淺談提升機液壓制動系統的維護和保護裝置

楊玉濤

淺談提升機液壓制動系統的維護和保護裝置

楊玉濤

(山西煤礦設備安全技術檢測中心，山西 太原 030045)

液壓制動系統是提升機安全運行的重要保障機構。隨著塊式制動器退出歷史舞臺，近幾年礦井提升機的制動器都是盤式制動器。因此，加強液壓制動系統的維護、熟悉常見故障及處理方法并加裝必要的保護，可以提高液壓系統和盤式制動器工作的可靠性和系統運行的穩定性，這對提升機的安全運行具有十分重要的意義。

提升機;液壓站;制動器;保護裝置;故障處理

液壓站是提升機重要的組成部分，是提升機運行的安全和制動裝置，是提升機安全的保障。提升機運行過程中的正常停車或緊急狀況下的緊急停車都要求液壓制動系統正常高效可靠靈敏地工作，以保證提升機安全平穩地制動停車，防止事故發生。因此，維護好制動和液壓系統對提升機安全運行非常重要。

目前，提升機使用的液壓制動系統一般由液壓站、盤式制動器、油管路等組成。液壓站一般采用二級制動即恒力矩制動的安全制動方式，它的缺點是制動力矩調定以后，由于負載的變化，造成實際的機械減速度與調定好的機械減速度相差很遠，往往會產生過大的減速度，對提升機造成很大的沖擊，尤其對提升鋼絲繩沖擊很大，容易發生斷繩事故。而對多繩提升機來說，大的沖擊可使鋼絲繩超過滑動極限的要求，發生滑繩事故使制動系統失靈，造成設備或人身傷亡事故。為此近年來出現了恒減速制動，它的特點是緊急制動時，能使制動力矩隨負載的變化而變化，而使機械減速度達到預期給定值，即實現恒減速制動，同時它還保留了原有的二級制動的性能，一旦恒減速制動系統失效，能自動實現二級制動，增加了系統的可靠性。雖然現在系統保護設置齊全，但是環節多就有可能發生整個系統失效，這時手動泄壓就是最后的安全保障。

1 現有液壓制動系統

目前，礦井大部分使用的液壓站見圖1，圖2，其工作原理是系統正常工作時，電磁閥G1、G2、H通電，(TE130液壓站 G3、G4、H1斷電，TE131液壓站G3斷電)，液壓油分別通過電磁閥進入盤式制動器實現松閘，保證提升機正常運行。同時液壓油經過減壓閥和單向閥，進入彈簧蓄力器X達到調定好的一級油壓值PI級。

當提升機實施安全制動時，(包括如全礦停電、超速、超壓等)電動機、KT線圈斷電，油泵停止供油，電磁閥G1、G2斷電，TE130型液壓站固定滾筒側制動閘(TE131型液壓站滾筒右側制動閘)的液壓油快速泄到油箱，油壓降到零。TE130型液壓站游動滾筒制動閘(TE131型液壓站滾筒左側制動閘)的液壓油經電磁閥，一部分液壓油流到彈簧蓄力器X內，另一部分液壓油經溢流閥流回油箱，使閉合回路的油壓值保持一級油壓值PI級，再經延時繼電器延時，電磁閥G4延時斷電，電磁閥G3延時通電，使油壓迅速降為零，達到完全制動狀態，完成二級制動全過程。

一級油壓值PI級的調定是由減壓閥和溢流閥實現的。在液壓站正常工作時，工作油壓經過減壓閥和單向閥進入彈簧蓄力器X，壓力值降為P’1，溢流閥調定壓力為一級油壓值PI級，它比P’1大0.2～0.3MPa即可。

