礦井提升機(jī)常見(jiàn)故障及處理探討

欒紹慧，張建濱

（山東黃金股份有限公司新城金礦，山東 萊州 261400）

礦井提升機(jī)擔(dān)負(fù)著井下設(shè)備人員、設(shè)備、材料等運(yùn)輸任務(wù)，其能否安全運(yùn)行直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)安全。隨著礦井機(jī)械化自動(dòng)化程度的提升，礦井提升機(jī)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，若提升機(jī)中某些部件出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)出現(xiàn)停滯，因此，對(duì)礦井提升機(jī)故障研究顯得十分有意義。眾多的研究學(xué)者對(duì)礦井提升機(jī)故障診斷技術(shù)進(jìn)行研究，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多提升機(jī)使用過(guò)程中故障進(jìn)行診斷，并通過(guò)Matlab軟件對(duì)提升機(jī)液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行模擬分析；對(duì)提升機(jī)故障診斷研究發(fā)展歷程進(jìn)行歸納總結(jié)，指出各種故障診斷技術(shù)存在的不足及有關(guān)改進(jìn)措施建議。文中在前人研究成果基礎(chǔ)上，對(duì)礦井提升機(jī)故障類型進(jìn)行分析，并對(duì)提升機(jī)故障診斷方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便提升礦井提升機(jī)使用效率。

1 礦井提升機(jī)簡(jiǎn)介

礦井提升機(jī)是金礦開(kāi)采工作中的大型固定設(shè)備，是井下金礦開(kāi)采工作和地面工作之間的連接點(diǎn)。在金礦提升機(jī)根據(jù)鋼絲繩在卷筒上的銜接可分為纏繞式提升機(jī)和摩擦式提升機(jī)兩種類型。其中纏繞式提升機(jī)可分單層纏繞和多層纏繞，摩擦式提升機(jī)可分為落地式和塔式。從提升機(jī)的卷筒數(shù)量又能分為單卷筒和雙卷筒。目前，我國(guó)金礦開(kāi)采工作中使用單繩纏繞式提升機(jī)和雙卷筒提升機(jī)較為頻繁，某些金礦開(kāi)采單位也會(huì)使用落地式摩擦提升機(jī)。纏繞式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作情況相對(duì)穩(wěn)定，但是提升的鋼絲繩是完全纏繞于卷筒上，這就導(dǎo)致在某些深井條件下進(jìn)行的金礦開(kāi)采工作中如果卷筒的直徑變大，鋼絲繩在提升機(jī)的制造和使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。因此，這種方法在一些中等深度的礦井中比較常見(jiàn)，顯然對(duì)某些深井開(kāi)采并不適用。摩擦式提升機(jī)提升的高度并不由提升機(jī)卷筒大小決定，因此，摩擦輪的直徑可以適當(dāng)減小，確保后續(xù)金礦運(yùn)輸和設(shè)備安裝工作能夠正常進(jìn)行。隨著我國(guó)科技發(fā)的不斷發(fā)展，提升機(jī)制造單位不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)，也推出了許多新產(chǎn)品，金礦提升機(jī)的技術(shù)水平更上一層樓，符合了各種類型金礦開(kāi)采工作的要求。

2 礦井提升機(jī)的常見(jiàn)故障實(shí)例分析

2.1 案例概述

以某企業(yè)為例，配置了JX-3×2.5型號(hào)的礦井提升機(jī)。此設(shè)備擁有1個(gè)卷筒；直徑大小為3000mm；寬度參數(shù)為2500mm；提升速度可以達(dá)到5.9m/s。現(xiàn)結(jié)合此提升機(jī)運(yùn)行，總結(jié)常見(jiàn)故障問(wèn)題。

2.2 主軸與齒輪聯(lián)軸器

設(shè)備配置的減速器主軸以及齒輪聯(lián)軸器為核心裝置，若兩者連接的切向鍵產(chǎn)生故障，那么會(huì)給應(yīng)用效果造成不利影響，極易引發(fā)安全事故，例如切向鍵松動(dòng)等。從問(wèn)題產(chǎn)生的原因來(lái)說(shuō)，同設(shè)計(jì)偏差和工藝不當(dāng)?shù)龋兄艽蟮年P(guān)系，給切向鍵的利用效果造成影響。若出現(xiàn)此故障，則采取重新配置的方法即可，并且增設(shè)螺釘，以免產(chǎn)生松動(dòng)。

