礦用提升機(jī)恒減速液壓制動(dòng)系統(tǒng)安裝關(guān)鍵技術(shù)

邢啟風(fēng)，邢碩

(1.唐山開灤建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司， 河北 唐山 063000；2.華北理工大學(xué)， 河北 唐山 063210)

0 引言

礦用提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械部分主要包括液壓站、制動(dòng)閘盤、盤形制動(dòng)器、油管路及附件等,其液壓系統(tǒng)安裝優(yōu)質(zhì)既可使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，減少維護(hù)維修工作量，還可提高設(shè)備的運(yùn)行效率。若安裝質(zhì)量未抓住關(guān)鍵，不僅會(huì)在使用中出現(xiàn)各種問題，影響設(shè)備的使用壽命，還會(huì)威脅到礦井的提升安全。

1 礦用提升機(jī)恒減速液壓制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 液壓站安裝

液壓站通常是在制造廠完成了組裝，并試運(yùn)行合格的組件,安裝時(shí)不需解體檢查。一套提升系統(tǒng)為兩站，一用一備,其安裝關(guān)鍵點(diǎn)為：

1) 兩液壓站的擺放距離應(yīng)滿足并聯(lián)管路閥門的安裝位置需求和管路曲率半徑空間的要求，同時(shí)便于司機(jī)觀察液站壓力表的顯示。設(shè)計(jì)不盡合理時(shí)，應(yīng)在現(xiàn)場據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

2) 液壓站使用的油液按廠家說明應(yīng)用，中途增補(bǔ)仍應(yīng)與原油品質(zhì)一致。若使用環(huán)境變化，則要結(jié)合實(shí)際情況查找手冊(cè)，更換合適的油液。

3) 液壓站加油時(shí)需用10 μm過濾器過濾，滿足NSA1683標(biāo)準(zhǔn)9級(jí)，或不低于ISO4406標(biāo)準(zhǔn)18/15級(jí)，油溫不超過65 ℃。

1.2 制動(dòng)閘盤安裝

每套制動(dòng)閘盤安裝時(shí)應(yīng)依設(shè)計(jì)圖確認(rèn)結(jié)合面方向與位置，并據(jù)廠家組裝標(biāo)記現(xiàn)場安裝。安裝前，要清洗結(jié)合面防腐油脂和法蘭孔飛邊、毛刺等，做到結(jié)合面清潔無油污。緊固螺栓分二次緊固達(dá)設(shè)計(jì)力矩，緊固螺栓位置要對(duì)稱交叉緊固，要求緊固完成后測其偏擺應(yīng)不超0.5 mm，可通過百分表測量。

1.3 制動(dòng)閘座安裝

每臺(tái)提升機(jī)有4個(gè)制動(dòng)閘座，每個(gè)閘座配有兩對(duì)或3對(duì)制動(dòng)器。制動(dòng)閘座安裝時(shí)應(yīng)以調(diào)整合格的閘盤為安裝基準(zhǔn)。制動(dòng)閘座的找正應(yīng)整體進(jìn)行，標(biāo)高以圖紙為準(zhǔn)，其關(guān)鍵點(diǎn)為：

1) 制動(dòng)閘襯與制動(dòng)閘缸端面的接觸要嚴(yán)實(shí)，閘襯制動(dòng)面平整度安裝前應(yīng)檢查處理，其工作面的不平行度不應(yīng)超過0.5 mm。

2) 調(diào)整制動(dòng)器螺母，使蝶形彈簧處于完全松弛狀態(tài)，油缸縮回端部，確保每一側(cè)所有制動(dòng)閘架端面保持在同一平面；中間位置制動(dòng)器閘缸標(biāo)高與主軸實(shí)際標(biāo)高誤差不超過3 mm；制動(dòng)器支架端面與制動(dòng)盤中心面的不平行度不應(yīng)超過0.2 mm。

