基于矿用提升机液压站故障分析与处理分析

江瑞

博信矿山科技(徐州）股份有限公司 江苏徐州 221000

1 矿用提升机构成

矿用提升机系统结构复杂，组成结构形式多样，现以多绳摩擦式提升机为对象对提升机构成进行分析。提升机系统主要由工作机构、制动系统、机械传动系统、润滑系统、观测和操作系统、拖动控制和自动保护系统、外加辅助部分等构成。（1）工作机构主轴装置以及主轴承构成了提升机的工作机构。其中主轴装置主要由主轴、卷筒、调绳离合器、制动轮、支轮、滚动轴承、等构成。（2）制动系统液压传动装置以及制动器构成了液压制动系统装置，是提升机至关重要的一部分，是确保提升机系统安全运行的最后一道防线，其可靠性、稳定性是直接影响整个矿厂安全运行的。能够有效地对提升机卷筒进行制动，确保提升机及时有效的停车。

按照提升机的实际作业条件，制动装置的主要作用包括以下几个方面：①提升机需要停车，能够可靠地制动提升机，确保在任何复杂的条件下都制动可靠；②在提升机重载下放或减速停车过程中，能够对提升机运行速度进行准确地控制，确保提升机的运行状况按照预定的目标进行，完成工作制动过程；③在意外情况或者是突发性事件出现的情况下，能够进行瞬时停车并且提升机制动稳定，降低突发事件的恶性扩大和发展的概率，实现安全制动；④在调节或者更换双滚筒提升机水平钢丝绳的情况下，液压制动系统能够拉住游动滚筒并且灵活的释放固定滚筒。

液压传动装置是提供制动力、实现控制制动器的动作的重要装置，根据提升机运行的需求，其制动可以分为安全制动和工作制动：①不管是工作制动还是安全制动，提升机制动力矩必须大于下放或提升载荷过程中三倍最大的静载荷力矩；②在主轴与游动卷筒分离时，钢丝绳与空容器重量在卷筒所产生的静力矩应该小于或等于5/6的液压制动系统作用在卷筒上制动力矩；③液压制动系统在安全制动过程中下放重物的减加速度大于1.5m/s2，在提升重物过程中加速度应小于5m/s2。

2 矿用液压站的工作原理

提升机液压站主要由油箱、电机泵装置、控制阀组和蓄能器组成。盘式制动器由活塞、液压缸、盘式弹簧和制动蹄组成。为保证提升机的正常运行，液压站设有两套电机泵装置和电液比例调压装置，一套工作装置和一套备件。制动系统包括工作制动、恒减速制动和安全制动三部分。其主要特点是在紧急制动过程中容易实现恒减速控制，同时保留原有的二次制动功能。恒减速控制系统一旦失效，将立即自动切换，实现二次制动。液压站的失效模式主要表现为：制动能力受阻或降低；剩余压力过低，无法在规定时间内正常开启制动器；制动减速超限，车辆在规定时间内无法停车，运行中出现故障等。

3 制动力矩不足的故障分析

制动器是液压站的重要组成部分。制动力矩不足是制动器失效的主要形式。制动器的安全与否将直接影响整个液压站系统的安全可靠。制动力矩必须满足一定条件，否则会出现制动力矩失效。

3.1 合理的制动力矩的确定

第一是要满足煤矿安全规程规定的制动力矩不小于最大静力阻力的三倍的要求。

第二是在我们进行调节绳子或是更换水平线的时候，滚筒上的制动力矩要大于等于调绳力矩的1.2倍。这个1.2倍是通过公式计算得来的，必须严格符合这个要求。

第三是当我们对矿用提升机液压站进行安全制动的时候，使货物下降的制动减速度要大于等于1.5m/s，而使货物上升的制动减速度要小于等于5m/s.这两个数据也是由计算得到的非常精确的数据。

合理的制动力矩必须满足上述三个条件，如此才能选出合理的制动力矩来。制动力矩的大小和制动减速度是有直接关系的。在实际操作中，制动减速度不是固定不变的，它是一个时刻变化的数据。矿用提升机液压站的液压制动系统的压力决定了制动力矩的大小。

3.2 液压站制动力矩不足的原因分析

（1）液压站工作油压偏低。该液压站最高设计油压为14MPa,当工作油压在3-11MPa紧急制动时,能使平均制动力矩随负载变化呈线性关系变化。可见,液压站工作油压偏低或偏高对制动系统均不利。若偏低将导致正压力降低,造成制动力矩不足,引起过卷和过放等恶性事故。若偏高将造成安全制动减速度过大,提升系统受到较大的动负荷。因此,应按实际工况合理调整液压站的油压。

（2）正压力不足。①液压站系统压力达不到所需油压或主油路建立不起压力,有可能油液内有脏物,造成阻尼孔堵塞,引起比例溢流阀阀芯卡死,比例先导压力阀锥阀关不住,油泵吸油过滤器堵塞,电磁换向阀和溢流阀内泄漏太大等。②碟形弹簧老化或个别弹簧疲劳失效造成闸瓦制动正压力降低,液压系统油路阻力偏大,阀内阻力偏大。因此,减少和预防油液污染对提高液压站的可靠性非常重要。

（3）摩擦系数下降。摩擦系数直接影响制动力的大小,一般摩擦系数取0.25-0.4。但由于检修和维护不当造成制动盘污染,就可能使摩擦系数显著下降,造成制动力矩不足。因闸瓦接触面积小,造成闸瓦过热。另外闸瓦表面粗糙度过大,同一对盘式制动器两侧的正压力差值过大,施闸时造成闸盘弹性变形或闸瓦间隙过大等,也都降低了制动效果。

液压站使用维护不当就会出现各种故障。因此必须在使用前了解提升机液压制动系统的性能和使用中可能出现的各种故障及排除方法。正常停车时,随时注意残压值的变化情况,进行残压保护。同时要正确选择和使用液压油,加强对液压油的过滤,加强维护人员的培训,提升维护保养水平,从而提高提升机的安全性与可靠性。