摘要：针对多绳摩擦提升机运行中典型的过卷和打滑故障，根据矿井提升实际运行情况，重点分析了多绳摩擦提升机制动器工作参数及其对提升机过卷与打滑故障的影响，提出了多绳摩擦提升机过卷和打滑故障的主要原因及处置办法。

    关键词：摩擦提升机；过卷和打滑故障；分析与处置方法

    中图分类号：TD534    文献标志码：A   文章编号：1003-0794(2007)03-0179-04

Abstract: According to the typical over - convoluted and skidding malfunctions in the operation of friction hoist with many steel ropes and the actual operational condition in the mine exaltation, mainly analyzes brake work parameter of friction hoist with many steel ropes and its influence on over-convoluted and skidding malfunctions, at the same time, the main reasons of over-convoluted and skidding malfunctions and solutions are pointed out.

Keywords: friction hoist; over - convoluted and skidding malfunctions; analysis and solution

下面以主井多绳摩擦提升机(等重尾绳提升系统)为例进行分析。

    分以下几种情况进行讨论：

    (1)上提升重物减速过程防滑条件

    上提重物减速过程如图1所示。由图可得下列方程

(2)下放重物时减速过程防滑条件同理可得下放重物时减速过程防滑条件为

(3)空容器运行时减速的防滑极限值下放空容器时减速的防滑极限值

这种情况同(2)下放重物时减速过程完全一样。(5)下放重载时加速过程的防滑条件

这种情况同(1)上提重物时减速过程完全一样。

    制动力分工作制动和安全制动2种情况讨论：

    (1)工作制动力Fg

    根据《煤矿安全过程》规定，工作制动力应不少于3倍静力矩，所以有

    同时《煤矿安全规程》还规定，下放重载时的减速度应不小于1．5m/s²，即

    (2)安全制动力FA

    提升机在安全制动时，有可控安全制动和不可控安全制动2种制动方式，下面对这2种制动方式的制动力分别进行讨论。

    第1种是可控安全制动。在安全制动时，始终保持减速度维持在1．5m/s²，而制动力的大小是随负载大小、运行情况以及运行速度的大小而变化。

    ①下放重物时减速度应符合aA1≥1．5m/s²，因此，所需要的制动力

    ②提升重载时的减速度制动力，为满足防滑极限要求，安全制动力

    综合考虑式(4)～式(9)可以确定合适的FA值。针对制动器因某些故障跳闸的情况，可以考虑采用可控安全制动，即a=1．5m/s²的恒定减速度值。在这种制动方式下，各种不同情况下的制动力可以分别进行计算并列表表示。

    第2种是不可控安全制动，也就是二级安全制动。因某些故障安全回路跳开时，可预先施加一定的制动力，提升系统减速运行，速度逐渐下降，当速度降低到一定值时再施加全部制动力。

    根据《煤矿安全规程》规定，预先施加的制动力必须满足下降重载时，减速值应不小于1．5m/s²，所以这个制动力必须不小于FA1根据这个制动力可以计算出各种运行情况下的减速度值。

    (3)停车制动力Ftc

    根据《煤矿安全规程》规定：停车时的制动力矩应大于3倍的静力矩。即

    制动器是保证提升机的关键部件。盘闸贴闸皮油压、最高工作油压及二次剩余压力是制动器工作的重要参数，这些参数的确定是否合理直接影响到提升机的安全运行。制动器工作原理如图2所示。

    根据计算结果N可以判断制动器的弹簧能够产生的压力是否符合要求。

    (2)贴闸皮油压的计算

    贴闸皮油压是指衬闸刚接触闸盘时的油压，这

    因为正压力的产生最终是由弹簧力产生的，所以制动后的正压力即为弹簧力，而该系统在制动后仍保持有1MPa的油压。

    制动器弹簧力要产生满足工作制动力Fg要求的正压力N，与此相对应的油压设为P1，还必须克服1MPa的油压力，所以贴闸皮油

  根据弹簧能够产生的最大正压力FM(N)来计算其油压

    计算结果P1与贴闸皮油压Ptie比较可以判断制动器弹簧力是符合要求的。

  (3)最大工作油压计算

  最大工作油压与弹簧刚度以及盘闸各运部分的阻力等有关。最大工作推力

(4)二次剩余压力计算

通过上述计算，对制动器在各种运行状态下的制动力、钢丝绳防止滑动的极限减速度值、制动器贴闸皮油压以及剩余压力都有了明确的数据。

    (1)提升机过卷故障原因分析

    对提升机制动器进行全面的检查。

 