3) 每一對(duì)制動(dòng)閘襯與制動(dòng)盤間的兩個(gè)間隙應(yīng)該一致，其偏差不超過0.1 mm。

4) 制動(dòng)閘座地腳螺栓一般為長孔干沙灌注固定。在灌注干沙時(shí)一定要輕輕敲打使沙密實(shí)，然后再進(jìn)行二次碎石砂漿固定墊斜鐵。

1.4 油管路安裝

1.4.1 管路的布置

液壓管路的布置雖有設(shè)計(jì)圖，但多數(shù)為示意圖，具體管路走向布置需據(jù)現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行綜合考慮，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：

1) 制動(dòng)器與液壓站應(yīng)等距對(duì)稱布置，以達(dá)制動(dòng)器油壓等速釋放,如圖1所示。

1-盤式制動(dòng)器;2-制動(dòng)閘盤;3-油管路;4-提升機(jī)滾筒;5-通往液壓站管路。

2) 現(xiàn)場空間受限時(shí)，由于制動(dòng)器連接管與主管距離較近，彎管時(shí)應(yīng)考慮其最小彎曲半徑R[1]；管徑小于20 mm時(shí)，R為管徑的2倍；管徑為20～70 mm時(shí)，R為管徑的3倍。

3) 考慮平行管路活接頭拆裝空間，最好據(jù)彎管的彎曲半徑，現(xiàn)場地面畫出管路走向線圖，按地面線圖布設(shè)管路，這樣設(shè)計(jì)較美觀。

1.4.2 管路系統(tǒng)制作完成后的工作

管路現(xiàn)場制作完畢形成系統(tǒng)后,需要全部拆解、酸洗、中和、鈍化和安裝：

1) 酸洗液用15%～20%的鹽酸或硫酸溶液。酸洗時(shí)間據(jù)管壁的銹蝕程度及酸液的濃度和溫度而定，以洗露金屬光澤為宜，一般在4 h左右。

2) 酸液配制時(shí)，一定要將濃酸液緩慢加入水中。

3) 酸洗時(shí)，操作人員必須佩帶好保護(hù)用品，在附近應(yīng)備有水源，以備急用。

4) 酸貯存時(shí)的瓶塞不可過緊，不得靠近高溫或強(qiáng)日光下暴曬。

5) 酸洗后用3%～5%的石灰水堿液(氫氧化鈣)進(jìn)行中和，然后清水沖洗，再用0.4～0.6 MPa的壓縮空氣吹干，噴涂機(jī)械油，封閉管路兩端。應(yīng)連續(xù)作業(yè)，中途不斷。

6) 將管路按拆卸前位置重新裝配完整。

2 提升機(jī)液壓系統(tǒng)的調(diào)試

提升機(jī)的液壓站調(diào)試應(yīng)先詳細(xì)閱讀產(chǎn)品說明書相關(guān)內(nèi)容，檢查整個(gè)系統(tǒng)安裝是否完好，液壓站油位是否充足，電氣接線是否正確，儀表校驗(yàn)是否合格，特別是制動(dòng)油壓和殘壓數(shù)值的確定(一般E141A額定壓力為14 MPa，殘壓不超1 MPa)，通常是由廠家調(diào)定完成，但調(diào)試時(shí)仍需分步完成確定。每個(gè)站要經(jīng)閥門隔離，分別調(diào)試完成。使用時(shí)閥門阻隔一用一備。總體調(diào)試關(guān)鍵內(nèi)容主要包括：蓄能器充氮?dú)?P一級(jí)制動(dòng)油壓達(dá)1.2 MPa)、電液比例溢流閥調(diào)整(其安全閥壓力比最大工作壓力Pmax大1～2 MPa，殘壓不超過1 MPa)、遙控溢流閥調(diào)整(為最大工作壓力Pmax)、恒減速溢流閥調(diào)整(比制動(dòng)器壓力低0.1～0.2 MPa)、二級(jí)制動(dòng)溢流閥調(diào)整(比P一級(jí)制動(dòng)油壓應(yīng)大于1 MPa)、節(jié)流閥調(diào)整(滿足蓄能器保壓合格即可)。

