一、項(xiàng)目背景
主提升絞車一套完整的制動(dòng)系統(tǒng)，主要由液壓站、盤形制動(dòng)器及截門、油管等組成。液壓站是礦井提升機(jī)重要的安全和控制部件，通過油管為盤形制動(dòng)器提供可以調(diào)節(jié)的壓力油，使提升機(jī)獲得不同的制動(dòng)力矩；通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)——盤形制動(dòng)器，使礦井提升機(jī)正常地運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)速、停車。在任何事故狀態(tài)下，盤形制動(dòng)器的油壓迅速降低到預(yù)先調(diào)定的某一值，經(jīng)延時(shí)后，盤形制動(dòng)器的油壓值迅速回到零。使提升系統(tǒng)處于全制動(dòng)狀態(tài)。
2016新版的《煤礦安全規(guī)程》第四百二十五條規(guī)定：機(jī)械制動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)采用彈簧式，能實(shí)現(xiàn)工作制動(dòng)和安全制動(dòng)。工作制動(dòng)必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動(dòng)裝置。安全制動(dòng)必須有并聯(lián)冗余的回油通道。
為滿足新煤安規(guī)程要求，同時(shí)減輕施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免新采購或返廠改造，我們研究對(duì)主提升絞車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。
二、研究內(nèi)容
1.主要技術(shù)參數(shù)（以主井TE160B液壓站為例）
2.主要結(jié)構(gòu)
主提升絞車液壓站（以主井TE160B液壓站為例）主要由油箱、泵裝置和閥組組成。液壓站有兩套油泵裝置，兩套電液比例調(diào)壓裝置，一套工作，一套備用。兩油泵互為備用時(shí)，由液動(dòng)換向閥自動(dòng)換向。系統(tǒng)采用變量柱塞泵作為工作油源，可以減小系統(tǒng)發(fā)熱。系統(tǒng)主閥組上的元件主要采用插裝閥，使系統(tǒng)工作更加可靠。液壓站出油口設(shè)有濾油器，防止制動(dòng)器油缸回油時(shí)將雜質(zhì)帶入系統(tǒng)。液壓站還裝有油箱溫度計(jì)和壓力變送器，用于監(jiān)控油溫和壓力的變化。
3.工作原理
①工作制動(dòng)部分的原理：（參見圖1）
液壓站可以為盤形制動(dòng)器提供不同油壓的壓力油。油壓的變化由電液比例溢流閥8來調(diào)節(jié)。系統(tǒng)正常工作時(shí)，電磁鐵G3，G4，G5通電，壓力油經(jīng)液動(dòng)換向閥15、電磁閥9、23、濾油器17，球式截止閥18分別進(jìn)入盤形制動(dòng)器；司機(jī)可以通過調(diào)節(jié)電液比例溢流閥8的電壓大小來實(shí)現(xiàn)油壓的變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的目的。當(dāng)電液比例溢流閥8的比例電磁鐵控制電壓增加時(shí)，系統(tǒng)油壓升高；制動(dòng)器開閘。當(dāng)電液比例溢流閥8的比例電磁鐵控制電壓減少時(shí)，系統(tǒng)油壓下降；制動(dòng)器合閘。當(dāng)電液比例溢流閥8的比例電磁鐵控制電壓減少至零時(shí)，這時(shí)系統(tǒng)的油壓最低，為殘壓。提升機(jī)處于完全制動(dòng)狀態(tài)。
圖1 主井提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)圖 （升級(jí)版）
②安全制動(dòng)部分的原理：（參見圖1）
系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如全礦停電等，提升機(jī)必須實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)。此時(shí)電機(jī)，KT線圈，電磁鐵G3，G4，G7斷電，固定卷筒的盤形制動(dòng)器油壓立刻降為零，游動(dòng)卷筒的盤形制動(dòng)器油壓降為溢流閥10調(diào)定的壓力P1級(jí)值，即第一級(jí)制動(dòng)油壓值，保壓到時(shí)間繼電器動(dòng)作，電磁鐵G5斷電，G6通電，油壓降到零，實(shí)現(xiàn)全制動(dòng)。在延時(shí)過程中，蓄能器起穩(wěn)壓補(bǔ)油作用，調(diào)節(jié)單向節(jié)流截止閥的開口度可調(diào)節(jié)其補(bǔ)油量，使延時(shí)過程中P1值基本穩(wěn)定在要求值。
以上這個(gè)過程，使提升機(jī)在緊急制動(dòng)時(shí)，獲得了良好的二級(jí)制動(dòng)性能，特性見圖3。由圖3看出：從A點(diǎn)（即P2點(diǎn)）降到B點(diǎn)，固定卷筒的盤形制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，整個(gè)卷筒受到1/2以上的制動(dòng)力矩。游動(dòng)卷筒的盤形制動(dòng)器的油壓降到一級(jí)制動(dòng)油壓PI級(jí)（從B點(diǎn)到C點(diǎn)）延時(shí)t1秒后到達(dá)D點(diǎn)，此時(shí)提升機(jī)已停車，電磁換向閥G5延時(shí)后斷電，G6延時(shí)后通電，油壓從PI級(jí)降到零壓(即從D點(diǎn)到E點(diǎn))，完成二級(jí)制動(dòng)。盤形制動(dòng)器以三倍的靜力矩將卷筒牢固地閘住，使其安全的停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
三、項(xiàng)目特點(diǎn)
1.采用整體設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，配件具有互換性。
2.改進(jìn)施工工藝，在不影響原煤提升的前提下，完成升級(jí)改造的所有工序。
3.用氬弧保護(hù)焊接技術(shù)取代現(xiàn)用的電焊條藥皮保護(hù)焊接技術(shù)，提升焊接工藝、焊接質(zhì)量。
四、實(shí)施效果
該項(xiàng)目通過現(xiàn)場實(shí)施應(yīng)用，取得良好效果。
1.滿足了《規(guī)程》的強(qiáng)制性要求，在出現(xiàn)斷電、故障等緊急情況進(jìn)行安全制動(dòng)時(shí)，可以配合并聯(lián)的冗余回油通道迅速回油，避免因電磁閥出現(xiàn)卡阻、回油不暢造成的制動(dòng)不及時(shí)、制動(dòng)效果不良。
2.避免了新購置液壓站以及運(yùn)輸、安裝產(chǎn)生的費(fèi)用，減輕了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少對(duì)原煤提升的影響。
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