DMT型礦井提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)改造

摘要：DMT型礦井提升機(jī)是多繩摩擦式提升機(jī)，多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)相比，有每根鋼絲繩直徑較細(xì)、主導(dǎo)輪直徑小且寬度較窄、整個(gè)機(jī)體尺寸較小且重量較輕等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越被廣泛地應(yīng)用。但在摩擦式提升中有一個(gè)最關(guān)鍵的問題，就是鋼絲繩在主導(dǎo)輪上打滑的問題。目前，新式摩擦式提升機(jī)都采用了盤式制動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)二級制動(dòng)來解決緊急制動(dòng)時(shí)鋼絲繩的打滑問題。

關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)；打滑；塊式彈簧閘；液壓站；制動(dòng)系統(tǒng)

中圖分類號：TD534 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0094-03

1 DMT制動(dòng)系統(tǒng)的缺陷

DMT型礦井提升機(jī)采用的是油壓重錘式制動(dòng)裝置，該系統(tǒng)傳遞環(huán)節(jié)多而復(fù)雜，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)只有一套，只要有一個(gè)零件發(fā)生故障就使整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)失靈。該系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)二次制動(dòng)，因此，緊急制動(dòng)時(shí)鋼絲繩打滑的問題就不能很好地解決。將DMT型提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)改造成彈簧閘式制動(dòng)裝置，打滑的問題就可迎刃而解。該系統(tǒng)主要由彈簧閘與液壓站組成，大大簡化了原提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)二次制動(dòng)。

2 改造方案

DMT型提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)改造為彈簧閘制動(dòng)裝置（圖1）。在主導(dǎo)輪兩側(cè)各安裝一個(gè)相互獨(dú)立的彈簧閘，在提升機(jī)正常工作時(shí)，液壓站按調(diào)定的壓力供油，當(dāng)千斤頂（11）油缸內(nèi)的壓力超過碟彈簧組的彈力時(shí)，活塞上升碟彈簧組（8）被壓縮，三角桿（4）抬起，提升機(jī)呈松閘狀態(tài)；當(dāng)提升機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)力矩的大小取決于千斤頂油缸內(nèi)的工作油缸壓力的大小，當(dāng)提升機(jī)實(shí)行工作制動(dòng)時(shí)，由司機(jī)操作手柄，通過改變液壓站電業(yè)調(diào)壓閥的電流，使液壓站產(chǎn)生不同的油壓，來控制彈簧閘產(chǎn)生不同的制動(dòng)力矩，使提升機(jī)完成運(yùn)轉(zhuǎn)、減速、停車等動(dòng)作。當(dāng)千斤頂油缸內(nèi)的油壓迅速下降為零時(shí)，彈簧組復(fù)位，三角桿迅速下降，此時(shí)，提升機(jī)實(shí)行了緊急制動(dòng)。

1.制動(dòng)梁 2.滾筒 3.拉桿 4.三角桿 5.十字頭 6.壓緊螺母 7.螺紋套 8.彈簧 9.滑動(dòng)盤 10.彈簧筒 11.千斤頂 12.底座 13.主拉桿

圖1 彈簧閘示意圖

液壓站是彈簧閘的控制系統(tǒng)，原理如圖2所示，其作用是：正常情況下實(shí)行工作制動(dòng)；異常情況下實(shí)行安全制動(dòng)（可實(shí)現(xiàn)二級制動(dòng)）。當(dāng)放生安全制動(dòng)時(shí)，電磁閥G3、G3′斷電。這時(shí)與A管相連的彈簧閘千斤頂內(nèi)壓力油經(jīng)G3閥泄回油箱，迅速抱閘產(chǎn)生一級制動(dòng)。與B管相連接的彈簧閘千斤頂內(nèi)壓力油有一部分經(jīng)G3′閥至溢流閥7泄流（泄流壓力小于工作壓力）。此時(shí)，蓄壓器8內(nèi)有一定壓力存在（等于泄流閥7的泄流壓力）。同時(shí)B管側(cè)的彈簧閘不能完全抱閘，有一部分制動(dòng)力矩參與了一級制動(dòng)。當(dāng)經(jīng)過一定延時(shí)時(shí)間后，電磁閥G4斷電，G5通電，使B管內(nèi)的壓力油快速回油箱，實(shí)現(xiàn)了二級制動(dòng)。

1.電動(dòng)機(jī) 2.油泵 3.濾油器 4.電液調(diào)壓裝置 5.液動(dòng)閥 6.減壓閥 7.溢流閥 8.彈簧蓄力器 9.單向閥 10.11.壓力表 12.延時(shí)閥 13.溫度計(jì) 14.壓力繼電器 G1、G2、G3、G3′、G4電磁閥 KT.可調(diào)閘線圈

