guī)定在300mm×300mm，共16組；電機底座墊鐵的大小通常規(guī)定為240mm×240mm，共12組；盤形閘底座墊鐵的大小通常規(guī)定200mm×200mm，共32組。墊鐵大小選擇及厚度配置在提升機制造商提供的基礎(chǔ)圖中會有詳細說明。余吾煤業(yè)南進風(fēng)立井提升機生產(chǎn)廠商為德國西馬格公司，其對基礎(chǔ)墊鐵的要求與國內(nèi)制造商會有所不同。國內(nèi)制造商一般選用成對的斜墊鐵，找平后用電焊焊牢，國外制造商通常使用平墊鐵，平墊鐵比斜墊鐵承受負(fù)載能力強，且能承受設(shè)備運行時產(chǎn)生的較強連續(xù)振動，平墊鐵布置時厚墊鐵放在下面，薄墊鐵放在上面，最薄的安放在中間。墊鐵布置前，墊鐵布置區(qū)域內(nèi)的基礎(chǔ)表面做下沉處理，即用風(fēng)鎬鑿除水泥表面松散部分，露出水泥堅硬部分，并用水沖洗干凈，以便獲得絕對堅固的澆筑結(jié)構(gòu)，避免日后基礎(chǔ)塌陷。為方便工作和更精確地找正墊板，在設(shè)備基坑內(nèi)搭設(shè)工作平臺，在墊鐵的各軸線位置設(shè)置一定數(shù)量的線架，線架的高度為1～1.5m。利用墊鐵上的十字中心線、方框水平儀及鋼板尺、線墜等對墊鐵進行找平找正。

提升機基礎(chǔ)的二次灌漿：各墊板水平校準(zhǔn)后方可進行灌漿，灌漿料采用非收縮性混凝土，灌漿前應(yīng)采取必要措施，用表面光滑的木板制作模板，螺栓孔臨時封閉，防止灌漿料進入預(yù)留的地腳螺栓孔內(nèi)。灌漿時必須保證室溫在10℃以上，以便灌漿后48h灌漿料更好凝固，灌漿料凝固后用拋光機鐵刷清理干凈基礎(chǔ)表面。電機底座校準(zhǔn)后可進行第二次灌漿，待轉(zhuǎn)子、定子完全安裝完成后進行最后灌漿，滾筒底座和閘盤底座可在滾筒、閘座安裝完成校準(zhǔn)后進行最后灌漿。

（3）提升機主軸及滾筒的安裝。軸承底座及軸承的下半部分安裝到位后，開始主軸的安裝。主軸安裝時首先應(yīng)用煤油清洗防銹涂層。清洗完畢后，利用提升機房的起重機將主軸吊起，運送到位。起吊時，起吊用鋼絲繩與主軸接觸部位要加防護軟墊層，防止損傷主軸。起吊時，要平穩(wěn)，吊裝物嚴(yán)禁傾斜，作業(yè)人員要做到兩個嚴(yán)禁，起重物下嚴(yán)禁站人，吊裝物運動趨勢方向嚴(yán)禁站人。主軸及下半部分軸承校準(zhǔn)后安裝軸承的上半部分，軸承上下部分連接時，螺栓周圍連接面涂抹密封膠，螺栓緊固時必須按規(guī)定的力矩進行緊固，并且要做到對稱緊固，不可一次性緊固到規(guī)定的力矩。

當(dāng)安裝滾筒時，先將一半安裝到主軸上，再通過提升機房內(nèi)的行車使其轉(zhuǎn)動180°，再安裝另一半，其連接螺栓、螺母使用前涂抹二硫化鉬。一方面防止螺栓在以后使用過程中銹蝕，給后期維護帶來不必要的麻煩；另一方面二硫化鉬具有鎖緊作用，防止螺栓松動，滾筒上下連接時要檢查連接面，用銼刀或拋光機去除毛刺。

滾筒安裝完成后安裝滾筒閘盤。閘盤安裝前要用稀料進行清洗閘盤表面，再用拋光機清理表面毛刺，分別吊裝至滾筒兩側(cè)并與閘座使用螺栓進行固定。

（4）提升機液壓站與潤滑站的安裝。液壓站與潤滑站安裝時要注重內(nèi)部的清潔，安裝前先將油箱里的雜物清理干凈，然后用白棉布擦干凈，最后用汽油進行二次清洗。管路安裝時，將管道注入稀鹽酸進行除銹，48h后將稀鹽酸倒出，并用氧氣將油管吹干。

