浅谈提升机液压制动系统的维护和保护装置

杨玉涛

浅谈提升机液压制动系统的维护和保护装置

杨玉涛

(山西煤矿设备安全技术检测中心，山西 太原 030045)

液压制动系统是提升机安全运行的重要保障机构。随着块式制动器退出历史舞台，近几年矿井提升机的制动器都是盘式制动器。因此，加强液压制动系统的维护、熟悉常见故障及处理方法并加装必要的保护，可以提高液压系统和盘式制动器工作的可靠性和系统运行的稳定性，这对提升机的安全运行具有十分重要的意义。

提升机;液压站;制动器;保护装置;故障处理

液压站是提升机重要的组成部分，是提升机运行的安全和制动装置，是提升机安全的保障。提升机运行过程中的正常停车或紧急状况下的紧急停车都要求液压制动系统正常高效可靠灵敏地工作，以保证提升机安全平稳地制动停车，防止事故发生。因此，维护好制动和液压系统对提升机安全运行非常重要。

目前，提升机使用的液压制动系统一般由液压站、盘式制动器、油管路等组成。液压站一般采用二级制动即恒力矩制动的安全制动方式，它的缺点是制动力矩调定以后，由于负载的变化，造成实际的机械减速度与调定好的机械减速度相差很远，往往会产生过大的减速度，对提升机造成很大的冲击，尤其对提升钢丝绳冲击很大，容易发生断绳事故。而对多绳提升机来说，大的冲击可使钢丝绳超过滑动极限的要求，发生滑绳事故使制动系统失灵，造成设备或人身伤亡事故。为此近年来出现了恒减速制动，它的特点是紧急制动时，能使制动力矩随负载的变化而变化，而使机械减速度达到预期给定值，即实现恒减速制动，同时它还保留了原有的二级制动的性能，一旦恒减速制动系统失效，能自动实现二级制动，增加了系统的可靠性。虽然现在系统保护设置齐全，但是环节多就有可能发生整个系统失效，这时手动泄压就是最后的安全保障。

1 现有液压制动系统

目前，矿井大部分使用的液压站见图1，图2，其工作原理是系统正常工作时，电磁阀G1、G2、H通电，(TE130液压站 G3、G4、H1断电，TE131液压站G3断电)，液压油分别通过电磁阀进入盘式制动器实现松闸，保证提升机正常运行。同时液压油经过减压阀和单向阀，进入弹簧蓄力器X达到调定好的一级油压值PI级。

当提升机实施安全制动时，(包括如全矿停电、超速、超压等)电动机、KT线圈断电，油泵停止供油，电磁阀G1、G2断电，TE130型液压站固定滚筒侧制动闸(TE131型液压站滚筒右侧制动闸)的液压油快速泄到油箱，油压降到零。TE130型液压站游动滚筒制动闸(TE131型液压站滚筒左侧制动闸)的液压油经电磁阀，一部分液压油流到弹簧蓄力器X内，另一部分液压油经溢流阀流回油箱，使闭合回路的油压值保持一级油压值PI级，再经延时继电器延时，电磁阀G4延时断电，电磁阀G3延时通电，使油压迅速降为零，达到完全制动状态，完成二级制动全过程。

一级油压值PI级的调定是由减压阀和溢流阀实现的。在液压站正常工作时，工作油压经过减压阀和单向阀进入弹簧蓄力器X，压力值降为P’1，溢流阀调定压力为一级油压值PI级，它比P’1大0.2～0.3MPa即可。

图1 TE130液压站原理

图2 TE131液压站原理

上述过程可使提升机紧急制动时能获得良好的二级制动性能，特性见图3，从P2即A点降到B点、C点，此时TE130型液压站固定滚筒制动闸(TE13型液压站滚筒右侧制动闸)处于制动状态。TE130型液压站游动滚筒制动闸(TE131型液压站滚筒左侧制动闸)油压值降到一级制动油压值PI级时，作用在制动闸上的油压(A点降到B点、C点)，延时t1后到达D点，此时提升机速度已经到很低，电磁阀G5延时断电、G6延时通电后，油压PI级降为零(即从D点到E点)，以3倍静力矩把滚筒抱死，使提升机完全停车。

图3 二级制动油压变化曲线

2 油压系统常见故障及原因

2.1 二级制动油压保不住

经常发生故障的主要是溢流阀和减压阀，主要原因是有脏东西卡住，拆下来用汽油清洗零件和小孔就能恢复正常;如果还不保压，再检查蓄能器活塞是否渗漏，若有渗漏更换密封垫。再不保压就清洗单向阀。总之使二级制动保压过程中没有堵塞和渗漏处。

