一種新型提升機(jī)主卷筒測速裝置的研發(fā)與應(yīng)用

嚴(yán)文宏

（金川集團(tuán)股份有限公司，甘肅 金昌 737100）

1 引言

M礦山主井提升機(jī)采用PLC交流變頻技術(shù)，需要通過測速裝置采集主卷筒速度作為PLC邏輯計(jì)算的基本參數(shù)。主卷筒測速裝置由測速發(fā)電機(jī)和測速輪構(gòu)成。測速輪為充氣式橡膠輪胎，安裝在測速發(fā)電機(jī)主軸上，與主卷筒緊密接觸。當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主卷筒通過摩擦力帶動(dòng)測速輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使測速發(fā)電機(jī)發(fā)出脈沖電壓信號(hào)，輸入至PLC控制系統(tǒng)，參與對(duì)提升機(jī)速度和位置的控制。在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，測速輪經(jīng)常發(fā)生漏氣、破裂故障，導(dǎo)致提升機(jī)無法正常運(yùn)行，必須研究解決。

2 故障原因分析

M礦山為硫化礦，巖石破碎，地下水發(fā)育，礦石含泥、含水量大。提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，附著在提升繩上的礦漿礦泥多，容易甩濺到位于主卷筒下方的測速輪上。由于硫化物與水混合后形成的礦漿礦泥具有腐蝕性，測速輪易受腐蝕、易老化、易破損，故障頻率增加。

同時(shí)，由于測速裝置固定安裝在主卷筒下方，測速輪與主卷筒之間的距離無法調(diào)節(jié)。一旦測速輪漏氣、破裂，就容易與主卷筒脫離接觸，導(dǎo)致提升機(jī)緊急停車。

此外，充氣式測速輪易漏氣、破裂，當(dāng)提升機(jī)量增加時(shí)，故障頻率顯著增加。

3 故障解決措施

3.1 測速裝置安裝方式改進(jìn)研究

為使測速輪與主卷筒始終緊密接觸，研究人員設(shè)計(jì)了一套滑軌機(jī)構(gòu)，如圖1所示。

滑軌機(jī)構(gòu)分上、下兩層，測速發(fā)電機(jī)通過螺釘固定安裝在上層滑塊上。上層滑塊一端安裝一組圓柱螺旋拉伸彈簧，另一端安裝一組限位螺釘。彈簧牽引測速裝置向主卷筒自動(dòng)靠近，限位螺釘限制測速裝置向后移動(dòng)，避免脫離與主卷筒的接觸。上層滑塊與下層滑軌間隙配合安裝，二者之間涂抹潤滑油。下層滑軌固定焊接在滑軌機(jī)構(gòu)支座上。測速裝置在彈簧拉力作用下，跟隨主卷筒對(duì)測速輪的擠壓力自動(dòng)往復(fù)滑動(dòng)，始終與主卷筒保持緊密接觸，解決了測速輪瞬間與主卷筒脫離接觸的故障。

圖1 新型測速裝置示意圖

牽引彈簧采用M礦山普遍使用的汽車離合器回位彈簧，彈簧數(shù)量根據(jù)實(shí)際調(diào)試情況選擇。在調(diào)試過程中，當(dāng)使用3根彈簧時(shí)，新的測速裝置振動(dòng)最小，測速輪與主卷筒接觸效果最好。因此，研究人員在上層滑塊一端焊接一組彈簧懸掛板，板上均布5孔，平均分布懸掛3根彈簧，預(yù)留2根彈簧位置，形成了一套新的測速裝置。

3.2 安裝位置改進(jìn)研究

由于原測速裝置位于主卷筒下方，測速輪易被甩濺到礦漿礦泥，為此研究人員將測速輪移至主卷筒盤型閘基座上。該位置空間大、環(huán)境好，無礦漿礦泥污染，易于觀測和維修，位置十分理想。同時(shí)，為保障彈簧對(duì)測速輪的拉力最大，彈簧拉力的方向必須與主卷筒圓心和測速輪圓心的連線平行，才能實(shí)現(xiàn)測速輪與主卷筒的緊密接觸。彈簧拉力方向以及改進(jìn)后的測速裝置位置如圖2、3所示。

圖2 測速裝置彈簧拉力方向示意圖

圖3 測速裝置安裝位置改進(jìn)示意圖

3.3 測速輪改進(jìn)研究

由于充氣式輪胎易漏氣、破裂，研究人員設(shè)計(jì)了一種鋁合金測速輪，如圖4所示。

新型測速輪內(nèi)轂為鋁合金，外覆氟橡膠26材料的襯膠。氟橡膠26抗腐蝕性、抗疲勞性、彈性均較好。同時(shí)，新型測速輪斷面為長方形，與主卷筒為面接觸，可靠性更高。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，當(dāng)氟橡膠26襯膠厚度為8mm時(shí)，提升機(jī)即使以12m/s的最高設(shè)計(jì)速度運(yùn)行時(shí)，測速輪與主卷筒始終接觸良好，完全滿足生產(chǎn)需要。

4 使用效果

圖4 新型測速輪示意圖

新型測速裝置使用效果十分理想，設(shè)備從未發(fā)生故障，幾乎免維護(hù)。其中，測速輪由于氟橡膠26襯膠磨損，每提升800萬t礦石需更換一個(gè)測速輪；拉伸彈簧由于成本低廉，每隔半年定期更換一組彈簧，預(yù)防故障發(fā)生，成本不足百元。日常只對(duì)測速裝置進(jìn)行清潔和滑軌潤滑，其余再無維修量。

5 結(jié)語

M礦山提升機(jī)主卷筒測速裝置的改進(jìn)技術(shù)簡單實(shí)用，成本低，易實(shí)現(xiàn)。新型測速裝置運(yùn)行平穩(wěn)，徹底解決了故障現(xiàn)象，保障了生產(chǎn)運(yùn)行，解決了在惡劣環(huán)境下采集主卷筒速度的問題，具有一定的技術(shù)創(chuàng)新性，對(duì)解決類似裝置的故障具有一定的借鑒意義，可供相關(guān)企業(yè)借鑒參考。

［1］馬新民.礦山機(jī)械［M］.北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

［2］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.