    ①计算弹簧使用寿命

    根据计算结果判断弹簧使用寿命是否超过使用年限。

    ②测量盘闸制动器闸瓦与制动盘之间的间隙是否符合要求。

    ③测量各个盘闸的贴闸皮油压，测试结果如表1所示，实测贴闸皮平均油压为Po因发生不可控制时，要保持二次剩余压力为PS，所以作用于闸盘上的制动力

把作用于闸盘上的制动力N换算到提升钢丝绳上的制动力

    上述计算数据与前面已计算出的数据相比较可以判断：实际贴闸皮动压平均值P是否符合要求。若该值太小可能导致其制动力过小，因此其减速度值可能远远小于《煤矿安全规程》规定的有效制动减速度不小于1．5 m／s2的值，因此可以得出贴闸皮油压太低是造成过卷的主要原因。另外，还要检查调节弹簧预紧力的螺丝是否发生松动，该螺丝松动可能导致贴闸皮油压降低，应对螺丝进行调节使贴闸皮油压回升到符合要求的数值。若调节后贴闸皮油压仍然不能回升到符合要求的数值。还要检查闸盘是否发生偏摆，若发生偏摆可导致闸盘上下左右的制动器无法协调工作，影响制动效果。

    (2)提升机过卷故障的处置

根据对提升机过卷故障的原因分析可知：为消除过卷故障，盘闸制动器弹簧使用寿命接近或超过使用年限时，应考虑更换新弹簧；对闸盘的偏摆问题要进行处理，使盘闸制动器闸瓦与制动盘之间的间隙小于2 mm；调整弹簧预压缩量，使贴闸皮油压提高到Ptie值(参见前面计算)；平时注重日常维护工作：一是保证各个闸的监视开关正常工作；二是注意检查弹簧的工作情况，对已变形或老化比较严重的弹簧要进行更换。对这些问题进行妥善处理后，无疑可以在一定程度上消除提升机过卷故障，但这并不意味着就是绝对可靠。因此，对提升机过卷问题应积极采取综合防治与安全保护措施。

由多绳摩提升传动原理摩擦传动欧拉公式可知，摩擦传动与摩擦系数μ、围包角α及静张力F1有关。这3种因素的变化，可能导致提升机打滑故障的产生，因此，要逐项检查。若这些参数均没有改变过，并且符合设计要求，最可能的原因就是制动减速度超过了防滑极限值，导致打滑现象。为此，要做一些制动参数的检查实验，如：提升重载时，制动减速度 a1x测量值；空载下放时，制动减速度a3x，测量值；二级制动时的剩余油压Ps的测量值等。然后再对实验结果进行分析：分别比较剩余油压测量值Ps与[Ps]值、上提重物极限防滑减速度测量值a1x与允许值[a1x]、空容器运行时防滑极限减速度测量值a3x与允许值[a3x]。若a1x值大大超过了极限防滑减速度[a1x]值，a3x值大大超过了极限防滑减速度[a3x]值，Ps值远小于[Ps]值，这样就可能造成了预施闸的制动力过大，制动力减速度随之增大，从而造成了打滑现象。因此应针对提升机实际情况，调整二次剩余油压值Ps使其恢复到[Ps]值，然后再做一次重载上提制动减速度实验，重新比较测量值a1x与允许值[a1x]，若a1x小于[a1x]正常范围之内，一般情况下，打滑现象可以消除。

本文对多绳摩擦提升机过卷与打滑故障的分析过程及其所提出的对过卷与打滑故障的处置办法，为现场分析与处理提升机故障提供了理论依据，对多绳摩擦提升机安全运行与维护工作也具有指导意义。

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