3.電氣設(shè)備的安裝

（1）提升系統(tǒng)電氣部分的吊裝。設(shè)備的起吊點及捆綁點位置要合理。一般情況下，電氣設(shè)備的包裝箱有明確的起吊標(biāo)識，此時按照起吊標(biāo)識懸掛鋼絲繩或吊裝帶即可。如果電氣設(shè)備的包裝箱沒有明確的起吊標(biāo)志，吊裝前應(yīng)找到包裝箱的重心，并在包裝箱兩側(cè)等距離布置鋼絲繩或吊裝帶，試吊無問題后方可正常起吊，鋼絲繩或吊裝帶的夾角不能大于60°且包裝箱棱角受力處要加圓弧鐵件進行防護，防止鋼絲繩或吊裝帶損壞包裝箱，進而損壞包裝箱內(nèi)部電氣設(shè)備。

當(dāng)使用厚壁管移動柜體時，管壁厚度必須大于6mm，且管壁包裹多層塑料布，防止損壞設(shè)備殼體，管道必須比運輸設(shè)備或柜體長至少1/5。如需改變方向，則應(yīng)將管道傾斜擺放在運輸設(shè)備前方。

（2）電纜的安裝。不同種類的電纜應(yīng)分別敷設(shè)在不同層上，由上而下依次：U＜65V的控制電纜與65V≤U≤3.3kV的控制電纜均位于第一層，但要分開敷設(shè)；220V≤U≤1kV的動力電纜位于第二層；1kV＜U≤3.3kV的主傳動動力電纜位于第三層；U≤10kV的動力電纜位于第四層；電纜橋架空間有限，控制電纜與低壓電力電纜也可以在同層敷設(shè)，敷設(shè)時控制電纜與低壓電力電纜的間距不小于150mm，以免影響控制電纜工作時信號傳輸錯誤造成事故，提升機電機一般功率較大，因而電機主回路多選用單芯動力電纜，提升機房內(nèi)為了環(huán)境整潔多采用橋架承接電纜，電纜短路會產(chǎn)生強大的電動力現(xiàn)象。這就要求選用的電纜橋架有足夠強度，并且電纜橋架固定要可靠，單芯電纜可采用水平型布置或品字型布置，但考慮到提升機房電纜布置的緊湊型多采用品字形（也叫“三葉形”）布置，但無論使用哪種方式布置電纜，布置的電纜都必須分段綁扎，綁扎的距離不得大于電動力影響距離，電纜進入盤柜應(yīng)排列整齊，固定可靠。

接地系統(tǒng)與防雷共用一套接地系統(tǒng)。接地電阻應(yīng)不大于1Ω。若不滿足要求，應(yīng)補打接地極。接地極規(guī)格為50mm×5mm的鍍鋅扁鋼，設(shè)備與設(shè)備之間增加70mm2軟銅線作為接地線連接。室內(nèi)接地線主干線沿電纜橋架敷設(shè)，電纜橋架與接地線應(yīng)有可靠電氣連接，所有帶電設(shè)備的外殼與框架均要可靠接地。接地干線與設(shè)備接地母線或接地端子之間采用軟銅線相連[2]。

4.設(shè)備調(diào)試

(1)機械電控系統(tǒng)調(diào)試

①掛繩前調(diào)試。主要工作內(nèi)容有：高壓系統(tǒng)的耐壓、過流、速斷實驗；變壓器的耐壓試驗、變比檢查；電機的絕緣阻值測量；低壓配電系統(tǒng)的電纜接線校驗、通訊測試；提升機試送電；冷卻風(fēng)機控制柜、工藝控制柜、閘控柜、變頻器柜程序調(diào)試；內(nèi)外水冷系統(tǒng)試運行；提升機速度、位置編碼器粗調(diào)等。

②掛繩后調(diào)試。主要工作內(nèi)容有：井筒開關(guān)（同步開關(guān)、過卷開關(guān)、到位開關(guān)）的安裝與調(diào)試，速度與位置編碼器的精調(diào)；閘控系統(tǒng)的的優(yōu)化試驗；提升機手動方式與自動方式運行的精調(diào)；井筒信號與操車系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試；提升機閉環(huán)控制的優(yōu)化；最后進行提升機的帶載調(diào)試。

(2)性能的測試

①提升系統(tǒng)測試方法。提升機的速度及加速度、減速速度的測試，這是通過現(xiàn)場測試用轉(zhuǎn)速傳感器測得的數(shù)據(jù)獲得的。具體操作方法：測試人員手持轉(zhuǎn)速表，轉(zhuǎn)速表的摩擦輪與提升機的閘盤外沿接觸，測試開始時提升機運行時測試儀跟蹤記錄提升機運行速度并存儲，提升機運行結(jié)束后，可根據(jù)測試儀記錄的數(shù)據(jù)直接讀出提升機運行速度，繪制出提升機的運行曲線，通過繪制的提升機運行曲線可以得出提升機加減速度。

