煤礦在用纏繞式提升機與提升絞車制動力測試

吳 瑤

（黑龍江煤礦礦用安全產品檢驗中心，黑龍江 哈爾濱 150000）

煤礦在用纏繞式提升機與提升絞車制動力測試

吳 瑤

（黑龍江煤礦礦用安全產品檢驗中心，黑龍江 哈爾濱 150000）

通過對提升機和提升絞車制動力測試方法的研究，對煤礦纏繞式提升機和提升絞車制動力測試工作的流程進行總結，分析存在的問題，并根據測試現場情況，提出采用千斤頂頂壓測力方法，使制動力檢測工作更加科學、合理。

提升機 提升絞車 制動力測試 方法

礦井提升機與提升絞車在礦井中擔負著升降人員、提升礦物、運送物料以及升降設備、工具等任務，是聯系礦井地面與井下的運輸設備，是礦井的重要設備之一。礦井提升機和提升絞車的制動系統是作為提升系統減速并安全停車的最后手段，它直接影響著提升設備能否正常工作和人身設備的安全，因此定期對主要提升設備進行制動力測試，掌握制動器的工作性能，并對其進行適當的調整，對礦井安全生產有著重要的意義。國家安全生產監督管理總局于2005年3月發布了中華人民共和國安全生產行業標準：AQ1015-2005《煤礦在用纏繞式提升機系統安全檢測檢驗規范》和AQ1016-2005《煤礦在用提升絞車系統安全檢測檢驗規范》，為煤礦在用主要提升設備的性能測試提供了標準測試方法。但由于礦井提升機和提升絞車現場情況和檢測條件的各異，選擇合適的制動力測試方法不僅可以節省人力物力、保證測試人員的安全，還能盡量減少檢測工作對礦井生產的影響，提高測試的科學性與準確性。

1 提升機和提升絞車制動力矩的要求與驗算

標準AQ1015和AQ1016對提升機和提升絞車對制動力矩均做了規定，要求：“常用閘和保險閘制動時，所產生的制動力矩與實際提升最大靜荷重旋轉力矩之比K值不應小于3；對于質量模數小的絞車，上提重載保險閘的制動減速度超過4.3.7條規定的限值時，可將保險閘的K值適當降低，但不得小于2。”

如不考慮質量模數小的絞車，只考慮單滾筒纏繞式提升機和提升絞車，即要求：

式中：Mzh-實測制動力矩；

式中：∑Fz-實測各組閘的制動力之和/N;

n-分組實驗數；

Fz-各點制動力/N；

R′-實驗時，Fz的作用半徑/m。

（1）立井單繩纏繞式無尾繩提升最大靜阻力矩：

式中：Mjm-提升機或提升絞車實際最大靜阻力矩/N·m；

Fjm-提升機或提升絞車最大靜張力/N；

Q-一次提升載荷重量/N；

Qz-提升容器自重/N；

p-提升鋼絲繩每米重量/（N/m）；

H-鋼絲繩最大懸垂長度/m；

R-提升機或提升絞車滾筒半徑/m。

（2）斜井單繩纏繞式提升最大靜阻力矩：

式中：Fjm-提升機或提升絞車最大靜張力/N；

Q-一次提升載荷重量/N；

Qz-提升容器自重/N；

α-井筒傾角/°；

p-提升鋼絲繩每米重量/（N/m）；

Lc-鋼絲繩最大傾斜長度/m；

R-提升機或提升絞車滾筒半徑/m；

f1-容器運行阻力系數，滾動軸承取f1=0.015，滑動軸承取f1=0.013~0.03；

f2-鋼絲繩運行時與托輥和底板之間的阻力系數，f2=0.15~0.2。

由于提升載荷、提升容器和鋼絲繩都是以質量千克為單位，這就要求要知道這些物體所受的重力來對制動力矩進行驗算。在重力場中，地球的引力使物體產生重力加速度，這種力就稱為“重力”，單位為牛頓，即

式中：F─物體所受的重力/N；

m-物體的質量/kg；

g-物體在地球引力作用下產生的重力加速度/（m/s2）。

地球上各不同地方的重力加速度略有不同，但物體在同一地點的重力加速度是相同的，所以物體所受的重力與物體的質量成正比。已知提升載荷、提升容器和鋼絲繩的質量，通過計算，可以求得它們所受的重力，并帶入公式，對提升機和提升絞車的制動力矩進行驗算，從而判斷其制動器的制動力是否符合AQ標準要求。

2 測力傳感器的選擇

測力傳感器是將力學量轉換為電信號的器件。在煤礦提升機和提升絞車制動器制動力中，選擇合適的測力傳感器，對制動力測試的科學性和測試數據的準確性有著重要的意義。

由于礦山提升機和提升絞車測試現場的條件各不相同，單一的拉力或壓力測力傳感器不能滿足現場需要，現在市場上有拉壓兩用測力傳感器可供選擇。如徐州市東方測控技術研究所生產的TC-3A提升機安全性能檢測儀，其配套符合GB3836.4-2000中5.4規定的ZS型拉壓式測力傳感器。該傳感器采用合金鋼外殼，壓電式探頭，輸出電壓0～24mV，額定載荷20t。該拉壓測力傳感器能根據現場情況靈活選擇拉伸或頂壓的方式進行測力，適用于提升機和提升絞車的制動力測試。

