提升機(jī)--制動與安全保護(hù)裝置

1、提升機(jī)制動與安全保護(hù)裝置 黃翔 第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n制動裝置是礦井提升機(jī)的重要組成部分。n它由制動器（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）和傳動機(jī)構(gòu)組成。制動器又稱為制動閘，是直接作用在制動輪或制動盤上產(chǎn)生制動力矩的機(jī)構(gòu)。n按其結(jié)構(gòu)可分為塊式和盤式兩類。n傳動機(jī)構(gòu)是用來控制和調(diào)節(jié)制動力矩的，按傳動能源可分為油壓、風(fēng)壓和彈簧三種傳動機(jī)構(gòu)。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n一、制動裝置的作用n1制動裝置的作用n（1）在提升終了或停機(jī)時(shí)，閘住提升機(jī)的滾筒或摩擦輪，即正常停車。n（2）在減速階段及下放重物時(shí)，參與提升機(jī)的控制，即工作制動。n（3）當(dāng)發(fā)生事故或緊急情況時(shí)，能迅速閘住提升機(jī)，即安全制動。n（4）雙滾筒提升機(jī)在更換提升

2、水平、更換鋼絲繩和調(diào)繩時(shí)，閘住游動滾筒，松開固定滾筒。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n2制動裝置的技術(shù)要求n按照煤礦安全規(guī)程及有關(guān)技術(shù)規(guī)范，提升機(jī)（絞車）的制動裝置必須達(dá)到下列要求：n（1）提升機(jī)必須裝設(shè)操作工不離開座位即能操作的常用閘（即工作閘）和保險(xiǎn)閘（即安全閘）。保險(xiǎn)閘必須能自動產(chǎn)生制動作用。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n煤礦安全規(guī)程（第428條）規(guī)定：常用閘和保險(xiǎn)閘共同使用1套閘瓦制動時(shí)，操作和控制機(jī)構(gòu)必須分開。雙滾筒提升絞車的2套閘瓦的傳動裝置必須分開。對具有2套閘瓦只有1套傳動裝置的雙滾筒絞車，應(yīng)改為每個滾筒各自有其控制機(jī)構(gòu)的彈簧閘。n提升絞車除設(shè)有機(jī)械制動器外，還應(yīng)設(shè)有電氣制動裝置。第一節(jié)

3、 提升機(jī)的制動裝置n（2）煤礦安全規(guī)程（第429條）規(guī)定：保險(xiǎn)閘必須采用配重式或彈簧式的制動裝置，除可由司機(jī)操作外，還必須能自動抱閘，并同時(shí)自動切斷提升裝置電源。常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動裝置。n（3）提升機(jī)除有制動裝置外，應(yīng)加設(shè)定車裝置，以便調(diào)整滾筒位置或修理制動裝置時(shí)使用。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n（4）煤礦安全規(guī)程（第431條）規(guī)定：保險(xiǎn)剛或保險(xiǎn)閘第一級由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦接觸到閘輪上的空動時(shí)間：壓縮空氣驅(qū)動閘瓦式制動閘不得超過0.5 s，儲能液壓驅(qū)動閘瓦式制動閘不得超過0.6 s，盤式制動閘不得超過0.3 s。對斜井提升，為保證上提緊急制動不發(fā)生松繩而必須延時(shí)制動時(shí)，上提空動時(shí)

4、間不受此限。盤式制動閘的閘瓦與制動盤之間的間隙應(yīng)不大于2mm。保險(xiǎn)閘施閘時(shí)，在杠桿和閘瓦不得發(fā)生顯著的彈性擺動。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n（5）煤礦安全規(guī)程（第432條）規(guī)定：提升絞車的常用閘和保險(xiǎn)閘制動時(shí)，所產(chǎn)生的力矩與實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比K值不得小于3。n（6）在調(diào)整雙滾筒絞車滾筒旋轉(zhuǎn)的相對位置時(shí)，制動裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩，不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重與提升容器重量之和）形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n（7）在立井和傾角大于30度的傾斜井巷提升裝置的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度必須符合下列規(guī)定：下放重載時(shí)，不得小于1.5m/s2；提升重載時(shí)