圖2 液壓站原理圖

下面以浙江長廣煤礦公司一礦主井提升機(jī)為例，計(jì)算分析如下：

2.1 基本參數(shù)

2.1.1 提升機(jī)型號：DMT2.25×4

主導(dǎo)輪直徑：Φ2250mm

制動(dòng)輪直徑：Φ2000mm

減速器速比：7.35 圍包角：190°

鋼絲繩與襯墊的摩擦系數(shù)：0.2

提升機(jī)變位質(zhì)量：7600kg

導(dǎo)向輪變位質(zhì)量：960kg

2.1.2 電動(dòng)機(jī)型號：JRZ630-10

2.1.3 鋼絲繩：

主繩：6△（21）-Φ24

單位重量：2.255kg/m

長度：680m 根數(shù)：4

尾繩：18×7-Φ33

單位重量：4.575kg/m

長度：660m 根數(shù)：2

2.1.4 提升容器：罐籠

罐籠自重：5517kg 載礦車數(shù)：2

礦車自重：595kg

礦車載重：2000kg

2.1.5 提升高度：H＝618.5m

卸載口至主導(dǎo)輪中心距離H0＝30.9m

裝載口至尾繩底部距離Hn＝23m

2.2 最大靜張力差

式中：

G——罐籠載重

n′——尾繩根數(shù)

q——尾繩單位重量

n——主繩根數(shù)

ρ——主繩單位質(zhì)量

H——提升高度

2.3 系統(tǒng)的變位質(zhì)量

2.3.1 電動(dòng)機(jī)變位質(zhì)量：

式中：

——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

i——減速器速比

D——主導(dǎo)輪直徑

2.3.2 系統(tǒng)的變位質(zhì)量：

式中：

GZ——罐籠自重

L1——主繩長度

L2——尾繩長度

GR——導(dǎo)向輪變位質(zhì)量

G——提升機(jī)變位質(zhì)量

2.3.3 系統(tǒng)的變位質(zhì)量：

2.4 安全制動(dòng)力矩

2.4.1 最大靜力矩：

2.4.2 制動(dòng)力矩：

式中：

K——安全制動(dòng)力矩倍數(shù)

2.5 防滑條件的計(jì)算

2.5.1 提升重載側(cè)鋼絲繩的靜張力：

式中：

H0——卸載口至主導(dǎo)輪中心距離

H——裝載口至尾繩輪底部距離

2.5.2 下放輕載側(cè)鋼絲繩靜張力：

2.5.3 下放重載時(shí)，減速器過程的防滑條件：

式中：

e——自然對數(shù)

u——鋼絲繩與襯墊間的摩擦系數(shù)

α——包圍角

2.5.4 上提重載時(shí)，減速器過程的防滑條件：

2.6 制動(dòng)減速度

2.6.1 下放重載制動(dòng)減速度：

式中：

R——主導(dǎo)輪半徑

2.6.2 上提升重載制動(dòng)減速器

為使鋼絲繩在主導(dǎo)輪上不產(chǎn)生滑動(dòng)，必須使實(shí)際減速度小于極限減速度。即：，。

從以上的計(jì)算中可以看出，即下放重載時(shí)，如產(chǎn)生緊急制動(dòng)，則鋼絲繩產(chǎn)生滑動(dòng)，因此應(yīng)采用二級制動(dòng)來解決。

取一級制動(dòng)減速度1＝3.4m/s2，這時(shí)調(diào)整液壓站，使一級制動(dòng)力矩達(dá)到：

則，此時(shí)的制動(dòng)減速度為（下放重載）：

，滿足防滑條件。

3 結(jié)語

從上面的分析計(jì)算中，可以看出制動(dòng)系統(tǒng)改造后，解決了制動(dòng)時(shí)鋼絲繩的打滑問題。

改造后的制動(dòng)系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，環(huán)節(jié)少，空動(dòng)時(shí)間小于0.3s，便于檢測和維修；可按要求實(shí)現(xiàn)二級制動(dòng)；兩副彈簧閘各有其獨(dú)特的制動(dòng)系統(tǒng)，提高了制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性；改造工程量小，工期短，占用空間少。

參考文獻(xiàn)

[1] 煤礦安全規(guī)程[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，2011．

[2] 潘金生，郭全齡，廖悅，等．主提升機(jī)操作工[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社．

作者簡介：廖悅（1963-），男，遼寧阜新人，阜新礦業(yè)集團(tuán)實(shí)業(yè)公司機(jī)械工程師，研究方向：礦井提升機(jī)的使用、檢修和技術(shù)改造。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）