一種角移式提升機(jī)制動(dòng)器的彈簧閘改造

孫永軍　趙永生

1.改造前制動(dòng)器參數(shù)及相關(guān)計(jì)算

1.1提升機(jī)相關(guān)參數(shù)如表1所示

表1：改造前提升機(jī)相關(guān)參數(shù)

序號(hào) 名稱 數(shù)值

1 最大靜張力 24噸

2 最大靜張力差 12.088噸

3 最大靜力矩 415.03kN

4 提升高度 693米

5 最大提升速度 14m/s

6 原制動(dòng)器重錘重量 1650kg

7 大卷筒（大平輪） 7m

8 小卷筒（小滾筒） 4.5m

9 制動(dòng)輪（閘輪） 4.55m

10 提升電機(jī)功率 3000hp

11 電機(jī)型號(hào)（英國(guó)） MPC108/200

12 電機(jī)轉(zhuǎn)速 54.8RPM

1.2原制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算

圖1改造前制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖

制動(dòng)時(shí)，油缸內(nèi)油壓全部釋放，重錘下落通過(guò)一系列杠桿作用，使閘塊對(duì)制動(dòng)輪施加制動(dòng)力，并產(chǎn)生制動(dòng)力矩。此時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力為：

式中：

—閘輪與閘塊摩擦系數(shù)，查表取0.35；

—制動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率，取值0.9；

， ， 。[1]

1.3原制動(dòng)器制動(dòng)力矩校核

依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中432條相關(guān)規(guī)定，應(yīng)保證 ≥3 Mjcmax。實(shí)際制動(dòng)力矩與實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比值：

此為制動(dòng)力不足原因。若使K值滿足要求，重錘重量應(yīng)為：

=3 / ×1650=2254kg

若保證原系統(tǒng)具有足夠的制動(dòng)力矩需添加重錘重量604kg。

原制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，其傳動(dòng)系統(tǒng)只靠一條傳動(dòng)桿實(shí)施，屬于單線傳動(dòng)，如果失效，導(dǎo)致制動(dòng)失靈。在施加緊急制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力矩一次性全部施加到閘輪上，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)造成沖擊較大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)來(lái)保證《煤礦安全規(guī)程》對(duì)其加、減速度的相關(guān)要求。[2]

圖2 改造后制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖

2.改造后制動(dòng)力矩計(jì)算

2.1提升機(jī)最大靜張力差及最大靜力矩

；

。

2.2制動(dòng)器全部抱閘時(shí)，每個(gè)彈簧驅(qū)動(dòng)器所分擔(dān)的載荷

其中：

0.55—驅(qū)動(dòng)器不平衡系數(shù)；

i—杠桿比（根據(jù)圖1）；

—最大靜力矩；

—制動(dòng)輪半徑；

—傳動(dòng)機(jī)械效率；

K— 靜力矩安全系數(shù)，取3.5倍。

3.碟簧選擇

選擇碟形彈簧參數(shù)：外徑D170mm/內(nèi)徑d87mm/厚度7.5mm/極限行程h04.3mm/自由高度H11.8mm/工作載荷 =0.75h0=74.88kN，單個(gè)碟簧串含碟簧88片，對(duì)合安裝。

碟形彈簧參數(shù)如表2所示：

表2碟形彈簧參數(shù)表

規(guī)格（mm） 壓縮量剛度值（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 預(yù)壓縮行程S1，根據(jù)碟形彈簧特性曲線表按比例計(jì)算

X=0.29h0

S1=88×0.29×4.3=109.74mm

② 敞閘時(shí)所需行程S2

，取值為71mm。

③ 敞閘碟簧總壓縮量

④ 校核碟簧壓縮變形量

，滿足強(qiáng)度要求。

4.結(jié)束語(yǔ)

改造后的制動(dòng)器彌補(bǔ)了原有制動(dòng)器存在的不足，具有了四個(gè)獨(dú)立制動(dòng)單元，提高了系統(tǒng)的可靠性，制動(dòng)器動(dòng)作靈活，反應(yīng)速度快，經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)際運(yùn)行，未出現(xiàn)制動(dòng)力不足的情況，滿足了礦井安全提升的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]（前蘇）布·勒·達(dá)維道夫（Б.Л.Давыдов），北京礦業(yè)學(xué)院礦山機(jī)械設(shè)備教研組譯.礦井提升機(jī)的計(jì)算和設(shè)計(jì)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.1956，63-64.

[2]李紀(jì).礦井絞車(chē)改裝彈簧閘方案評(píng)價(jià)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，1989（6）29-33，58.

[3]夏榮海，等.礦井提升機(jī)械設(shè)備[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1983，78-81.

作者簡(jiǎn)介：

孫永軍：（1961.3——），研究生文化，現(xiàn)任開(kāi)灤（集團(tuán)）唐山礦業(yè)公司機(jī)電經(jīng)理。

趙永生：（1976.3——），畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，現(xiàn)于唐山礦業(yè)公司機(jī)電科工作。