煤矿在用缠绕式提升机与提升绞车制动力测试

2011-01-23吴瑶

中国新技术新产品 2011年3期

关键词：测力绞车提升机

吴瑶

（黑龙江煤矿矿用安全产品检验中心，黑龙江哈尔滨 150000）

煤矿在用缠绕式提升机与提升绞车制动力测试

吴瑶

（黑龙江煤矿矿用安全产品检验中心，黑龙江哈尔滨 150000）

通过对提升机和提升绞车制动力测试方法的研究，对煤矿缠绕式提升机和提升绞车制动力测试工作的流程进行总结，分析存在的问题，并根据测试现场情况，提出采用千斤顶顶压测力方法，使制动力检测工作更加科学、合理。

提升机提升绞车制动力测试方法

矿井提升机与提升绞车在矿井中担负着升降人员、提升矿物、运送物料以及升降设备、工具等任务，是联系矿井地面与井下的运输设备，是矿井的重要设备之一。矿井提升机和提升绞车的制动系统是作为提升系统减速并安全停车的最后手段，它直接影响着提升设备能否正常工作和人身设备的安全，因此定期对主要提升设备进行制动力测试，掌握制动器的工作性能，并对其进行适当的调整，对矿井安全生产有着重要的意义。国家安全生产监督管理总局于2005年3月发布了中华人民共和国安全生产行业标准：AQ1015-2005《煤矿在用缠绕式提升机系统安全检测检验规范》和AQ1016-2005《煤矿在用提升绞车系统安全检测检验规范》，为煤矿在用主要提升设备的性能测试提供了标准测试方法。但由于矿井提升机和提升绞车现场情况和检测条件的各异，选择合适的制动力测试方法不仅可以节省人力物力、保证测试人员的安全，还能尽量减少检测工作对矿井生产的影响，提高测试的科学性与准确性。

1 提升机和提升绞车制动力矩的要求与验算

标准AQ1015和AQ1016对提升机和提升绞车对制动力矩均做了规定，要求：“常用闸和保险闸制动时，所产生的制动力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比K值不应小于3；对于质量模数小的绞车，上提重载保险闸的制动减速度超过4.3.7条规定的限值时，可将保险闸的K值适当降低，但不得小于2。”

如不考虑质量模数小的绞车，只考虑单滚筒缠绕式提升机和提升绞车，即要求：

式中：Mzh-实测制动力矩；

式中：∑Fz-实测各组闸的制动力之和/N;

n-分组实验数；

Fz-各点制动力/N；

R′-实验时，Fz的作用半径/m。

（1）立井单绳缠绕式无尾绳提升最大静阻力矩：

式中：Mjm-提升机或提升绞车实际最大静阻力矩/N·m；

Fjm-提升机或提升绞车最大静张力/N；

Q-一次提升载荷重量/N；

Qz-提升容器自重/N；

p-提升钢丝绳每米重量/（N/m）；

H-钢丝绳最大悬垂长度/m；

R-提升机或提升绞车滚筒半径/m。

（2）斜井单绳缠绕式提升最大静阻力矩：

式中：Fjm-提升机或提升绞车最大静张力/N；

Q-一次提升载荷重量/N；

Qz-提升容器自重/N；

α-井筒倾角/°；

p-提升钢丝绳每米重量/（N/m）；

Lc-钢丝绳最大倾斜长度/m；

R-提升机或提升绞车滚筒半径/m；

f1-容器运行阻力系数，滚动轴承取f1=0.015，滑动轴承取f1=0.013~0.03；

f2-钢丝绳运行时与托辊和底板之间的阻力系数，f2=0.15~0.2。

由于提升载荷、提升容器和钢丝绳都是以质量千克为单位，这就要求要知道这些物体所受的重力来对制动力矩进行验算。在重力场中，地球的引力使物体产生重力加速度，这种力就称为“重力”，单位为牛顿，即

式中：F─物体所受的重力/N；

m-物体的质量/kg；

g-物体在地球引力作用下产生的重力加速度/（m/s2）。

地球上各不同地方的重力加速度略有不同，但物体在同一地点的重力加速度是相同的，所以物体所受的重力与物体的质量成正比。已知提升载荷、提升容器和钢丝绳的质量，通过计算，可以求得它们所受的重力，并带入公式，对提升机和提升绞车的制动力矩进行验算，从而判断其制动器的制动力是否符合AQ标准要求。

