煤礦立井提升機(jī)新型盤形制動(dòng)器的應(yīng)用分析

周 慧

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)同家梁礦，山西 大同 037025）

1 同家梁礦礦井提升機(jī)盤形制動(dòng)器應(yīng)用現(xiàn)狀

同家梁礦維修了很多次井車主、副房的制動(dòng)器，其盤形制動(dòng)設(shè)備已經(jīng)老化損壞，急需更換新的設(shè)備。具體表現(xiàn)在：壓力傳感器的碟簧力內(nèi)部有一個(gè)弊端，就在蝶形彈簧的墊片處；筒體的正壓制動(dòng)力和活塞內(nèi)部產(chǎn)生的摩擦力統(tǒng)稱為碟簧力，當(dāng)閘盤與閘瓦無法貼合，就代表出現(xiàn)了油泥卡滯或者筒體以及活塞出現(xiàn)鐵銹，此時(shí)，就出現(xiàn)了監(jiān)控失效。即使監(jiān)控系統(tǒng)的壓力依然存在，但正壓制動(dòng)力無法正常反應(yīng)反映。經(jīng)過一系列的研究總結(jié)，最終確定的方案是將制動(dòng)器替換為盤形智能監(jiān)測型號(hào)的，這種制動(dòng)器安裝了傳感器，可以在內(nèi)部監(jiān)測正壓力，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，可以消除碟簧力傳感器的相關(guān)問題。

2 盤形制動(dòng)器的智能監(jiān)測

傳感器的誤差嚴(yán)格控制在1%以內(nèi)，把傳感器內(nèi)置在制動(dòng)器中，來將正壓力制動(dòng)。而正壓力F的制動(dòng)是根據(jù)圓柱形傳感器通過檢測閘盤上制動(dòng)的閘瓦正壓力得到的，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的許用值[F]，是依據(jù)第426 條規(guī)定制動(dòng)裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與旋轉(zhuǎn)力矩的最大載荷之比K，K 值要大于3的規(guī)定來確定正壓力制動(dòng)值。由此產(chǎn)生準(zhǔn)確的正壓力制動(dòng)值。

在制動(dòng)過程中，代表可以下次開車的狀態(tài)是F>[F]，同理，代表下次開車閉鎖的狀態(tài)是F<[F]；當(dāng)F=0時(shí)，代表可以敞閘開車，同理，當(dāng)次閉鎖開車的狀態(tài)是F>0，必須當(dāng)次閉鎖開車的原因是制動(dòng)過程中的制動(dòng)閘發(fā)生故障，要采取相應(yīng)的診斷；在行車過程中，制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)閘發(fā)生故障的狀態(tài)是F>0[3-4]，此時(shí)要進(jìn)行安全制動(dòng)。盤式制動(dòng)器具體的正壓力制動(dòng)的智能監(jiān)測安裝現(xiàn)場圖，見圖1。

圖1 智能監(jiān)測制動(dòng)正壓力的盤式制動(dòng)器

以前采用的測量閘瓦間隙，是用百分表和塞尺這種傳統(tǒng)的工具來測量，不僅要耗費(fèi)大量的時(shí)間精力，而且會(huì)受到很多人為因素的影響，最終得到的精度不高，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。所以，將測量閘瓦間隙的方法改進(jìn)為傳感器電渦流非接觸測量。這種測量基準(zhǔn)是制動(dòng)器襯板，利用傳感器的探頭來實(shí)時(shí)監(jiān)測閘瓦襯板的移動(dòng)，最終確定制動(dòng)器的閘瓦組件狀態(tài)。

3 現(xiàn)場應(yīng)用盤形制動(dòng)器的智能監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 盤形制動(dòng)器失效案例分析

當(dāng)閘盤貼合不到閘瓦時(shí)，代表油泥卡死了閘座孔及筒體外圓，見下頁圖2。當(dāng)F2-f1=F=0，即正壓力F的制動(dòng)是零，說明f1數(shù)值太大，會(huì)出現(xiàn)F2=f1的狀態(tài)，碟簧力F2被錯(cuò)誤監(jiān)測為與f1相等，F(xiàn)2即使沒出現(xiàn)檢測的相關(guān)故障，也會(huì)被認(rèn)為發(fā)生了很大的正壓力制動(dòng)隱患[5-6]。

圖2 監(jiān)測碟簧力的制動(dòng)器診斷故障的失效案例

閘盤在敞閘開車過程里一定要與閘瓦保持一定的閘間隙，才能確保正壓力F的制動(dòng)為0，見下頁圖3。當(dāng)活塞被F1油壓力壓在后蓋，代表螺栓軸發(fā)生斷裂，當(dāng)F=F2>0 時(shí)，閘瓦被碟簧力F2壓到閘盤，會(huì)發(fā)生故障，閘盤及閘瓦和在行車過程被磨壞，無法再用碟簧力監(jiān)測診斷行車故障，為了避免這種情況，要設(shè)置很大的F22碟簧力，一直保持在停車制動(dòng)及敞閘開車這兩種狀態(tài)下。

圖3 監(jiān)測碟簧力診斷故障的失效案例

3.2 現(xiàn)場處理盤形制動(dòng)器的方案

將監(jiān)控裝置加裝在制動(dòng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)盤形智能制動(dòng)器的系統(tǒng)提升。主機(jī)的人機(jī)接口采用的顯示屏是12.1 寸電阻式工業(yè)級(jí)TFT 觸摸屏，工控機(jī)不會(huì)被底層硬件和軟件驅(qū)動(dòng)干擾，減少了病毒影響，專用的ARM 電路板卡可以整體設(shè)置參數(shù)。無線通信的WIFI 模式，可以使主機(jī)的布線更加簡單明了；安裝接口全部獨(dú)立，可以實(shí)現(xiàn)車房不同部位的安裝；監(jiān)視實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以自行診斷每個(gè)子模塊，顯示工作狀態(tài)[7]。

閘間隙傳感器和觸摸顯示屏以及正壓力制動(dòng)傳感器和儀器設(shè)備箱共同組成了控制監(jiān)測裝置。閘間隙傳感器與儀器設(shè)備箱和CAN 總線完成的通信過程即觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的工作過程。數(shù)據(jù)經(jīng)過CAN 總線進(jìn)行傳輸，再被主機(jī)接收，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成最終的顯示。配合相應(yīng)的數(shù)據(jù)算法，記錄并報(bào)警數(shù)值超限狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測制動(dòng)液壓系統(tǒng)的功能。

4 結(jié)語

中國煤炭的相關(guān)工業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)證該礦具備可靠安全的立井提升機(jī)系統(tǒng)，加裝的監(jiān)控裝置以及盤形智能制動(dòng)器在國際水平中處于領(lǐng)先地位。制動(dòng)器經(jīng)過改造，在閘瓦及活塞的連接螺桿處，加裝了正壓力制動(dòng)傳感器，控制在1%以內(nèi)的傳感器誤差，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測閘盤被閘瓦施加的正確制動(dòng)正壓力，提高了監(jiān)控的準(zhǔn)確率。