圖1 TE130液壓站原理

圖2 TE131液壓站原理

上述過程可使提升機緊急制動時能獲得良好的二級制動性能，特性見圖3，從P2即A點降到B點、C點，此時TE130型液壓站固定滾筒制動閘(TE13型液壓站滾筒右側制動閘)處于制動狀態。TE130型液壓站游動滾筒制動閘(TE131型液壓站滾筒左側制動閘)油壓值降到一級制動油壓值PI級時，作用在制動閘上的油壓(A點降到B點、C點)，延時t1后到達D點，此時提升機速度已經到很低，電磁閥G5延時斷電、G6延時通電后，油壓PI級降為零(即從D點到E點)，以3倍靜力矩把滾筒抱死，使提升機完全停車。

圖3 二級制動油壓變化曲線

2 油壓系統常見故障及原因

2.1 二級制動油壓保不住

經常發生故障的主要是溢流閥和減壓閥，主要原因是有臟東西卡住，拆下來用汽油清洗零件和小孔就能恢復正常;如果還不保壓，再檢查蓄能器活塞是否滲漏，若有滲漏更換密封墊。再不保壓就清洗單向閥。總之使二級制動保壓過程中沒有堵塞和滲漏處。

2.2 二級制動時機械減速度值不合格

主要是溢流閥調定的壓力值比減壓閥調定的壓力值高的多或小的多。發生這種的原因是調定PI級的方法不正確，應該是調PI級時把兩閥的調壓彈簧都擰松，從低往高調壓，先調減壓閥的壓力值，再調溢流閥的壓力值，一點一點的往上調整，當減壓閥的調壓值調到PI級后再調溢流閥時，如果溢流閥的壓力值往上調壓力表指針下降了，就說明兩閥調在一個PI級值上了，但設計要求溢流閥的調壓值應稍大一點，所以把溢流閥的手柄再往上緊一點，使溢流的閥調壓值比減壓閥的調壓值大0.2～0.3 MPa。這樣就不會使PI級值在二級制動時沖擊太高。從液壓系統上說，進行二級制動時，油泵停止供油，電磁閥G4斷電，制動器油缸和蓄能器連通，單向閥自動關閉，當電磁閥斷電的一瞬間，在單向閥關閉的蓄能器和制動液壓缸之間的閉合油路區內制動液壓缸的油壓高于減壓閥調定的PI級值，這兩個值的油壓混合一起便形成油壓的沖擊，這個沖擊壓力使溢流閥先導閥打開溢流，當油壓值降到PI級值時溢流閥關閉。如果溢流閥調的壓力值比減壓閥高，那么溢流閥關閉時的油壓值要比PI級高就降不下來，使一級制動值PI級比設計計算的要高，這樣提升機在減速過程中由于制動力小，滑行距離長，重載下放時制動減速度小于1.5 m/s2;反之當一級制動值PI級比設計計算的低，提升機在減速過程中由于制動力過大，滑行距離短，重載上提時制動減速度大于5 m/s2，這是安全規程和AQ1015－2005所不允許的。

2.3 油壓不穩定波動大

主要原因就是給KT線圈的電流濾波不好，直流電流中有交流成分，使線圈上下振動形成油壓波動不穩定，應加強電解電容濾波去除其中的交流成分。再就是油路系統中混入了空氣，應將空氣排凈。

2.4 殘壓過高

1)電液調壓裝置控制桿與噴嘴之間的距離小，只要把控制桿往上調一調，殘壓就能降下來。

2)溢流閥的節流孔大了，只要取下用小錘砸小即可解決。

3 制動系統常見故障和處理方法

1)制動閘打不開：油壓不足或有滲漏點，檢查液壓站和油管。

2)制動閘不閉合：可能是液壓站電磁閥卡住。

3)制動時間長制動距離大：油壓低制動力不足或者超載、超速運行。

4)制動閘制動力小：閘間隙太大;閘盤上有油;彈簧疲勞;閘瓦接觸面積不夠;閘瓦磨損不均勻，原因是閘瓦安裝不正，制動盤偏擺量過大。

5)制動閘動作緩慢：一是液壓系統內有空氣;二是閘間隙太大。

制動系統中蝶形彈簧是關鍵部件，應定期檢查蝶形彈簧，檢查蝶形彈簧組的方法：從制動狀態緩慢松閘，記下各個閘瓦的開閘壓力，其中最高油壓與最低油壓之差不能超過最大工作壓力Pm的10%，超過就要更換松閘油壓最低閘瓦的蝶形彈簧。

