礦用提升機系統制動力矩的測試探討

郭二鵬

（山西正誠礦山安全技術研究所， 山西 晉城 048000）

引言

《煤礦安全規程》（2016 版）規定提升機制動裝置產生的制動力矩與實際提升最大載荷旋轉力矩之比K值不得小于3。

煤礦在用提升機系統安全檢測檢驗規范AQ 1014—2005、AQ 1015—2005、AQ 1016—2005 中 明確規定：提升機的常用閘和保險閘制動時，所產生的制動力矩與實際提升最大靜荷重旋轉力矩之比K值不得小于3[1]。

以上標準規定中，僅給出了提升機制動裝置產生的制動力矩應滿足的技術條件，但具體的測試方法沒有給出，本文根據實際現場檢測中遇到的問題，具體介紹了幾種測試方法，以解決測試中遇到的各種問題。

1 提升機制動力矩測試原理

制動力矩的檢測是提升機性能測試的一項重要指標，該項檢測屬于靜態測試的一部分，其原理是利用提升機測試儀及其輔助工具，模擬提升機制動時的情況，通過不斷增加提升機的載荷，直到閘盤與制動盤之間產生了相對運動時，這個載荷即為該副閘瓦所產生的制動力Fi，制動力Fi與制動半徑Ri（壓力傳感器與滾筒的連接點到滾筒中心軸線之間的距離）的乘積即為制動力矩Mz，將提升機的所有閘瓦的制動力矩相加即為該提升機系統的制動力矩[2]。

式中：Mz為每副閘瓦實測制動力矩之和，N·m；Fi為每副閘瓦施加的制動力，N；Ri為檢測時，Fi作用的制動半徑，m。

根據提升機的不同類型，因地制宜采用不同的方法，大致可分為拉力傳感器法和壓力傳感器法。

2 壓力傳感器法測試制動力矩

CTD21W 礦用提升機無線多參數測試儀作為提升機性能測試的第三代產品，其運用了檢測技術、信號分析、計算機技術等，通過無線模塊進行數據傳輸，使用方便、數據準確。該設備用于纏繞式提升機系統測試制動力矩，常采用壓力傳感器法。

2.1 測試位置的選擇

壓力傳感器法測試制動力矩多用于纏繞式提升機，鑿井期間采用吊桶提升系統時，將吊桶停放在井口的安全門上，單繩纏繞式提升機系統將罐籠停在井口位置，使用鋼軌將井口封閉，將罐籠停放在鋼軌上；雙滾筒纏繞式提升機系統將兩側罐籠停在井筒中部位置，并增加相應的配重，保證兩根鋼絲繩提升相同的重量[3]。

2.2 儀器設備的安裝及測試

1）選擇在纏繞式提升機定車孔處安裝制動力輔助工具，轉動滾筒將擋繩板上的定車孔轉至合適位置，確保制動力臂安裝后垂直投影面平整。

2）在制動力臂底部安裝壓力傳感器，傳感器底部用千斤頂頂起，調整千斤頂和壓力傳感器的位置，保證兩者在同一垂線上，產生的壓力方向沿滾筒的切線方向。

3）關閉一副盤形閘抱住制動盤，啟動液壓站將其余制動器的閘瓦完全打開。

4）將壓力傳感器通過無線模塊與主機連接好，測試儀在測試主界面下，進入制動力測試界面，輸入制動半徑Ri。

5）點擊“開始”按鈕，進入測試狀態，手搖千斤頂，此時測試儀顯示的制動力不斷增大，當測試儀制動力Fi不再增加后，點擊“保存”按鈕，自動保存該副閘的制動力。

6）按3）—5）的步驟重復測試，直到所有制動閘全測完，將所有制動閘的制動力Fi測完與制動半徑Ri相乘，自動生成制動力矩Mz。設備安裝如圖1 所示。

從表4中可以看出，漳澤水庫的總氮和總磷都較高，據中國湖泊富營養化的評價標準，2014年和2015年總氮均值大于2.0 mg/L，2014年和2015年總磷均值都等于0.11mg/L，2014年和2015年葉綠素a均值都大于10 mg/m3，2014年和2015年高錳酸鹽指數均值都大于4 mg/L，按單一指標葉綠素來看，水質是富營養型，按總氮指標看，水質屬于超富營養型，按總磷指標看，水質是富營養型，按高錳酸鹽指數看，水質是富營養型，故需綜合營養狀態指數最終確定水質的營養狀態。