5、不得大于5 m/s2。n在傾角小于15度的傾斜井巷下放重載時(shí)的制動減速度不得小于0.75 m/s2，提升重載時(shí)的制動減速度不得大于自然減速度。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n煤礦安全規(guī)程（第433條）規(guī)定：對摩擦輪式提升絞車常用閘和保險(xiǎn)閘的制動，必須滿足以下防滑要求：各種載荷（滿載或空載）和各種提升狀態(tài)（上提或下放重物）下，保險(xiǎn)閘所能產(chǎn)生的制動減速度的計(jì)算值，不能超過滑動極限。鋼絲繩與摩擦輪間摩擦系數(shù)的取值不得大于0.25。由鋼絲繩自重所引起的不平衡重必須計(jì)入在各種載荷及提升狀態(tài)下，保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，鋼絲繩都不出現(xiàn)滑動。嚴(yán)禁用常用閘進(jìn)行緊急制動。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n（8）制動器的工作行程不得超

6、過全行程的3/4，必須留有1/4作為調(diào)整時(shí)備用。主提升機(jī)操作工操作臺上制動把手的移動應(yīng)當(dāng)靈活，在抱閘位置時(shí)應(yīng)有定位器來固定把手，防止把手從抱閘位置自動向前移動。n（9）制動輪的橢圓度在使前（新安裝或大修后）不得超過0.51 mm；使用中如超過1.5mm時(shí)，應(yīng)重新削或更換。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n二、制動裝置的原理n制動器主要有角移式、平移式、復(fù)合式三種。角移式制動器結(jié)構(gòu)簡單，但壓力及磨損分布不均，制動力矩較小，多用于中小型提升機(jī)。平移式及復(fù)合式制動器的壓力分布比較均勻，主要用于大型提升機(jī)。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n1角移式制動器n（1）結(jié)構(gòu)n主要由前制動梁、后制動梁、三角桿組成，用拉桿彼此連

7、接，閘瓦固定在制動梁上，拉桿左端的螺母來調(diào)節(jié)閘瓦與制動輪之間的間隙。頂絲用來支撐前制動梁，以保證制動輪兩側(cè)的松閘間隙相同。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n（2）特點(diǎn)n結(jié)構(gòu)簡單，但圍抱角小，所產(chǎn)生的制動力矩也較小，而且由于閘瓦表面的壓力分布不夠均勻，故閘瓦上下磨損也不均勻。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n（3）原理n傳動機(jī)構(gòu)為油壓傳動進(jìn)行制動。提升機(jī)的工作制動與安全制動均由重錘來實(shí)現(xiàn)，松閘則利用油壓實(shí)現(xiàn)。角移式制動器的閘瓦間隙，中心處不得超過2.5 mm，上下間隙偏差不得超過0.5 mm，其制動空行程時(shí)間不得超過0.5s。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n2平移式制動器n工作制動力矩的大小由工作制動氣缸的氣壓確定，

8、而氣壓的控制是利用壓力調(diào)節(jié)器來進(jìn)行的。利用壓力調(diào)節(jié)器，能保證制動力矩與操作工制動把手位置相對應(yīng)，與閘瓦磨損無關(guān)，性能較好。n平移式制動器的閘瓦間隙不得超過2mm，且上下間隙相等，其制動空行程時(shí)間不得超過0.5s。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n3盤形制動器n特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，閘的個數(shù)可以根據(jù)制動力的大小靈活增加，盤形制動器一般成對使用；動作快，其制動空行程時(shí)間不得超過0.3s。n盤型制動器的閘瓦間隙按規(guī)定不得超過2mm，一般調(diào)定在11.5mm之間。盤形制動器閘瓦間隙的調(diào)整通常是靠調(diào)整螺釘來實(shí)現(xiàn)的，調(diào)整螺釘往里旋，閘瓦間隙變小。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n三、液壓站n液壓站是礦井提升機(jī)制動系統(tǒng)的驅(qū)動和調(diào)節(jié)

