矿井提升机制动机构存在的问题及改进措施

2019-07-22张传

世界有色金属 2019年10期

张传

（抚顺矿业集团技师学院，辽宁抚顺 113008）

矿井提升机是矿井联系井下和地面的主要运输设备。矿井提升机控制系统设在地面上，通过卷筒带动钢丝绳给提升机提供动力，用来运送煤炭、材料或人员，一般分为立井和斜井两类。由于我国与世界发达国家的矿井相比，开采井型较小，提升高度较浅，井下的环境比较恶劣，所以提升机的设置必须满足井下要求[1]。

矿井提升机的制动机构是其重要的组成部分，它的作用是让提升机减速或停车，传统提升机制动的实现方法是需要提升机停车时，操作者按下停止按钮，通过继电器-接触器控制系统切断卷筒电机的电源，同时驱动液压系统对卷筒实现机械摩擦，实现制动[2]。传统的制动主要是执行机构直接作用在制动轮或制动盘上产生制动力矩，电动机的制动只用于提升机位置的锁定，也就是机械抱闸。如果把电动机的制动和卷筒的制动配合使用，那么就可以减小提升机在制动过程中的抖动，提高了停车位置的准确性。交流拖动装置通过调节附加电阻的阻值来调速，调速性能较好，同时附加电能的损失较大。可控硅拖动系统是目前比较先进的动力拖动系统，受电器元件的机械寿命和电气寿命以及控制线路的影响，提升机制动中不断出现状况，增加了维修的难度。

1 提升机制动机构的作用

制动机构由执行机构和传动机构两部分组成，执行机构直接作用在制动轮或制动盘上产生制动力矩，传动机构用来控制并调节制动力矩。

提升机在运送煤炭、材料、设备、人员的过程中，制动机构不起作用，操作者手动控制提升机上升或下降，脚踩制动松开阀。当提升机减速时，制动机构参与刹车，慢慢使提升机减速，当到达指定位置需要停机时，闸住提升机的滚筒或摩擦轮，实现正常停车。由于摩擦到完全停止需要时间，一方面取决于摩擦力的大小，另一方面取决于操作者的经验。如果操作不当，提升机停止位置与实际要求位置有偏差。当提升机检修或更换钢丝绳、调绳的时候，也是需要将制动机构制动。传动机构包括减速器和联轴器，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。减速器的作用是：减速和传递动力。联轴器的作用主要是：用来联接提升机的旋转部分，并传递动力。现在大部分提升机采用的是液压盘形闸制动器，其特点是：结构简单、力矩实现可以通过闸的副数实现大小调节，空闲时间短，效果较好。

2 制动机构失效的原因

矿井提升机的制动机构由液压站、液压管路和盘形制动器三部分组成。液压站导致提升机失效的主要原因有：

（1）液压站电液调压装置出现问题

对液压站来说，液压系统的压力一般是由溢流阀来调节控制的，如果压力高不能下调，应该检修溢流阀，看它的内部是否有堵塞或其他问题。

（2）液压管路出现问题

最常见的原因是回油管有堵塞现象，常见的有回油滤芯堵塞，回油管线的阀门坏了或开启太小，如果回油有背压阀（平衡阀，顺序阀等）可能是这些阀调节的开启压力过高，也可能是回油节流阀等流量阀调节开口太小等等。

（3）电磁阀出现问题

电磁阀包括线圈和阀体，只要查找这两方面即可。

（4）液压系统的残留压力过大

盘型制动器通过蝶形弹簧的压力来达到制动效果的，当液压站给油是盘型制动器是松闸状态，如果残压大于0.5Mpa的话，液压站不给油，但是压力还在0.5Mpa，油路会对盘形制动器给油，会使盘型制动器闸瓦松开，起不到制动目的。

图2 PLC变频器控制系统

3 矿用提升机PLC+变频器控制系统

PLC是一种为工业环境应用而设计的数字系统，以可靠性、稳定性、程序可移植性、扩展性强、抗干扰能力强等优点著称，用来代替传统的继电器-接触器控制系统。

整个控制系统由四大单元构成，即显示单元，显示电动机的电流和电压值、提升机深度值、提升机的转速值等；控制单元，由PLC和变频器构成，有PLC发出控制指令，变频器输出给电动机，通过频率的变化来调整电动机的转速。改造提升机用的变频器是在原提升机电控系统的基础上，用变频调速系统替代原工频调速系统，同时保留工频调速系统，使两套系统互为备用，增加系统运行的可靠性。改造时需要增加工、变频转换功能。在系统运行前，将主回路和控制回路各转换开关切换至相应的变频或工频位置上。制动单元，由①回馈制动：变频器采用能量回馈单元将再生能量回馈给电网。②能耗制动能耗制动单元可单独使用，也可以与能量回馈单元配合使用。辅助单元，由上位机监控系统、DCS系统、打印机等辅助设备构成。