基于安全考慮的地下鏟運機制動系統的改進升級

摘要：地下鏟運機制動系統對于井下安全生產至關重要，為此需要給鏟運機配置一套安全可靠穩定的制動系統。鏟運機原制動系統在使用過程中存在人為因素失誤造成安全事故的缺陷，為了防止人為差錯導致的安全事故，改進了原制動系統結構和原理。新的制動系統具有自動控制功能，有效防止人為差錯造成的安全事故。

關鍵詞：地下鏟運機;制動系統改進;安全事故

0" "引言

地下鏟運機是應用于井下礦藏開采的鏟運裝一體化設備，隨著我國礦業裝備技術的發展，許多新技術新裝備得以在礦業生產中使用。鏟運機具有工作效率高、減輕工人的勞動強度、生產安全性高、便于維修等特點，近年來受到廣大礦山裝備使用單位的青睞，使用越來越普遍。

鏟運機的使用環境較惡劣，不僅會在井下長距離大坡度、急彎、視野差等工況作業，還會在高塵、泥濘、凹凸不平復雜巷道路面復雜條件運行。這不僅嚴重地影響其使用壽命，同時給安全生產造成極大的安全隱患。

制動控制系統是鏟運機的安全關鍵系統之一，鑒于井下工作路面的特殊情況，配置一套安全穩定的制動系統，對于井下車輛的安全運行和使用就顯得至關重要。為了防止人為差錯導致的安全事故，我們改進了對某型鏟運機的制動系統進行了改進。新的制動系統具有自動控制功能，能有效防止人為差錯造成的安全事故。

1" "原車輛制動系統結構及原理

1.1" "液壓系統組成工作原理

制動系統主要用于車輛停車制動系統，液壓原理圖如圖1所示。該系統采用彈簧制動液壓釋放制動系統。齒輪泵1將液壓油經單向閥2壓入蓄能器3，在蓄能器3內保持一定的壓力，在正常行駛情況下，蓄能器3壓力油進入制動器的制動油缸5，克服彈簧的彈力將制動器的摩擦襯片推向兩邊，從而將制動盤松開。

制動時，扳動手動換向閥手柄4，液壓油進入制動器5的通道被阻斷，制動器制動液壓缸內的油液在彈簧作用下進入液壓油箱，并且制動摩擦襯板在彈簧作用下壓緊制動盤，從而實現制動。

1.2" "制動器結構

其制動器采用卡鉗式結構，如圖2所示。制動時，由蝶形彈簧產生的彈性力迫使活塞6推動摩擦片4，向制動盤1移動。摩擦片與制動盤接觸后，推動摩擦片、制動盤及總成整體沿導向銷8活動，直到兩片摩擦片夾緊制動盤，實現制動。當制動器內充入高壓油時，高壓油推動活塞向制動盤反方向移動，并壓緊蝶形彈簧解除制動狀態。

2" "該系統的優點與不足

2.1" "優點

該系統具有結構簡單、便于調節制動間隙、便于維修等優點。相較于密封式制動器，該結構制動器便于拆解，通過調節螺釘便可調節摩擦片距制動盤的間隙，進而調節制動力矩大小。

該系統制動力矩大，散熱性好。因采用盤式制動，增加的制動點到旋轉中心的距離，從而增加了制動力矩。相較于蹄式及密封盤式制動器，因在開放環境，通風好故而散熱性好，熱衰減小。

采用失效時制動，即采用彈簧制造、液壓釋放的結構，當液壓系統出現故障時，制動器制動摩擦片會在彈簧作用下迅速壓緊制動盤實現制動，制動穩定可靠。

2.2" "不足之處

當司機需要制動時，必須扳動手動換向閥實現制動。實際在生產使用過程中，操作者有時會在停機關閉發動機后，沒有制動車輛就下車離開車輛。如果此時車輛停在具有坡度的地面上或者輪胎下墊有物品，就有可能出現溜車現象。根據多年礦山單位使用情況反饋，因操作者停車后忘記制動，造成溜車的安全事故多次發生，導致人員傷亡、設備損壞、財產損失等惡劣后果。

3" "改進方案

為了防止上述安全事故的發生，我們決定對上述的制動系統結構和電氣系統進行改造。將原液壓系統手動換向閥改為電磁閥，整套系統改為電氣控制，電氣控制原理如圖3所示。

其工作原理如下：發動機啟動后，拔出制動按鈕SB，電磁鐵得電，電磁換向閥換向，液壓油進入制動器，從而打開制動器，車輛解除制動。當車輛靜止時，按下制動按鈕，電磁閥失電，液壓油進入制動器的通道被阻斷，制動器在彈簧作用下動作，車輛處于制動狀態。

當發動機停轉時，機油壓力開關KP 檢測到壓力降低，壓力開關斷開，電磁閥失電，制動器處于制動狀態，實現發動機停止狀態下的自動控制制動。當發動機再次啟動后，機油壓力開關KP檢測到壓力超過設定值，開關自動閉合，該系統回復常態。

4" "改進后使用效果

改進后的設備在使用單位使用后，反饋效果良好。即使司機在發動機停機沒有按下制動的狀態下離開車輛，車輛仍然自動處于靜止狀態。此項改進措施，杜絕了因司機忘記制動而導致溜車引發的事故，不僅保障了井下操作者或周圍人員的生命安全，同時保障了井巷配套管道管線的狀態安全。此項改進措施，為使用單位減少了安全事故的損失，同時對類似設備制動系統升級起到一定的借鑒作用。

參考文獻

[1] 高夢雄. 地下裝載機[M].北京：冶金工業出版社，2011：327-329.

[2] GB 25518-2010.地下鏟運機 安全要求[S].北京：中國國家質量監督檢驗檢疫總局，2010：3-10.

[3] 林慕義.工程車輛全動力制動系統[M].北京：冶金工業出版社，2007：5-12.