摘要：提升系统是采矿作业中最重要的生产设备。由于矿山作业环境较恶劣，提升系统的工作负荷大，导致提升设备常常出现故障，若不及时处理，就可能影响整个矿山的作业进度。提升系统出现故障后，系统自身必须有足够的制动力矩紧急制停，同时能有效控制制动减速度，才可以确保作业安全。本文基于提升设备安全制动减速度的要求，提出一套较完善的提升系统安全制动减速度测试方法，并通过该方法的现场应用情况验证其可行性。
关键词：紧急制动减速度安全要求；制动减速度测试方法及注意事项
1安全制动减速度测试方法的说明
1.1测试安全制动减速度之前准备工作及安全防范措施
①由于安全制动时减速度较大，机器各部分所承受的负荷较大，所以为了确保机器的安全，试验前必须认真周密地做好一切准备工作。如对钢丝绳、提升容器的连接装置及井筒罐道等提升系统的各部分做一次详细的检查，认为确保安全后方可开始测试。尤其是对制动系统进行全面的检查，只有确认制动装置的工作情况良好后，方可进行重载下放时的安全制动试验；②在进行此项试验时必须先对制动装置闸瓦摩擦系数、制动力矩进行实测验算，特别是对摩擦提升机钢丝绳防滑安全制动减速度进行认真验算，验算确认符合安全要求后，方可进行试验；③为使测试工作能安全可靠地进行，测试的顺序是：先做上提重载的低速试验，然后再做上提重载的全速试验（由全速的1/4速度开始，逐渐提高到全速），最后进行下放重载的低速和全速试验。应注意的是，若上提重载试验中的安全制动减速度不满足《煤矿安全规程》要求时，应及时对闸的制动力矩进行调整，然后再次进行上提重载试验，直到制动力矩符合要求，才能进行重载下放试验。
1.2测试安全制动减速度对液压系统的要求、注意事项及安全要求。
按照检验技术规程，安全制动减速度应该达到1.5<a<5m/s2，为了达到这一标准，要求大型提升设备必须执行二级安全制动，本文只讨论盘形制动器液压系统二级制动特性。由多副闸组成的盘形制动器能够在任何工况下快速实现二级制动。我们将闸瓦分成两组，即A组和B组。A组先于B组投入制动，产生第一级制动力矩，其数值应保证提升重载时安全制动减速度小于或等于5m/s2，下放重载时制动减速度大于或等于1.5m/s2，依靠此制动力矩，提升设备能及时减速。当提升设备速度接近0值时B组投入制动，产生第二级制动力矩，以确保在提升终了时将提升机闸住。安全制动时，A点迅速下降到B点，对应时间为t0制动闸空行程时间，自B降至C经延时t1到D点，t1为一级制动延时时间，D点开始投入二级制动，油压由D点迅速下降至E点。以上就是液压系统二级制动原理说明，在日常检验工作中经常出现二级制动油压不动作（失效、液压站不具备二级制动功能）或是二级制动油压的油压维持不住等故障，就需要现场对液压站的二级制动延时及设定油压进行调定调试。目前我国生产的液压站采用三种方法实现二级制动：①节流方法调节二级制动延时时间（部分油缸压力油经节流排出调节二级制动延时时间，缺点延时间短，不能满足安全制动要求，已经不常使用）；②电气延时二级制动时间；③液压延时二级制动时间。电气延时二级制动时间：用时间继电器控制电磁换向阀的换向时间，延时时间可在1-10s范围内任意调节。第一级制动力矩的大小用调节蓄压器的压力来控制，实际使用证明方法是可靠的。提升系统安全制动时，G1、G2、G3、G4全部断电，固定卷筒液压缸中的油经G3迅速回流，该部分闸的制动力全部加到制动盘上，而游动卷筒的闸仅加上一部分制动力，这是因为G4断电后，游动卷筒的油管与蓄压器12及溢流阀8相通，从而使管路压力维持在整定的数值上，这就是一级制动。