2.2 二级制动时机械减速度值不合格

主要是溢流阀调定的压力值比减压阀调定的压力值高的多或小的多。发生这种的原因是调定PI级的方法不正确，应该是调PI级时把两阀的调压弹簧都拧松，从低往高调压，先调减压阀的压力值，再调溢流阀的压力值，一点一点的往上调整，当减压阀的调压值调到PI级后再调溢流阀时，如果溢流阀的压力值往上调压力表指针下降了，就说明两阀调在一个PI级值上了，但设计要求溢流阀的调压值应稍大一点，所以把溢流阀的手柄再往上紧一点，使溢流的阀调压值比减压阀的调压值大0.2～0.3 MPa。这样就不会使PI级值在二级制动时冲击太高。从液压系统上说，进行二级制动时，油泵停止供油，电磁阀G4断电，制动器油缸和蓄能器连通，单向阀自动关闭，当电磁阀断电的一瞬间，在单向阀关闭的蓄能器和制动液压缸之间的闭合油路区内制动液压缸的油压高于减压阀调定的PI级值，这两个值的油压混合一起便形成油压的冲击，这个冲击压力使溢流阀先导阀打开溢流，当油压值降到PI级值时溢流阀关闭。如果溢流阀调的压力值比减压阀高，那么溢流阀关闭时的油压值要比PI级高就降不下来，使一级制动值PI级比设计计算的要高，这样提升机在减速过程中由于制动力小，滑行距离长，重载下放时制动减速度小于1.5 m/s2;反之当一级制动值PI级比设计计算的低，提升机在减速过程中由于制动力过大，滑行距离短，重载上提时制动减速度大于5 m/s2，这是安全规程和AQ1015－2005所不允许的。

2.3 油压不稳定波动大

主要原因就是给KT线圈的电流滤波不好，直流电流中有交流成分，使线圈上下振动形成油压波动不稳定，应加强电解电容滤波去除其中的交流成分。再就是油路系统中混入了空气，应将空气排净。

2.4 残压过高

1)电液调压装置控制杆与喷嘴之间的距离小，只要把控制杆往上调一调，残压就能降下来。

2)溢流阀的节流孔大了，只要取下用小锤砸小即可解决。

3 制动系统常见故障和处理方法

1)制动闸打不开：油压不足或有渗漏点，检查液压站和油管。

2)制动闸不闭合：可能是液压站电磁阀卡住。

3)制动时间长制动距离大：油压低制动力不足或者超载、超速运行。

4)制动闸制动力小：闸间隙太大;闸盘上有油;弹簧疲劳;闸瓦接触面积不够;闸瓦磨损不均匀，原因是闸瓦安装不正，制动盘偏摆量过大。

5)制动闸动作缓慢：一是液压系统内有空气;二是闸间隙太大。

制动系统中蝶形弹簧是关键部件，应定期检查蝶形弹簧，检查蝶形弹簧组的方法：从制动状态缓慢松闸，记下各个闸瓦的开闸压力，其中最高油压与最低油压之差不能超过最大工作压力Pm的10%，超过就要更换松闸油压最低闸瓦的蝶形弹簧。

4 液压及制动系统安全保护系统

4.1 手动强制泄压阀

虽然现在液压站有了越来越多的保护装置，但由于油泵、阀组的结构紧凑、精密，在使用过程中常常会发生阀组堵、卡的现象，从而使整个液压制动系统失灵，以致造成严重后果。

实际工作中，由于管理不到位、工作环境污染、油管得不到定期清洗导致油路不畅以及电磁阀损坏等原因，致使安全制动时液压站不能迅速回油、制动器不抱闸或抱闸不彻底等情况发生，现在液压站的保护都有电子元件监测，往往会出现系统发出信号而阀组不工作或动作不灵敏的故障，因此，有必要在电磁阀与盘式制动器之间的油压管路上安装手动泄油装置，以保证电磁阀失效系统不能及时回油发生制动失效时，提升机司机可以手动泄油，实现提升机的安全制动，减少重大提升事故发生的几率。

4.2 制动闸在线监测系统

矿井提升机制动系统都是通过液压站控制盘式制动器的开合来实现提升机的制动，其可靠运行对矿井安全生产具有重要意义。

闸间隙是制动系统中极重要的参数，煤矿安全规定：“提升装置必须装设闸间隙保护装置。当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。盘式制动器的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2 mm”。

矿井提升机液压制动装置在线监测系统以闸间隙、油压和制动正压力作为直接监测量，通过安装非接触式位移传感器获得各闸瓦的动态间隙值，通过安装油压传感器测得相关油路油压值，通过安装正压力传感器来测得各闸制动正压力，来对各种情况进行判断和监测，提高了提升系统运行的可靠性。

利用红外测温传感器，将制动闸的温度信号转换为4～20 mA的标准电信号，送入PLC EM235模拟量输入模块，经PLC编程运算、进行A/D转换运算处理后，与设置的温度上限值进行比较，实现对制动闸盘温度变化的监视。当制动盘温度上升超限时，及时发出告警提示，以便采取措施，防止烧闸盘事故发生。

5 结束语

提升机的液压制动系统是提升机所有保护装置的执行机构。因此，要加强其维护和保养，发现问题应立即处理，从而为提升机的安全运行奠定良好的基础。

［1］ 唐国祥，武文辉，王有益.矿井提升机故障处理和技术改造［M］.北京：机械工业出版社，2005：106－108.

［2］ 李爱民，俞能环.高可靠性液压装置在矿井提升机的应用［J］.工矿自动化，2003(1)：29－30.

Discussion on Maintenance and Protection Device of Hoist Hydraulic Braking System

Yang Yu－tao

Hydraulic braking system is the important security mechanism of hoist safe operation.Along with the block brake quit the stage of history，in recent years the mine hoist brake is disc brakes.Therefore，to strengthen maintenance of the hydraulic braking system，be familiar with the common faults and processing method as well as install the necessary protection can enhance the work reliability and the system operation stability of hydraulic system and disc brake，this has great significance for safe operation of the hoist.

Hoist;Hydraulic station;Brake;Protection device;Fault treatment

TD534+.1

A

1672－0652(2012)04－0047－04

2012－02－15

杨玉涛(1980—)，男，河北邢台人，2011年毕业于山西大学，工程师，主要从事煤矿大型设备检测工作(E －mail)757948194@qq.com