圖1 壓力傳感器法測試制動力矩設備安裝示意圖

3 拉力傳感器法測試制動力矩

摩擦式提升機系統由于無擋繩板，無固定制動力輔助工具的定位孔，多用拉力傳感器法測試制動力矩[4]。

3.1 測試位置的選擇

摩擦式提升機系統多用于深井開采，提升機房內大多安裝有天車，可利用天車來增加載荷。提升容器應在空載狀態下進行，兩側罐籠重量不同時，要在較輕側容器內增加一定重量，保證鋼絲繩兩側等重，并將容器停在井筒交鋒位置。

3.2 儀器設備的安裝及測試（見圖2）

1）選擇滾筒切線方向上一壓塊，并將其螺帽擰下，安裝上提前加工好的壓板，再擰上螺帽，固定好壓板。將壓板與U 形環或帶繩扣的鋼絲繩連接，拉力傳感器一端與倒鏈和天車連接，另一端與繩扣連接。將拉力傳感器通過無線模塊與主機連接好。調整天車位置，保證天車與滾筒切線方向一致。

2）關閉一副盤形閘抱住制動盤，啟動液壓站將其余制動器的閘瓦完全打開。

3）確保傳感器連接后，測試儀在測試主界面下，進入制動力測試界面，輸入制動半徑Ri。

4）開始測試，拉動倒鏈或開動天車，逐漸加大拉力，此時測試儀顯示的制動力不斷增大，拉動倒鏈或開動天車至測試儀制動力Fi值不再增加，點擊“保存”按鈕，自動保存該副閘的制動力。

圖2 拉力傳感器法測試制動力矩設備安裝示意圖

5）按2）—4）的步驟重復測試，直到所有的制動閘制動力測完，自動生成提升機的制動力矩Mz。

3.3 其他適用情況

1）利用提升機房內的天車和提升機擋繩板上的定車孔處穿一銷軸，測試位置選擇、儀器設備的安裝與摩擦式提升機相同。設備安裝如圖3 所示。

圖3 拉力傳感器法測試纏繞式提升機制動力矩設備安裝示意圖

2）若纏繞式提升機無法使用壓力傳感器法且提升機房內又無天車時，可以利用纏繞式提升機定車裝置的地錨螺栓作為固定點，與倒鏈、拉力傳感器連接測試制動力矩。設備安裝如圖4 所示。

圖4 利用地錨螺栓測試纏繞式提升機制動力矩設備安裝示意圖

4 應用實例

以某礦的JK-2×2 的纏繞式提升機為例，該提升機提升最大載荷3 000 kg，制動半徑為1 m，實際提升最大靜載荷旋轉力矩Mj=32.32 kN·m。

使用CTD21W 礦用提升機無線多參數測試儀采用壓力傳感器法測得該提升機4 副制動閘產生的總制動力矩Mz=115.82 kN·m。

Mz=115.82 kN·m 與Mj=32.32 kN·m 的比值為3.5＞3，滿足標準規定。

5 安全注意事項

1）采用壓力傳感器法測試時，要密切觀察壓力傳感器和千斤頂是否傾斜，若傾斜角度大時應卸壓整理好重新安裝，以防止傳感器與千斤頂脫落。

2）采用拉力傳感器法檢測時，倒鏈、鋼絲繩應拉直且傳感器不打轉，倒鏈的小鏈可以順暢拉升后再將制動力信號線的接頭與無線模塊連接。

3）測試完一副制動閘后，進行切換制動閘的操作，要安排專人進行操作，防止混淆，造成測試數據錯誤。

4）測試過程中，當制動盤與制動閘產生相對位移時，不應停止施加載荷，應繼續施加載荷，直至制動力不再變化后，再進行記錄。

5）拉倒鏈之前要設置好警戒區域，除操作人員外，無關人員要在警戒區域以外。

6 結論

1）針對不同的提升機類型，根據提升機房內的實際情況，提出了多種可操作性強、安全系數高、準確性好的測試提升機制動力矩的方法。

2）總結日常檢測工作中的經驗，提出了在制動力矩檢測過程中的安全注意事項，對提升機的制動力矩檢測具有指導意義。