空洞時間的測試方法：在打開安全閘的情況下向閘墊上黏錫箔紙，測試儀上兩個專用接頭，其中一個接在錫箔紙?zhí)?，另一個接制動盤處,接好后進行測試。當(dāng)測試空洞時間時，可用計時器作為計時開始信號，此時合上安全閘開關(guān)量信號導(dǎo)通，計時結(jié)束，計時器測得時間值就是閘瓦的空洞時間。

閘瓦間隙測量最簡單易行的辦法是使用塞尺測量，具體的實施辦法是將安全閘打開并使用塞尺在閘盤與閘墊間不同位置進行多次測量，記錄下所有測量值，計算所有測量值的平均值即為閘瓦間隙值。

閘瓦的正壓力測試最簡單易行的辦法：提升機停止?fàn)顟B(tài)下分別測量每個制動單元或者抽取測量多個制動單元的制動力，取其平均值，即為制動單元的平均制動力。這樣一來，就可得到閘控系統(tǒng)的的制動力，現(xiàn)場操作方法為將所要測量的制動單元的油路閥門關(guān)閉，所要合格的吊具通過拉力計與閘盤連接，并且吊具與提升機房檢修用行車的吊掛相連，打開提升機安全閘，開的行車向上吊起，當(dāng)閘盤有旋轉(zhuǎn)趨勢或者在閘盤旋轉(zhuǎn)瞬間拉力計的讀數(shù)，即為該制動單元制動力，逐一測量便可得出閘控系統(tǒng)制動力，閘墊與閘盤的摩擦系數(shù)是已知的，通過計算便可得出閘瓦的正壓力。

以上的測試方法雖然簡單易行，不需要太多的測量工具，但測量過程費時費力嚴(yán)重影響生產(chǎn)，并且測量結(jié)果誤差較大，對測量人員的素質(zhì)要求也較高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的測量方法及測量工具不斷更新，余吾煤業(yè)公司中央?yún)^(qū)主副井及南風(fēng)井副井共安裝五套四繩落地摩擦式提升機（均為進口產(chǎn)品），提升機安裝完成后，外方工程師首先要對提升機性能進行自檢，自檢過程非常簡單，進口提升機每個閘控單元上都安裝有專用的快速接口，其所用的檢測工具可以很方便與快速接口連接，并及時與閘控單元的油路連通，其檢測工具內(nèi)置的芯片可通過監(jiān)測閘控單元的油壓壓力變化及油的通斷時間等數(shù)據(jù)進行分析得出所需要的測試數(shù)據(jù)和曲線，并且該測量工具具有打印功能，整個測量過程在30min內(nèi)可完成，安裝工程完工后第三方進行了提升機的性能檢測，最終證明外方工程師的自檢是完全合格的因而隨著科技的發(fā)展尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，我們必須改變自己傳統(tǒng)的思維和方式，更應(yīng)向著檢測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控發(fā)展，隨時掌握設(shè)備運行狀況，保障設(shè)備安全穩(wěn)定運行。

②提升機性能測試的數(shù)據(jù)處理。根據(jù)煤礦機電設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：制動輪的橢圓度不得大于1mm；正在使用中的制動盤偏擺量不得大于1mm；新安裝的制動盤其偏擺度不得大于0.5mm；否則應(yīng)根據(jù)要求制動盤進行車削研磨。當(dāng)制動盤偏擺度符合要求時再看測得的閘瓦空洞時間是否符合要求。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第四百二十六條的規(guī)定：“保險閘（或保險閘第一級）的空洞時間（由保護回路斷電時起至閘瓦接觸到閘輪上的時間），盤式制動閘不得超過0.3s，盤式制動器的閘瓦與制動盤之間的間隙應(yīng)不大于2mm。”以此查看各保險閘是否符合要求。如果達不到要求，則需更換閘瓦。

在處理貼閘壓力和制動力矩的測量值時，可根據(jù)貼閘油壓測試中測得的貼閘壓力判斷閘瓦是否有彈簧疲勞現(xiàn)象。

制動力矩，應(yīng)滿足3倍靜力矩的要求，如不符合則應(yīng)對閘瓦進行車削或打磨處理[3]。

5.結(jié)語

煤礦提升機設(shè)備的安裝關(guān)系到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)，提升機設(shè)備的安裝人員的素質(zhì)、安裝管理人員的管理水平、安裝工藝、安裝現(xiàn)場使用的工器具等方方面面都與安裝質(zhì)量密切相關(guān),而且提升機安裝后的性能測試也至關(guān)重要,關(guān)系到提升系統(tǒng)安裝完成后的安全穩(wěn)定運行,現(xiàn)場負(fù)責(zé)安裝的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真負(fù)責(zé)、監(jiān)督到位。因此，煤礦企業(yè)在安裝設(shè)備時要加強安裝質(zhì)量管理，根據(jù)現(xiàn)場實際情況改進安裝工藝，提高安裝人員素質(zhì)，確保安裝工作能夠順利完成。