2.3 主軸中心歪斜故障

開(kāi)展開(kāi)采作業(yè)期間，提升機(jī)運(yùn)行故障中，制動(dòng)盤偏擺故障較為常見(jiàn)。究其原因，為主軸中心歪斜。若主軸裝置安裝沒(méi)有達(dá)到要求，極易造成松動(dòng)問(wèn)題，受到多個(gè)方向作用力的影響，極易產(chǎn)生歪斜問(wèn)題。對(duì)于此問(wèn)題進(jìn)行處理，采取調(diào)整主軸中心位置的方法，保證達(dá)到安裝的要求。使用提升機(jī)時(shí)，要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，以免制動(dòng)盤產(chǎn)生發(fā)熱的情況，造成主軸中心變形。若產(chǎn)生變形問(wèn)題，采取措施進(jìn)行修復(fù)。

2.4 離合器外齒輪脫開(kāi)故障

作為提升機(jī)的重要組成部分，離合器發(fā)揮著重要作用。若其產(chǎn)生運(yùn)行故障，那么會(huì)給提升機(jī)運(yùn)行造成很大影響。例如，離合器外齒輪脫開(kāi)，造成的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，應(yīng)該要高度重視。從故障的原因來(lái)說(shuō)，包括連鎖閥小活塞未能有效安裝、插入效果不明顯以及尺寸控制不到位等，使得外齒輪產(chǎn)生故障。對(duì)于此類故障，采取設(shè)置截止閥的方法，確保離合器可以有效運(yùn)行。

2.5 減速器故障

礦井提升機(jī)運(yùn)行中，減速器常見(jiàn)故障包括溫度過(guò)高以及潤(rùn)滑油泄露等，使得減速器的使用效果受到影響，威脅著礦井作業(yè)的安全。究其原因，包括齒輪嚙合不當(dāng)，產(chǎn)生顯著摩擦情況，實(shí)際運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生溫度過(guò)高故障，給減速器的運(yùn)行壽命造成影響。除此之外，靜密封潤(rùn)滑油產(chǎn)生損傷，也出現(xiàn)泄漏問(wèn)題。關(guān)于溫度過(guò)高的問(wèn)題，采取優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，或者設(shè)置風(fēng)扇等方法進(jìn)行降溫處理，保證減速器可以有效運(yùn)行。對(duì)于泄漏問(wèn)題，采取更換密封元件的方法處理。

2.6 制動(dòng)器故障

根據(jù)以往的故障分析，礦井提升機(jī)運(yùn)行作業(yè)，制動(dòng)器產(chǎn)生故障，會(huì)給作業(yè)的安全性造成影響。例如，制動(dòng)器不開(kāi)閘情況，則會(huì)威脅提升機(jī)運(yùn)行的安全。究其原因，蝶形彈簧損壞，難以產(chǎn)生理想功效；或者液壓站難以提供所需的油壓，造成制動(dòng)故障；或者閘瓦間隙不合理等，使得整體壓力控制效果被弱化，也會(huì)引發(fā)運(yùn)行故障。在進(jìn)行處理時(shí)，要結(jié)合故障類型和具體原因，采取針對(duì)性處理措施，確保礦井提升機(jī)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3 礦井提升機(jī)常見(jiàn)故障的防范措施