2 测力传感器的选择

测力传感器是将力学量转换为电信号的器件。在煤矿提升机和提升绞车制动器制动力中，选择合适的测力传感器，对制动力测试的科学性和测试数据的准确性有着重要的意义。

由于矿山提升机和提升绞车测试现场的条件各不相同，单一的拉力或压力测力传感器不能满足现场需要，现在市场上有拉压两用测力传感器可供选择。如徐州市东方测控技术研究所生产的TC-3A提升机安全性能检测仪，其配套符合GB3836.4-2000中5.4规定的ZS型拉压式测力传感器。该传感器采用合金钢外壳，压电式探头，输出电压0～24mV，额定载荷20t。该拉压测力传感器能根据现场情况灵活选择拉伸或顶压的方式进行测力，适用于提升机和提升绞车的制动力测试。

3 提升机和提升绞车制动力测试工作流程和常见的问题

3.1 流程

3.1.1 安装

制动力信号线的接线：一端接检测仪，一端接拉压力探头。拉压力探头安装：将提升容器卸空，放在井筒交锋位置即平衡点，如不平衡应找到平衡点并抱闸停车。将拉压力探头的一端拉环与滚筒制动轮（盘）相连，另一端拉环与行车或其它工具相连。使拉压力探头方向为滚筒的切线方向。

3.1.2 测试

将提升容器卸空，放在井筒交锋位置。然后将要测的闸抱死，其余的松开。用行车或其它工具拉动与制动轮（盘）相连的拉压力探头，此时仪器显示的制动力不断增大，当制动轮（盘）开始动作时，停止拉动，此时仪器自动采集并显示出制动力值，由仪器或人工记录下测试数值。然后按上面的步骤重复测试，直到所有的闸全测完。需要注意的是：

（1）在现场测试时，无论测试何种绞车,必须让设备放在平衡位置或放在让设备不受力的地方。

（2）在现场测试时，如所测的绞车是平移式或角移式绞车，所测的制动力不可超过测力传感器的额定载荷，否则会损坏传感器。在测这种绞车时，可考虑加配重或减小重锤的重量配合拉压力探头进行测试。如果是测盘形闸的绞车，最好是测单副闸，如多个闸同时测，情况同测平移式或角移式绞车相同。

（3）验算与判定。将实测的数据代入公式中进行验算，得出数值，然后依据AQ标准对制动力测试数据是否符合要求进行判定。如判定不符合要求，需调试制动器后再进行测试。

3.2 制动力现场测试常见问题

提升机和提升绞车制动力测试可以采用拉伸或顶压两种测力方法，制动力现场测试经常遇见的问题是如何寻找测力支撑点。在绞车房有行车或横梁的情况下，通常是采用拉伸的测力方式拉动测力传感器进行测试。如现场没有行车，就需要借助其它工具如葫芦起吊工具进行测试，这种方法安装和测试费时费力，连接横梁部位的钢丝绳绳卡安装不牢还存在钢丝绳脱绳的危险。绞车房的横梁主要用于起吊绞车设备，部分横梁位置偏高，不利于安装。有些横梁还存在与机房连接不牢和梁本身刚度的问题，在外加测试作用力大的情况下，存在安全隐患，不利于现场检测的安全。

在现场条件无行车或横梁的情况下，针对斜井提升方式，还可采用斜井钢制轨道作为测力支撑点进行拉力测试的方法。但立井无行车或横梁的情况下，拉伸的测力方式就显得无计可施了。采用顶压的测力方式就能很好的解决拉伸的测力方式无法测试的问题。顶压的测力方式以地面为测力支撑点，采用千斤顶这种提升工具，将传感器安装于绞车与千斤顶之间，通过千斤顶的顶升力，对制动力进行测试。这种顶压的测力方式安装简单、操作方便，但需要有合适的夹具固定在绞车上，延长测试力臂至传感器上方进行测试。对于专业从事煤矿主要设备检测检验的资质机构，加工一种通用于各种型式绞车，简单而又易于安装和携带的夹具就显得尤为重要。