4 液壓及制動系統安全保護系統

4.1 手動強制泄壓閥

雖然現在液壓站有了越來越多的保護裝置，但由于油泵、閥組的結構緊湊、精密，在使用過程中常常會發生閥組堵、卡的現象，從而使整個液壓制動系統失靈，以致造成嚴重后果。

實際工作中，由于管理不到位、工作環境污染、油管得不到定期清洗導致油路不暢以及電磁閥損壞等原因，致使安全制動時液壓站不能迅速回油、制動器不抱閘或抱閘不徹底等情況發生，現在液壓站的保護都有電子元件監測，往往會出現系統發出信號而閥組不工作或動作不靈敏的故障，因此，有必要在電磁閥與盤式制動器之間的油壓管路上安裝手動泄油裝置，以保證電磁閥失效系統不能及時回油發生制動失效時，提升機司機可以手動泄油，實現提升機的安全制動，減少重大提升事故發生的幾率。

4.2 制動閘在線監測系統

礦井提升機制動系統都是通過液壓站控制盤式制動器的開合來實現提升機的制動，其可靠運行對礦井安全生產具有重要意義。

閘間隙是制動系統中極重要的參數，煤礦安全規定：“提升裝置必須裝設閘間隙保護裝置。當閘間隙超過規定值時，能自動報警或自動斷電。盤式制動器的閘瓦與制動盤之間的間隙應不大于2 mm”。

礦井提升機液壓制動裝置在線監測系統以閘間隙、油壓和制動正壓力作為直接監測量，通過安裝非接觸式位移傳感器獲得各閘瓦的動態間隙值，通過安裝油壓傳感器測得相關油路油壓值，通過安裝正壓力傳感器來測得各閘制動正壓力，來對各種情況進行判斷和監測，提高了提升系統運行的可靠性。

利用紅外測溫傳感器，將制動閘的溫度信號轉換為4～20 mA的標準電信號，送入PLC EM235模擬量輸入模塊，經PLC編程運算、進行A/D轉換運算處理后，與設置的溫度上限值進行比較，實現對制動閘盤溫度變化的監視。當制動盤溫度上升超限時，及時發出告警提示，以便采取措施，防止燒閘盤事故發生。

5 結束語

提升機的液壓制動系統是提升機所有保護裝置的執行機構。因此，要加強其維護和保養，發現問題應立即處理，從而為提升機的安全運行奠定良好的基礎。

［1］ 唐國祥，武文輝，王有益.礦井提升機故障處理和技術改造［M］.北京：機械工業出版社，2005：106－108.

［2］ 李愛民，俞能環.高可靠性液壓裝置在礦井提升機的應用［J］.工礦自動化，2003(1)：29－30.

Discussion on Maintenance and Protection Device of Hoist Hydraulic Braking System

Yang Yu－tao

Hydraulic braking system is the important security mechanism of hoist safe operation.Along with the block brake quit the stage of history，in recent years the mine hoist brake is disc brakes.Therefore，to strengthen maintenance of the hydraulic braking system，be familiar with the common faults and processing method as well as install the necessary protection can enhance the work reliability and the system operation stability of hydraulic system and disc brake，this has great significance for safe operation of the hoist.

Hoist;Hydraulic station;Brake;Protection device;Fault treatment

TD534+.1

A

1672－0652(2012)04－0047－04

2012－02－15

楊玉濤(1980—)，男，河北邢臺人，2011年畢業于山西大學，工程師，主要從事煤礦大型設備檢測工作(E －mail)757948194@qq.com