待一级制动延续到设定时间后，G5断电，G6接通，游动制动液压缸的油全部排出，产生第二级制动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当容器接近井口时，为避免过卷，G5不经延时直接断电，使油全部排出，这时只有一级全制动。制动减速度达：8.47m/s2>5.0m/s2（规定值）。提升系统安全制动时，G3、G4断电，A管的压力油通过G3迅速回到油箱，此时固定卷筒投入一级制动。B管中的压力油经过溢流阀8回油降压，当B管油压降到整定值时，溢流关闭，并由蓄压器保持B组制动器液压缸压力。此时一级制动可保持一定时间，使制动减速 度达到1.5<a<5m/s2的要求。当一级油压延时到预定时间，延时阀动作，使得①②③联通，蓄压器及B管中的压力油回到油箱，投入到二级制动中。延时阀的排油速度，通过压力补偿调速阀的调节，由于调速阀的压力补偿作用，保证了节流阀前后压为定值，故从延时阀排出的流量不随压力差变化，因而延时性能稳定。当容器运行至井口时为避免发生过卷，A、B管同时投入制动，而不是采用二级制动，电磁阀G5就是为此设置的，容器运行至井口附近的给定位置时，由深度指示器上的开关控制电磁阀G5通电，B管中的压力油迅速回到油箱实施制动。
1.3可控制安全制动装置。
当前广泛应用在矿井中的提升设备，其安全制动系统是根据恒制动力设计的。在提升作业过程中，调定制动装置的制动力矩后，一旦发生安全制动，不论提升荷载大或小，也不管是上行还是下放，都会对卷筒施加一个恒定制动力，这对工况变化较大的提升设备来说，安全制动减速度会出现大幅度的调整，会破坏钢丝绳和提升设备的稳定性。尤其是对于摩擦式提升设备来说，在实际工况下往往要增大容器配重，以适应不同的作业要求，这必然会增加一部分运行成本。为了规避恒力安全制动缺陷，国外研发了可控安全制动系统。该系统将恒定式安全制动力改造成自动调控式安全制动力，只要在提升作业前预设了很贱速度值，发生安全制动时，设备不论处于何种工况都可以快速实现减速制动。由于预设的安全制动减速度一般比规定的最低减速度稍大，重载型提升设备只需施加一定的制动力就能快速实现减速度安全制动，这有助于减轻钢丝绳和机械的磨损。
2安全制动减速度测试时应注意的几个问题
①安全制动减速度测试是一项比较危险的试验，在日常生产中操作人员是禁止紧急停车的，但是为了得到较为真实的的测试数据，测试前，必须向陪同的企业技术人员说明清楚测试过程以及会出现的风险，避免在试验中由于操作人员的紧张、误操作影响测试结果；②安全制动减速度测试要在制动力矩测试完成，并且粗略核算满足Mz≥3Mjmax的条件，以防在测试中因制动力矩过小而无法使重车紧急制动引发安全事故；③测试时要求速度平稳，在各个闸瓦开启时紧急制动，避免因为闸瓦在工作制动时，影响紧急制动减速度的测试值；④为了减小因为紧急制动对提升设备的影响，最好在两提升容器运行在对罐相平衡的位置进行。
结束语：
实践证明，本文所提出的提升制动系统减速度测试方法能够适应负荷较大的工作任务和较恶劣的作业环境，并且实测过程中未出现任何故障，实测结果完全符合规定值，整套方法科学可行，建议将该方法推广应用到更多应用领域，使之在实践检验中日臻完善。
参考文献：
[1]煤矿固定机械及运输设备[M].煤炭工业出版社.
[2]矿井提升设备[M].煤炭工业出版社.
[3]矿山大型机电设备测试技术手册[M].中国矿业大学出版社.
[4]AQ2020-2008，金属非金属矿山在用缠绕式提升机安全检测检验规范[S].
论文作者:周鹏飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/22
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