通過調(diào)試可實(shí)現(xiàn)液壓站的工作制動(dòng)、井中恒減速安全制動(dòng)、井中二級(jí)安全制動(dòng)和井口一級(jí)安全制動(dòng)。目前的提升機(jī)液壓系統(tǒng)調(diào)試大多由設(shè)備廠家技術(shù)人員完成。如施工單位進(jìn)行調(diào)試，按圖2所示的原理進(jìn)行。

1-油箱;2-電接點(diǎn)溫度計(jì);3-液位計(jì);4-空氣濾清器;5-濾油器;6-油泵電動(dòng)機(jī);7-液壓泵;8-遙控溢流閥;9-濾油器;10-比例溢流閥;11-單向閥;12-電接點(diǎn)壓力表;13-壓力繼電器;14-壓力表;15-截止閥;16-蓄能器;17-比例換向閥;18-濾油器;19-溢流閥;20-電磁換向閥;21-溢流閥;22-電磁換向閥;23-電磁換向閥;24-電磁換向閥;25-節(jié)流閥;26-壓力表;27-壓力傳感器;28-濾油器;29-截止閥;30-盤式制動(dòng)器。

2.1 工作制動(dòng)部分調(diào)試

2.1.1 液壓系統(tǒng)背壓值調(diào)整關(guān)鍵點(diǎn)

1) 背壓的調(diào)整一般與系統(tǒng)工作油壓調(diào)整相配合。在電液比例溢流閥10和遙控溢流閥8調(diào)整完畢后，開動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)6，電液比例溢流閥電壓為零，調(diào)節(jié)電液調(diào)壓閥上的十字彈簧，看壓力表26讀數(shù)，不超1 MPa為止，即殘壓。

2) 殘壓過高，松閘速度快，緊急制動(dòng)運(yùn)行距離過長，易引發(fā)安全事故；殘壓過低，可保證最短制動(dòng)距離，但松閘速度慢，不便于操作。

2.1.2 安全閥整定的關(guān)鍵點(diǎn)

恒減速變量泵7的最高輸出壓力在泵頭設(shè)定，系統(tǒng)比例溢流閥10只起到安全閥作用，比泵設(shè)定的壓力Pmax略高1～2 MPa。遙控溢流閥8設(shè)定系統(tǒng)溢流壓力Pmax。

2.1.3 油壓管路中空氣的排除關(guān)鍵點(diǎn)

1) 擰松電液調(diào)壓裝置10上的溢流閥手柄，啟動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)，使電液調(diào)壓裝置電流線圈通電；逐漸旋緊溢流閥調(diào)節(jié)手柄，并打開制動(dòng)器30上的排氣閥，排除管路中和制動(dòng)器中的空氣，使其油壓不斷上升，達(dá)到工作油壓值,即14 MPa；同時(shí)，觀察油壓的波動(dòng)、聽產(chǎn)生的噪音等。

2) 管路和制動(dòng)器中的空氣排除完后，要關(guān)緊制動(dòng)器30的放氣閥。油箱中混入的空氣通過靜置使氣上浮。在提升機(jī)使用過程中，松閘時(shí)間長就應(yīng)該放氣。[2]

2.1.4 油壓的振蕩問題排除關(guān)鍵點(diǎn)

油壓振蕩根源是油泵液流的脈動(dòng)導(dǎo)致的壓力振蕩，體現(xiàn)在油表指針的左右擺動(dòng)、顫動(dòng)及液站產(chǎn)生的噪音等現(xiàn)象。如果溢流閥彈簧和電液調(diào)整裝置十字彈簧的固有振動(dòng)頻率與油腔的脈動(dòng)頻率相接近，或是噴嘴孔與溢流閥的節(jié)流孔比例失調(diào)所產(chǎn)生的共振，現(xiàn)場無法解決，只能是更換油泵、溢流閥、噴嘴、節(jié)流孔板等部件來實(shí)現(xiàn)[3]，此類情況較少。大部分情況是由以下原因形成：

