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礦井提升機盤形制動器的故障及預防對策

時間:2020-09-17 18:27:52 点击:183 次 來源:香蕉视频app无限制观看

礦井提升機主要用于煤礦、金屬礦與非金屬礦提升、下放人員、材料和設備等,它是聯系井上和井下的重要交通運輸工具,是礦山的咽喉設備。盤形制動器作爲礦井提升機安全制動系統的關鍵部件,其工作可靠性直接關系著礦井提升機的安全性能,影響著礦山的安全生産,盤形制動器一旦發生故障,輕則影響生産進度,重則導致惡性事故的發生。常見的盤形制動器故障主要表現爲刹不住車或敞不開閘,導致其故障的原因多種多樣。本文從盤形制動器工作原理的角度分析産生故障的原因,提出相應的預防對策及今後的維護措施。

一、盤形制動器的工作原理

  目前大多數新型礦井提升機的制動系統都使用盤形制動器,與塊式制動器相比,盤形制動器具有結構緊湊、動作靈敏、質量輕和散熱快等特點。

  如圖1所示,F1爲油壓力,F2爲彈簧預壓縮力。顯而易見,盤形制動器是靠油壓力F1松閘,彈簧預壓縮力F2制動來實現其功能的。

  油壓力

                        

  式中:p 为工作油压(Pa);A为盘形制动器中的液压缸面积()。

  彈簧預壓縮力

                   

  式中:K 为碟簧的刚度(N/m);Δ0为油压力 p=0 时碟簧的预压缩量(m)。

  当油压力 p=0 时,即 F1=0,閘瓦與制動盤之間的間隙Δ=0,此時爲全制動狀態。

  由于存在活塞運動阻力和工作殘壓的作用,使得全制動狀態下盤形制動器輸出的正壓力

                    

  式中:C爲盤形制動器中活塞的運動阻力(N);p0爲液壓系統中的殘壓(Pa)。

  當油壓力p增大到某一值pn時,閘瓦脫離制動盤,閘瓦與制動盤之間的間隙Δ>0,兩者之間無正壓力存在,此時制動器處于完全松閘狀態。

  此時滿足

                  

  其中

                 

  将式 (1) 和式 (5) 代入式 (4),可得完全松闸状态下

                 

  式中:F2′爲油壓力p=pn時碟簧的壓縮力(N);Δ′爲油壓力p=pn時碟簧的壓縮量(m)。

  盤形制動器的制動力矩是靠閘瓦沿軸向從兩側壓向制動盤而産生的,其計算公式爲

                 

  式中:μ为摩擦因数;R为制动半径(m);n 为闸瓦个数。

二、盤形制動器的常見故障類型及其制動失效原因

  盘形制动器的大部分故障都是不能按照规定完成制动任务,或者制动效果达不到规定要求。通常盘形制动器的故障主要分为制动失效和松闸失效 2大类。

2.1 盤形制動器制動失效

  盘形制动器制动失效,其主要原因是制动力矩不足。由式(7)可以看出,影响制动力矩的主要因素有以下 2 个。

  (1) 制动器输出的正压力FN不足。由式(3)可以看出,造成制动器输出的正压力不足的主要因素有:①由于碟形弹簧反复拉伸和压缩出现疲劳或断裂,造成碟簧刚度K不足,导致正压力FN不足。②制动盘偏摆过大或闸瓦过度磨损,造成闸瓦与制动盘之间的间隙Δ 过大,全制动时碟簧预压缩量Δ0减小,导致输出的正压力FN不足。③活塞密封圈老化、液压油污染等造成活塞运动阻力C增大,导致正压力FN不足。④油质污染或油路堵塞造成制动系统残压p0过大,导致制动器输出正压力FN不足。⑤联接衬板筒体和活塞的大螺栓出现松动,使得碟簧预压缩量Δ0减小,导致产生的正压力FN不足。

  (2) 闸瓦与制动盘之间的摩擦因数μ 降低根据相关文献资料及现场试验数据可知,造成摩擦因数μ 降低的主要因素有:①制动盘或闸瓦表面被油污污染,主要原因是制动器液压缸漏油,油管开焊、接头松动漏油以及液压缸内活塞密封圈老化造成的漏油。②闸瓦接触面发生变形,主要是由于工作温度过高导致闸瓦过热而烧流或变焦,从而影响摩擦因数μ。③摩擦因数的大小与物体的运动速度有关,当提升机高速运行时,会导致摩擦因数μ 降低。

2.2 盤形制動器松閘失效

  由式(6)可以看出,造成制動器松閘失效的主要因素有:

  (1)液壓站油壓p不足,不足以克服彈簧力F2'和活塞運動阻力C。

  (2)液壓缸配合過緊或卡缸造成活塞運動阻力C劇烈增大,使制動器油壓力F1無法克服運動阻力C而敞不開閘。

三、預防對策

  對設備進行維護保養,就是要通過設備運行過程中出現的蛛絲馬迹,在故障未出現前通過科學合理的維護,將故障消除在萌芽狀態。通過分析盤形制動器常見故障類型及原因,日常維護過程中預防盤形制動器失靈的措施如下:

  (1) 按照《金属非金属矿山安全规程》的规定,定期检测工作制动和安全制动的工作性能,验算其制动力矩,并测定安全制动的速度。

  (2) 盘形制动器的制动盘两侧不应有油污,每班至少检查一次,发现油污应及时停车处理,以免影响闸瓦和制动盘之间的摩擦因数。

  (3) 在提升机正常运转时,若出现制动器液压缸漏油的情况,应及时更换密封圈。

  (4) 在下放重物的过程中应投入动力制动,不能单单依靠制动盘制动,否则会使闸瓦发热,易造成闸瓦热变形,降低闸瓦摩擦因数而影响制动力。

  (5) 闸间隙保持在1mm左右且应不大于2mm。对于未装设闸间隙保护装置的老设备应及时配置,当闸间隙超过规定值时,应能自动报警或自动断电。闸间隙调整完毕后必须将定位螺栓锁紧。

  (6) 每半年过滤一次液压油,保证油质清洁;每年应对液压站进行一次彻底清洗;每班检查一次液压油的油量,保证油量充足。

  (7) 碟形弹簧的使用时间不应超出国家标准的规定,一般动作次数超过50万次应予以更换。

  (8) 装设制动盘偏摆自动检测装置,在检测到制动盘偏摆量大于1mm时,应采用火焰法或车削法重新校正制动盘,使其偏摆量≤1mm,满足规程的相关要求。

  (9) 定期检测制动器的空动时间,对空动时间大于0.3s的要立即进行检修。为安全起见,应每半年检测一次。检修时,一要清除各部件表面锈迹,二要检查碟形弹簧表面是否有裂纹和变形,三要检查液压缸磨损情况,发现异常立即更换。

  (10) 根据提升机的工作量,定期检查闸瓦剩余厚度,小于6mm时应立即更换。

  對于達到使用年限或長期維護後仍然不能正常工作的盤形制動器裝置,應及時對其進行整體改造,更換全新的制動系統以滿足規程的各方面要求,保障礦井提升機的安全運行。

結語

  礦井提升機盤形制動器的故障雖多種多樣,但只要合理使用,按照上述措施加強日常管理維護,就能及時了解盤形制動器的使用狀況和它在使用中存在的問題,做到心中有數,及時准確地排除隱患,從而保證礦井提升機安全可靠運行,防止事故的發生,確保礦山的安全生産。

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