一種角移式提升機制動器的彈簧閘改造

孫永軍　趙永生

1.改造前制動器參數及相關計算

1.1提升機相關參數如表1所示

表1：改造前提升機相關參數

序號 名稱 數值

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 制動輪（閘輪） 4.55m

10 提升電機功率 3000hp

11 電機型號（英國） MPC108/200

12 電機轉速 54.8RPM

1.2原制動器制動力矩計算

圖1改造前制動器結構示意圖

制動時，油缸內油壓全部釋放，重錘下落通過一系列杠桿作用，使閘塊對制動輪施加制動力，并產生制動力矩。此時產生的制動力為：

式中：

—閘輪與閘塊摩擦系數，查表取0.35；

—制動系統的機械效率，取值0.9；

， ， 。[1]

1.3原制動器制動力矩校核

依據《煤礦安全規程》中432條相關規定，應保證 ≥3 Mjcmax。實際制動力矩與實際提升最大靜荷重旋轉力矩之比值：

此為制動力不足原因。若使K值滿足要求，重錘重量應為：

=3 / ×1650=2254kg

若保證原系統具有足夠的制動力矩需添加重錘重量604kg。

原制動系統結構示意如圖1所示，其傳動系統只靠一條傳動桿實施，屬于單線傳動，如果失效，導致制動失靈。在施加緊急制動時，制動力矩一次性全部施加到閘輪上，對機械系統造成沖擊較大，無法實現二級制動來保證《煤礦安全規程》對其加、減速度的相關要求。[2]

圖2 改造后制動器結構示意圖

2.改造后制動力矩計算

2.1提升機最大靜張力差及最大靜力矩

；

。

2.2制動器全部抱閘時，每個彈簧驅動器所分擔的載荷

其中：

0.55—驅動器不平衡系數；

i—杠桿比（根據圖1）；

—最大靜力矩；

—制動輪半徑；

—傳動機械效率；

K— 靜力矩安全系數，取3.5倍。

3.碟簧選擇

選擇碟形彈簧參數：外徑D170mm/內徑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，單個碟簧串含碟簧88片，對合安裝。

碟形彈簧參數如表2所示：

表2碟形彈簧參數表

規格（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 預壓縮行程S1，根據碟形彈簧特性曲線表按比例計算

X=0.29h0

S1=88×0.29×4.3=109.74mm

② 敞閘時所需行程S2

，取值為71mm。

③ 敞閘碟簧總壓縮量

④ 校核碟簧壓縮變形量

，滿足強度要求。

4.結束語

改造后的制動器彌補了原有制動器存在的不足，具有了四個獨立制動單元，提高了系統的可靠性，制動器動作靈活，反應速度快，經過兩年的實際運行，未出現制動力不足的情況，滿足了礦井安全提升的要求。

參考文獻：

[1]（前蘇）布·勒·達維道夫（Б.Л.Давыдов），北京礦業學院礦山機械設備教研組譯.礦井提升機的計算和設計[M].北京：煤炭工業出版社.1956，63-64.

[2]李紀.礦井絞車改裝彈簧閘方案評價[J].煤炭科學技術，1989（6）29-33，58.

[3]夏榮海，等.礦井提升機械設備[M].徐州：中國礦業大學出版社，1983，78-81.

作者簡介：

孫永軍：（1961.3——），研究生文化，現任開灤（集團）唐山礦業公司機電經理。

趙永生：（1976.3——），畢業于中國礦業大學，現于唐山礦業公司機電科工作。