3 提升機和提升絞車制動力測試工作流程和常見的問題

3.1 流程

3.1.1 安裝

制動力信號線的接線：一端接檢測儀，一端接拉壓力探頭。拉壓力探頭安裝：將提升容器卸空，放在井筒交鋒位置即平衡點，如不平衡應找到平衡點并抱閘停車。將拉壓力探頭的一端拉環與滾筒制動輪（盤）相連，另一端拉環與行車或其它工具相連。使拉壓力探頭方向為滾筒的切線方向。

3.1.2 測試

將提升容器卸空，放在井筒交鋒位置。然后將要測的閘抱死，其余的松開。用行車或其它工具拉動與制動輪（盤）相連的拉壓力探頭，此時儀器顯示的制動力不斷增大，當制動輪（盤）開始動作時，停止拉動，此時儀器自動采集并顯示出制動力值，由儀器或人工記錄下測試數值。然后按上面的步驟重復測試，直到所有的閘全測完。需要注意的是：

（1）在現場測試時，無論測試何種絞車,必須讓設備放在平衡位置或放在讓設備不受力的地方。

（2）在現場測試時，如所測的絞車是平移式或角移式絞車，所測的制動力不可超過測力傳感器的額定載荷，否則會損壞傳感器。在測這種絞車時，可考慮加配重或減小重錘的重量配合拉壓力探頭進行測試。如果是測盤形閘的絞車，最好是測單副閘，如多個閘同時測，情況同測平移式或角移式絞車相同。

（3）驗算與判定。將實測的數據代入公式中進行驗算，得出數值，然后依據AQ標準對制動力測試數據是否符合要求進行判定。如判定不符合要求，需調試制動器后再進行測試。

3.2 制動力現場測試常見問題

提升機和提升絞車制動力測試可以采用拉伸或頂壓兩種測力方法，制動力現場測試經常遇見的問題是如何尋找測力支撐點。在絞車房有行車或橫梁的情況下，通常是采用拉伸的測力方式拉動測力傳感器進行測試。如現場沒有行車，就需要借助其它工具如葫蘆起吊工具進行測試，這種方法安裝和測試費時費力，連接橫梁部位的鋼絲繩繩卡安裝不牢還存在鋼絲繩脫繩的危險。絞車房的橫梁主要用于起吊絞車設備，部分橫梁位置偏高，不利于安裝。有些橫梁還存在與機房連接不牢和梁本身剛度的問題，在外加測試作用力大的情況下，存在安全隱患，不利于現場檢測的安全。

在現場條件無行車或橫梁的情況下，針對斜井提升方式，還可采用斜井鋼制軌道作為測力支撐點進行拉力測試的方法。但立井無行車或橫梁的情況下，拉伸的測力方式就顯得無計可施了。采用頂壓的測力方式就能很好的解決拉伸的測力方式無法測試的問題。頂壓的測力方式以地面為測力支撐點，采用千斤頂這種提升工具，將傳感器安裝于絞車與千斤頂之間，通過千斤頂的頂升力，對制動力進行測試。這種頂壓的測力方式安裝簡單、操作方便，但需要有合適的夾具固定在絞車上，延長測試力臂至傳感器上方進行測試。對于專業從事煤礦主要設備檢測檢驗的資質機構，加工一種通用于各種型式絞車，簡單而又易于安裝和攜帶的夾具就顯得尤為重要。

4 采用頂壓測力方式的通用夾具設計思路

頂壓的測力方式需要將測試力臂由絞車引至拉壓傳感器上方，該夾具需要能固定在絞車上，且能夠承受較大的測試力。頂壓測力通用夾具的設計思路是適合于專業從事檢驗的機構，能通用于多種型式的絞車，制作簡單，現場裝卸迅速，便于隨車攜帶。

結束語

通過對煤礦在用纏繞式提升機和提升絞車制動力測試方法的研究探討，對測試流程和檢測設備的選型進行了總結。在分析測試流程和現場測試所存在問題的過程中，提出了解決絞車制動力測試問題，提高制動力測試工作的科學性與準確性，在工作實踐中可以取得一定實效，有參考推廣使用的價值。

[1]鮑久圣.提升機緊急制動閘瓦摩擦磨損特性及其突變行為研究.中國礦業大學，2009-04-01.

[2]何兆恒.負載自鎖制動式提升機.起重運輸機械，2004-05-20.

[3]武超.盤形閘工作間隙實時監測系統.山東科技大學，2003-05-01.

TD5

B