礦井提升機制動機構存在的問題及改進措施

張 傳

（撫順礦業(yè)集團技師學院，遼寧 撫順 113008）

礦井提升機是礦井聯系井下和地面的主要運輸設備。礦井提升機控制系統(tǒng)設在地面上，通過卷筒帶動鋼絲繩給提升機提供動力，用來運送煤炭、材料或人員，一般分為立井和斜井兩類。由于我國與世界發(fā)達國家的礦井相比，開采井型較小，提升高度較淺，井下的環(huán)境比較惡劣，所以提升機的設置必須滿足井下要求[1]。

礦井提升機的制動機構是其重要的組成部分，它的作用是讓提升機減速或停車，傳統(tǒng)提升機制動的實現方法是需要提升機停車時，操作者按下停止按鈕，通過繼電器-接觸器控制系統(tǒng)切斷卷筒電機的電源，同時驅動液壓系統(tǒng)對卷筒實現機械摩擦，實現制動[2]。傳統(tǒng)的制動主要是執(zhí)行機構直接作用在制動輪或制動盤上產生制動力矩，電動機的制動只用于提升機位置的鎖定，也就是機械抱閘。如果把電動機的制動和卷筒的制動配合使用，那么就可以減小提升機在制動過程中的抖動，提高了停車位置的準確性。交流拖動裝置通過調節(jié)附加電阻的阻值來調速，調速性能較好，同時附加電能的損失較大。可控硅拖動系統(tǒng)是目前比較先進的動力拖動系統(tǒng)，受電器元件的機械壽命和電氣壽命以及控制線路的影響，提升機制動中不斷出現狀況，增加了維修的難度。

1 提升機制動機構的作用

制動機構由執(zhí)行機構和傳動機構兩部分組成，執(zhí)行機構直接作用在制動輪或制動盤上產生制動力矩，傳動機構用來控制并調節(jié)制動力矩。

提升機在運送煤炭、材料、設備、人員的過程中，制動機構不起作用，操作者手動控制提升機上升或下降，腳踩制動松開閥。當提升機減速時，制動機構參與剎車，慢慢使提升機減速，當到達指定位置需要停機時，閘住提升機的滾筒或摩擦輪，實現正常停車。由于摩擦到完全停止需要時間，一方面取決于摩擦力的大小，另一方面取決于操作者的經驗。如果操作不當，提升機停止位置與實際要求位置有偏差。當提升機檢修或更換鋼絲繩、調繩的時候，也是需要將制動機構制動。傳動機構包括減速器和聯軸器，除采用低速直流電動機拖動外，一般情況下不能將主軸與電動機直接聯接，中間必須經過減速器。減速器的作用是：減速和傳遞動力。聯軸器的作用主要是：用來聯接提升機的旋轉部分，并傳遞動力。現在大部分提升機采用的是液壓盤形閘制動器，其特點是：結構簡單、力矩實現可以通過閘的副數實現大小調節(jié)，空閑時間短，效果較好。

2 制動機構失效的原因

礦井提升機的制動機構由液壓站、液壓管路和盤形制動器三部分組成。液壓站導致提升機失效的主要原因有：

（1）液壓站電液調壓裝置出現問題

對液壓站來說，液壓系統(tǒng)的壓力一般是由溢流閥來調節(jié)控制的，如果壓力高不能下調，應該檢修溢流閥，看它的內部是否有堵塞或其他問題。

（2）液壓管路出現問題

最常見的原因是回油管有堵塞現象，常見的有回油濾芯堵塞，回油管線的閥門壞了或開啟太小，如果回油有背壓閥（平衡閥，順序閥等）可能是這些閥調節(jié)的開啟壓力過高，也可能是回油節(jié)流閥等流量閥調節(jié)開口太小等等。

（3）電磁閥出現問題

電磁閥包括線圈和閥體，只要查找這兩方面即可。

（4）液壓系統(tǒng)的殘留壓力過大

盤型制動器通過蝶形彈簧的壓力來達到制動效果的，當液壓站給油是盤型制動器是松閘狀態(tài)，如果殘壓大于0.5Mpa的話，液壓站不給油，但是壓力還在0.5Mpa，油路會對盤形制動器給油，會使盤型制動器閘瓦松開，起不到制動目的。

圖2 PLC變頻器控制系統(tǒng)

3 礦用提升機PLC+變頻器控制系統(tǒng)

PLC是一種為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數字系統(tǒng)，以可靠性、穩(wěn)定性、程序可移植性、擴展性強、抗干擾能力強等優(yōu)點著稱，用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。

整個控制系統(tǒng)由四大單元構成，即顯示單元，顯示電動機的電流和電壓值、提升機深度值、提升機的轉速值等；控制單元，由PLC和變頻器構成，有PLC發(fā)出控制指令，變頻器輸出給電動機，通過頻率的變化來調整電動機的轉速。改造提升機用的變頻器是在原提升機電控系統(tǒng)的基礎上，用變頻調速系統(tǒng)替代原工頻調速系統(tǒng)，同時保留工頻調速系統(tǒng)，使兩套系統(tǒng)互為備用，增加系統(tǒng)運行的可靠性。改造時需要增加工、變頻轉換功能。在系統(tǒng)運行前，將主回路和控制回路各轉換開關切換至相應的變頻或工頻位置上。制動單元，由①回饋制動：變頻器采用能量回饋單元將再生能量回饋給電網。②能耗制動能耗制動單元可單獨使用，也可以與能量回饋單元配合使用。輔助單元，由上位機監(jiān)控系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、打印機等輔助設備構成。

4 結論

本文針對礦井提升機制動機構提出了一些影響生產和安全的因素，同時結合實際使用環(huán)境，提出了解決措施。提升機控制系統(tǒng)改造是在原有電控系統(tǒng)的基礎上加入PLC和變頻器控制，利用變頻器中設定上下坡時間提高提升機運行位置的精確性。