9、壓力的機(jī)構(gòu)，其性能和質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到設(shè)備與人身安全的重大問題。n1組成n為了確保提升機(jī)正常工作，一臺液壓站分為兩個獨(dú)立的工作制動部分和安全制動部分，一套工作，另一套備用。兩套工作制動部分均由相同的電動機(jī)、油泵、濾油器、電液調(diào)壓裝置、液動換向閥等部件組成。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n2主要作用n（1）可以為盤形制動裝置提供不同油壓值的壓力油，根據(jù)提升機(jī)的實(shí)際需要，產(chǎn)生不同的工作油壓，控制盤形制動器的工作制動力矩，從而實(shí)現(xiàn)工作制動。n（2）在安全制動時(shí)，可以使制動器的油壓經(jīng)過延時(shí)，迅速回到零，使制動器達(dá)到全制動狀態(tài)。n（3）可以供給控制單繩雙滾筒提升機(jī)調(diào)繩裝置所需要的壓力油，打開離合器，進(jìn)行調(diào)繩

10、或更換提升水平。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n3原理n液壓站為盤型制動器提供了不同油壓的壓力油，油壓的變化由電液調(diào)壓裝置來調(diào)節(jié)，油壓的變化通過操作工控制電液調(diào)壓裝置的信號電流來實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)制動力矩的目的。液壓油中切忌氣泡混入，否則將引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n4電液調(diào)壓裝置n是液壓站中的主要工作機(jī)構(gòu)，主要作用是：n（1）根據(jù)提升機(jī)的實(shí)際工作額定負(fù)荷，確定最大工作油壓值，是通過手把來實(shí)現(xiàn)的。n（2）通過改變線圈的電流大小來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)油壓的可調(diào)性，保證實(shí)際制動力矩的需要（定壓和調(diào)壓）。n當(dāng)操作手把在緊閘位置時(shí)，電液調(diào)節(jié)裝置動線圈沒有電流流過，液壓站所殘存的壓力即為殘壓。通常殘壓不超

11、過0.5MPa。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n5二級制動n為了滿足煤礦安全規(guī)程對立井提升安全制動減速度的要求，大型提升機(jī)的安全制動都要具有二級制動的特性。盤形制動器由多副閘組成，實(shí)現(xiàn)二級制動很方便，可將閘分為A、B兩組，先投入A組產(chǎn)生第一級制動力矩（其數(shù)值應(yīng)保證提升機(jī)重物時(shí)安全制動減速度不大于5m/s2，下放重物時(shí)減速度不小于1.5 m/s2，提升機(jī)在此制動力矩作用下速度下降。）B組在滯后一定時(shí)間后（提升速度接近零時(shí)）在投入，產(chǎn)生二級制動力矩，以保證及時(shí)可靠地將提升機(jī)閘住。第一節(jié) 提升機(jī)的制動裝置n思考題：n1制動器主要有哪幾種類型？n2盤型制動器的優(yōu)點(diǎn)是什么？n3電液調(diào)壓裝置的作用有哪些？n4各

12、種類型的制動器的閘瓦間隙和制動空行程時(shí)間是如何規(guī)定的？n5什么是液壓站的殘壓？第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n一、煤礦安全規(guī)程對安全保護(hù)裝置的有關(guān)規(guī)定n煤礦安全規(guī)程（427條）規(guī)定：提升裝置必須裝設(shè)下列保險(xiǎn)裝置，并符合下列要求：n1防過卷裝置第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n（1）當(dāng)提升容器超過正常終端停止位置（或出車平臺）0.5 m時(shí)，必須能自動斷電，并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生制動作用。n（2）在提升速度大于3m/s的提升系統(tǒng)內(nèi)，必須設(shè)防撞梁和托罐裝置，防撞梁不得兼做他用。防撞梁必須能夠擋住過卷后上升的容器或平衡錘；托罐裝置必須能夠?qū)⒆矒舴雷擦汉笤傧侣涞娜萜骰蚺渲赝凶?，并保證其下落的距離不超過0.5m。n（