1) 油壓系統(tǒng)中有空氣，引起油壓振動(dòng)，通過制動(dòng)器的排氣孔放氣即可消除。

2) 電液調(diào)壓裝置的線圈濾波性能差，線圈振動(dòng)造成油壓不穩(wěn),需在線路加裝電解電容器加強(qiáng)濾波即可。[4]

總之,有規(guī)律地改變電液比例溢流閥控制電壓，能得到有規(guī)律變化的油壓即可。

2.2 安全制動(dòng)部分調(diào)試

安全制動(dòng)的調(diào)試一般以廠家液壓系統(tǒng)原理圖和電氣控制邏輯表來完成，主要是恒減速制動(dòng)和二級(jí)制動(dòng)的調(diào)試。

2.2.1 調(diào)試前的關(guān)鍵工作

盤型制動(dòng)器工作油壓在分三次逐漸上升到Pmax時(shí)，看整個(gè)液壓系統(tǒng)有無泄露，閘瓦間隙是否調(diào)到規(guī)定值1.5 mm。

2.2.2 恒減速制動(dòng)的調(diào)試關(guān)鍵點(diǎn)

1) 恒減速制動(dòng)調(diào)試，主要是調(diào)整恒減速的溢流閥19和比例方向閥17這兩個(gè)關(guān)鍵閥。溢流閥調(diào)整數(shù)值的大小，通過盤型制動(dòng)器的壓力表26讀數(shù)顯示，比貼皮壓力P略低0.1～0.2 MPa即可。貼皮壓力P參考廠家說明書。

2) 比例方向閥17調(diào)整主要是看其靈活程度；在溢流閥19調(diào)整完畢、系統(tǒng)油壓達(dá)到工作壓力、停泵、電磁換向閥22.1和22.2切斷供油主回路，測試電控柜的“右移”和“停止”按鈕，看壓力表26是否為零；再試電控柜的“左移”按鈕，看蓄能器壓力表14和盤型制動(dòng)器的油壓顯示表26是否一致。

3) 恒減速的制動(dòng)試車,在二級(jí)制動(dòng)調(diào)好后進(jìn)行，如果結(jié)果曲線不理想，則需修正電氣參數(shù)。

2.2.3 二級(jí)制動(dòng)的調(diào)試關(guān)鍵點(diǎn)

1) 第一級(jí)制動(dòng)油壓調(diào)整是通過控制二級(jí)制動(dòng)范疇的溢流閥21來決定的。調(diào)試時(shí)，關(guān)閉盤型制動(dòng)器油路閘閥29，關(guān)閉電磁閥的回油(23通電、24斷電)，接通二級(jí)制動(dòng)換向閥20、擰松與之相連的節(jié)流閥25，使盤型制動(dòng)器閘閥與蓄能器形成區(qū)域封閉。這時(shí)電液比例溢流閥10電壓加到最大、油泵只通過單向閥11給這個(gè)封閉區(qū)支路供油，調(diào)整溢流閥21達(dá)到比P一級(jí)制動(dòng)油壓大1 MPa，即可確定為一級(jí)制動(dòng)油壓。一級(jí)制動(dòng)的時(shí)間由電控部分調(diào)定延時(shí)數(shù)值的大小。

2) 與二級(jí)制動(dòng)換向閥相連的節(jié)流閥25，其作用是通過節(jié)流來緩釋蓄能器能量，為制動(dòng)系統(tǒng)提供短暫供油，來彌補(bǔ)溢流閥泄壓損失，起到制動(dòng)器油壓穩(wěn)定和制動(dòng)力矩恒定的作用。

3 結(jié)論

礦用提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)系到礦井提升的安全問題,在施工中必須嚴(yán)格把握安全制動(dòng)系統(tǒng)原理和設(shè)備安裝中的關(guān)鍵點(diǎn)，尤其是安裝工序中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、液壓調(diào)試的順序步驟和關(guān)鍵液壓部件的整定數(shù)值。這不僅可以保證設(shè)備運(yùn)行的整體安全，還能為后續(xù)設(shè)備的維護(hù)打下良好基礎(chǔ)，減少維護(hù)的時(shí)間和成本。