一种角移式提升机制动器的弹簧闸改造

孙永军　赵永生

1.改造前制动器参数及相关计算

1.1提升机相关参数如表1所示

表1：改造前提升机相关参数

序号 名称 数值

1 最大静张力 24吨

2 最大静张力差 12.088吨

3 最大静力矩 415.03kN

4 提升高度 693米

5 最大提升速度 14m/s

6 原制动器重锤重量 1650kg

7 大卷筒（大平轮） 7m

8 小卷筒（小滚筒） 4.5m

9 制动轮（闸轮） 4.55m

10 提升电机功率 3000hp

11 电机型号（英国） MPC108/200

12 电机转速 54.8RPM

1.2原制动器制动力矩计算

图1改造前制动器结构示意图

制动时，油缸内油压全部释放，重锤下落通过一系列杠杆作用，使闸块对制动轮施加制动力，并产生制动力矩。此时产生的制动力为：

式中：

—闸轮与闸块摩擦系数，查表取0.35；

—制动系统的机械效率，取值0.9；

， ， 。[1]

1.3原制动器制动力矩校核

依据《煤矿安全规程》中432条相关规定，应保证 ≥3 Mjcmax。实际制动力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比值：

此为制动力不足原因。若使K值满足要求，重锤重量应为：

=3 / ×1650=2254kg

若保证原系统具有足够的制动力矩需添加重锤重量604kg。

原制动系统结构示意如图1所示，其传动系统只靠一条传动杆实施，属于单线传动，如果失效，导致制动失灵。在施加紧急制动时，制动力矩一次性全部施加到闸轮上，对机械系统造成冲击较大，无法实现二级制动来保证《煤矿安全规程》对其加、减速度的相关要求。[2]

图2 改造后制动器结构示意图

2.改造后制动力矩计算

2.1提升机最大静张力差及最大静力矩

；

。

2.2制动器全部抱闸时，每个弹簧驱动器所分担的载荷

其中：

0.55—驱动器不平衡系数；

i—杠杆比（根据图1）；

—最大静力矩；

—制动轮半径；

—传动机械效率；

K— 静力矩安全系数，取3.5倍。

3.碟簧选择

选择碟形弹簧参数：外径D170mm/内径d87mm/厚度7.5mm/极限行程h04.3mm/自由高度H11.8mm/工作载荷 =0.75h0=74.88kN，单个碟簧串含碟簧88片，对合安装。

碟形弹簧参数如表2所示：

表2碟形弹簧参数表

规格（mm） 压缩量刚度值（kN）

D d δ h0 H 0.25 h0 0.3 h0 0.4 h0 0.45 h0 0.5 h0 0.6 h0 0.7 h0 0.75 h0

170 87 7.5 4.3 11.8 29.44 34.67 44.58 49.29 53.84 62.57 70.86 74.88

① 预压缩行程S1，根据碟形弹簧特性曲线表按比例计算

X=0.29h0

S1=88×0.29×4.3=109.74mm

② 敞闸时所需行程S2

，取值为71mm。

③ 敞闸碟簧总压缩量

④ 校核碟簧压缩变形量

，满足强度要求。

4.结束语

改造后的制动器弥补了原有制动器存在的不足，具有了四个独立制动单元，提高了系统的可靠性，制动器动作灵活，反应速度快，经过两年的实际运行，未出现制动力不足的情况，满足了矿井安全提升的要求。

参考文献：

[1]（前苏）布·勒·达维道夫（Б.Л.Давыдов），北京矿业学院矿山机械设备教研组译.矿井提升机的计算和设计[M].北京：煤炭工业出版社.1956，63-64.

[2]李纪.矿井绞车改装弹簧闸方案评价[J].煤炭科学技术，1989（6）29-33，58.

[3]夏荣海，等.矿井提升机械设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，1983，78-81.

作者简介：

孙永军：（1961.3——），研究生文化，现任开滦（集团）唐山矿业公司机电经理。

赵永生：（1976.3——），毕业于中国矿业大学，现于唐山矿业公司机电科工作。