13、3）立井提升裝置的過卷高度和過放距離應(yīng)符合規(guī)定。第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n2防止過速裝置n當(dāng)提升速度超過最大速度的15%時(shí)，必須能自動斷電，并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。n3過負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置n在提升機(jī)的配電開關(guān)上設(shè)有過負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置，在過負(fù)荷或欠電壓情況下使配電開關(guān)自動跳閘，切斷提升電動機(jī)電源，并使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n4限速裝置n提升速度超過3m/s的提升絞車必須裝設(shè)限速裝置，以保證提升容器（或平衡錘）到達(dá)終端位置時(shí)的速度不超過2m/s。如果限速裝置為凸輪板，其在1個提升行程內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)不小于270度。n5深度指示器失效保護(hù)裝置n當(dāng)深度指示器失效時(shí)，能自動斷

14、電并使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n6閘間隙保護(hù)裝置n當(dāng)閘間隙超過規(guī)定值時(shí)，能自動報(bào)警或自動斷電。n7松繩保護(hù)裝置n纏繞式提升絞車必須設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路和報(bào)警回路，在鋼絲繩松弛時(shí)能自動斷電報(bào)警?；诽嵘龝r(shí)，松繩保護(hù)裝置動作后，嚴(yán)禁受煤倉放煤。n8滿倉保護(hù)裝置n箕斗提升的井口煤倉倉滿時(shí)能報(bào)警和自動斷電。第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n9減速功能保護(hù)裝置n當(dāng)提升容器（或平衡錘）到達(dá)設(shè)計(jì)減速位置時(shí)，能示警并開始減速。防止過卷裝置、防止過速裝置、限速裝置和減速功能保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置為相互獨(dú)立的雙線形式。n立井、斜井纏繞式提升絞車應(yīng)加定車裝置。第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n二、相關(guān)

15、安全保護(hù)的原理n1過卷保護(hù)原理n過卷保護(hù)是由過卷開關(guān)實(shí)現(xiàn)的，防過卷裝置主要由機(jī)械開關(guān)或無觸點(diǎn)開關(guān)組成，目前主要采用機(jī)械限位開關(guān)，并將其成對地安裝在井架上距正常卸載位置0.5m處，其接點(diǎn)串入安全回路。為了起雙重過卷保護(hù)作用，在深度指示器上也安裝一對防過卷開關(guān)，并超前動作。n當(dāng)提升機(jī)過卷時(shí)提升容器便碰擊過卷開關(guān)使安個回路斷路，主電動機(jī)斷電，同時(shí)使提升機(jī)保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n提升過卷以全速過卷破壞性為最大，全速過卷就是提升機(jī)在減速段沒有減速，以等速段的最大速度碰撞過卷開關(guān)后，才投入緊急制動。它會造成斷繩、墜毀提升容器、毀壞井筒設(shè)施、使井架和箕斗等裝載設(shè)備受到不同程度的損壞等事故，更為嚴(yán)重的是會造成罐內(nèi)人員的傷亡。 第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n造成全速過卷的主要原因有以下幾點(diǎn)：n（1）減速開關(guān)失效。n（2）電氣制動系統(tǒng)、可調(diào)閘閉環(huán)系統(tǒng)及限速保護(hù)系統(tǒng)的裝置不完善，調(diào)試不正確。n（3）速度給定裝置在減速段不起作用。第二節(jié) 提升機(jī)的安全保護(hù)裝置n防止全速過卷有以下措施：n（1）對減速開關(guān)加強(qiáng)維修，深度指示器牌坊或限速圓盤上安裝后備減速開關(guān)，并在井架或天輪平臺上安裝鋼絲繩感應(yīng)開關(guān)，使減速點(diǎn)實(shí)現(xiàn)“三保一”。n（2）將電氣制動、可調(diào)閘閉環(huán)及減速段限速保護(hù)這三個系統(tǒng)分別按要求