3.1 礦井提升機(jī)異常減速控制

在礦井提升機(jī)出現(xiàn)減速故障的過(guò)程中，利用示波器來(lái)檢查減速開(kāi)關(guān)是否存在問(wèn)題，檢查繼電器兩端的交流電壓后，發(fā)現(xiàn)繼電器兩端在故障過(guò)程中出現(xiàn)68伏左右的漏電電壓，電壓有著一定波動(dòng)，在漏電電壓波動(dòng)至80伏以上，礦井提升機(jī)發(fā)生減速故障，判斷該故障是因電纜漏電所導(dǎo)致，再次檢查電纜，發(fā)現(xiàn)電纜外部并無(wú)磨損、灼傷痕跡，但是打開(kāi)礦井提升機(jī)電纜絕緣層，發(fā)現(xiàn)電纜內(nèi)部黑色絕緣層均已經(jīng)破損，外加電纜所處環(huán)境較為潮濕。對(duì)電纜絕緣層進(jìn)行重新處理后，測(cè)試礦井提升機(jī)，恢復(fù)正常。經(jīng)過(guò)20h后，故障再次發(fā)生，測(cè)試?yán)^電器漏電電壓又上升到80伏，表示不僅僅電纜存在故障問(wèn)題。分析礦井提升機(jī)減速開(kāi)關(guān)工作原理可發(fā)現(xiàn)，礦井提升機(jī)減速繼電器和井筒中的磁感應(yīng)減速開(kāi)關(guān)為串聯(lián)關(guān)系。一般情況下，在礦井提升機(jī)達(dá)到減速位置時(shí)，磁感應(yīng)減速開(kāi)關(guān)應(yīng)該自動(dòng)閉合，減速繼電器因此得電發(fā)出礦井提升機(jī)減速信號(hào)，在礦井提升機(jī)沒(méi)有達(dá)到減速位置時(shí)，磁感應(yīng)減速開(kāi)關(guān)為打開(kāi)狀態(tài)，減速繼電器不可得電，所以減速繼電器兩端應(yīng)不存在電壓。由此判斷，分析礦井提升機(jī)所用減速繼電器類型，發(fā)現(xiàn)減速繼電器靈敏度過(guò)高，并且該礦區(qū)礦井提升機(jī)的接入電纜距離相對(duì)較長(zhǎng)，電纜本身耦合作用導(dǎo)致產(chǎn)生等效電容量，等效電容量增加導(dǎo)致減速繼電器發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作。

3.2 制動(dòng)盤偏擺超出標(biāo)準(zhǔn)要求及其處理

由于提升機(jī)的主軸設(shè)備安裝時(shí)未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)了較大偏差，提升機(jī)主軸在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)偏離中心點(diǎn)位置。這種故障發(fā)生后，會(huì)導(dǎo)致提升機(jī)主軸軸承磨損嚴(yán)重，主軸軸心位置下降，主軸出現(xiàn)一定程度的彎曲。

對(duì)于這種故障，要根據(jù)主軸承的磨損情況進(jìn)行處理。若主軸承的磨損嚴(yán)重影響了安全使用，首先對(duì)主軸軸承進(jìn)行更換，然后對(duì)提升機(jī)鋼絲繩位置進(jìn)行一定程度的校正。這是由于提升機(jī)在安裝完成后很難重新移動(dòng)，只能采取一種折中的處理辦法。此外，由于對(duì)提升機(jī)的操作方法不當(dāng)，可能造成提升機(jī)內(nèi)部制動(dòng)盤出現(xiàn)嚴(yán)重變形。針對(duì)這種情況，為了保證提升機(jī)的運(yùn)行安全，需要更換提升機(jī)的制動(dòng)盤。

3.3 離合器外齒輪自動(dòng)脫開(kāi)問(wèn)題及其處理

提升機(jī)內(nèi)部小活塞的頂部未完全插入到保護(hù)槽中會(huì)造成離合器的外齒輪脫落。這種問(wèn)題會(huì)引發(fā)提升機(jī)安全事故，需在操作時(shí)特別注意。這就要求工人在對(duì)提升機(jī)進(jìn)行操作時(shí)對(duì)提升機(jī)各部件進(jìn)行檢查，在保證無(wú)故障后才可開(kāi)機(jī)作業(yè)。

此外，電磁閥漏油時(shí)，一部分油滲入到內(nèi)部小活塞的保護(hù)槽中，造成活塞與保護(hù)槽的摩擦力減小，一旦提升機(jī)發(fā)生振動(dòng)，離合器外齒輪就會(huì)脫落。對(duì)于這種原因引起的故障，可在電磁閥上增加1個(gè)皮套來(lái)防止漏油，也可在管道上增加1個(gè)截止閥來(lái)防止卷筒自動(dòng)脫落的問(wèn)題發(fā)生。

3.4 減速器發(fā)熱嚴(yán)重及其處理

在長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，提升機(jī)的減速器會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱，這是由于齒輪和軸承之間摩擦產(chǎn)生大量熱量，不能有效地散熱，導(dǎo)致減速器溫度越來(lái)越高。齒輪和軸承之間的摩擦嚴(yán)重是由于在溫度升高時(shí)，減速器潤(rùn)滑油的黏度大大降低，在齒輪上形成的油膜厚度也會(huì)大幅度降低，這嚴(yán)重影響了齒輪和軸承的壽命。

對(duì)于這種情況，可人為在減速器表面使用大功率風(fēng)扇進(jìn)行降溫，但這種方法降溫的效果十分有限。最好的處理方式是對(duì)減速器潤(rùn)滑油進(jìn)行整體性更換，選擇耐高溫的高黏性潤(rùn)滑油。同時(shí)應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行定期更換。

在某些情況下，提升機(jī)的制動(dòng)器發(fā)生故障，制動(dòng)器失效，是由于制動(dòng)器內(nèi)的彈簧可能發(fā)生損壞，或液壓油發(fā)生漏油導(dǎo)致提供的動(dòng)力不足以產(chǎn)生制動(dòng)，或制動(dòng)器與卡槽的空隙過(guò)大導(dǎo)致制動(dòng)力不足。對(duì)于這種問(wèn)題，需進(jìn)行停機(jī)檢查，查明造成這種問(wèn)題的主要原因，然后采取一些有效的措施進(jìn)行處理。

3.5 做好提升機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

礦井提升機(jī)運(yùn)行隱患和故障的有效防范，對(duì)減少故障的發(fā)生，保障作業(yè)的安全性，起到重要的作用。這需要注重前期的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，明確影響礦井提升機(jī)安全的主要因素和風(fēng)險(xiǎn)，提出相應(yīng)的安全防范和措施，最大程度上構(gòu)建防護(hù)體系，減少安全問(wèn)題的發(fā)生，確保提升機(jī)處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

3.6 制定完善的運(yùn)行管理制度

結(jié)合礦井提升機(jī)類型和運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)等，針對(duì)設(shè)備的使用和運(yùn)行等環(huán)節(jié)，采取運(yùn)行管理措施，消除設(shè)備存在的安全隱患和問(wèn)題，切實(shí)保障礦井作業(yè)的安全性。制定運(yùn)行管理制度，明確提升機(jī)運(yùn)行管理的職責(zé)和人員，使得各項(xiàng)運(yùn)維管理工作有專業(yè)人員負(fù)責(zé)，認(rèn)真落實(shí)安全運(yùn)行管理，保障提升機(jī)處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。日常運(yùn)行管理工作中，操作人員必須要嚴(yán)格按照操作規(guī)范和要求操作，減少人為因素的故障發(fā)生，使得提升機(jī)保持良好的性能[3]。采取定期運(yùn)行維護(hù)或者動(dòng)態(tài)檢修等方式，對(duì)礦井提升機(jī)運(yùn)行效果加以把控，保障工程作業(yè)的安全性。考慮到礦井提升機(jī)不斷優(yōu)化和升級(jí)，為保障保養(yǎng)工作落實(shí)到位，對(duì)負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作的人員，要進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)和安全教育，不斷提高其業(yè)務(wù)能力水平，保障提升機(jī)運(yùn)行維護(hù)管理工作高質(zhì)量落實(shí)。

4 結(jié)論

綜上所述，礦井提升機(jī)的常見(jiàn)故障，給設(shè)備造成的影響較大，做好故障的預(yù)防和控制，有著重要的意義。文中結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了故障產(chǎn)生的原因，提出了運(yùn)行維護(hù)和檢修的措施，為礦井提升機(jī)安全運(yùn)行提供了保障。