液壓安全門液壓、電控及機械系統的加工技術

王森梅

（平煤股份八礦，河南 平頂山 467000）

當罐籠提升時，安全門防止人員和車輛進入而發生墜井事故，只準在罐籠到位通過人員或礦車時打開。煤礦安全規程規定，安全門必須與罐位和提升信號聯鎖。罐籠未到位，安全門不打開，安全門未關閉，只能發出調平和換層信號，但發不出開車信號。液壓安全門具有可靠的安全閉鎖防護作用，開啟靈活。門扇用型鋼焊制，上部裝有行走滾輪，可沿著導軌左右滑動。鏈式傳動機構由液壓馬達驅動，正反運轉實現安全門的打開或關閉。導軌的布置形式一般設置雙股導軌，門扇開啟時重疊在一起。

1 液壓安全門的基本狀況及系統結構

井筒直徑Φ6.5m，井筒深度562.3m。選用1T 單層雙車罐籠2 臺，該罐籠自重：4 452kg，長×寬×高：4 300×1 200×3 068mm。該井筒已進入二期施工階段，目前該井筒使用的安全門為老式的氣動安全門，現準備將該井筒的安全門更換成液壓安全門，上下井口各1 套。液壓安全門的主體結構為機械、液壓、電控三大系統。機械系統包括支架、門、軌道梁三部分；液壓系統包括液壓站、油路、馬達三部分；電控系統分為動力電、控制電、PLC 三部分。

2 工作原理

當罐籠運行到指定位置，觸碰到上下井口的到位傳感器，傳感器與信號系統串聯，信號燈亮，安全門可以打開。操作人員按動打開按鈕，液壓站電磁閥動作，控制液壓站油泵通過閥組給安全門上的液壓馬達進油口傳動動力，液壓馬達動作，液壓馬達安裝在安全門軌道梁一端，液壓馬達含主動輪，主動輪與從動輪配合帶動鏈條，鏈條連接在安全門上，安全門打開。當罐籠內結束進人或進物作業，操作人員按動閉合按鈕，液壓站電磁閥動作，控制液壓站油泵通過閥組給安全門上的液壓馬達動出油口傳動動力，通過鏈條傳動，安全門閉合。罐籠開始下放或提升，離開到位傳感器位置，信號燈滅，如出現操作人員的誤動作安全門也不能打開，直至罐籠到位，重新接通信號回路。

3 液壓安全門的加工

3.1 機械系統加工

安全門的機械系統包括支架、門、軌道三部分，見圖1。

圖1 安全門的機械系統

3.1.1 支架的加工

安全門支架的作用是支撐和固定安全門立在上下井口位置，并托起和固定軌道梁，該支架采用I25a 工字鋼，一套安全門需2 根支架，在支架上端焊接托架，用以固定軌道梁，在支架下端焊接底座，用M20 的膨脹螺栓將支架固定在地面。支架上端的托架和下端的底座與支架焊接的焊縫不小于5mm。根據井筒的實際情況，將支架的長度定為2 240mm，上端托架固定在支腿上端往下140mm 位置，托架采用δ10mm 鐵板，在托架下面用δ10mm 鐵板焊接一道力筋，托架上鉆4 個Φ18 的孔，用于固定軌道梁。支架底座采用δ10mm 鐵板焊接在支架另一段，在底座上鉆四個Φ22mm 的孔。見圖2。

圖2 安全門支架

3.1.2 門的加工

門的主體結構采用2 寸管、[8a 槽鋼、-80×10 扁鐵、 滑動機構組成。先用[8a 槽鋼焊接成1 200mm×1 930mm 的框架，在框架內每隔300mm 用長1 180mm 的2 寸管加5 道立柱，組成門的欄柵，2 寸管焊接在[8a 槽鋼內，用兩根長600mm 的-100×10 扁鐵在框架上面立著焊接兩道門與軌道梁連接的臂，并在臂的左側焊接一道力筋，兩臂當距為840mm。在臂的上端鉆一個Φ25mm的孔用于傳滑動機構的軸，在軸的兩端分別安裝1 個軸承，組成滑動機構。在臂Φ25mm 孔的左側鉆一個Φ12mm 的孔，用以連接鏈條在軌道內滑動。見圖3。

圖3 安全門的門

3.1.3 軌道的加工

液壓安全門的軌道是機械系統內最重要的組成部分，兩套安全門全部在一個軌道內運行，其兩股軌道的當距和馬達、主動輪、 從動輪的連接位置及鏈條的位置都限制著安全門是否能正常操作。液壓安全門的軌道主要由兩根4 360mm 的[18a 槽鋼對焊成方鋼形式，成為軌道的主體結構。在軌道的下面用跑車割槍，將軌道下面切出兩條3 000mm 長，20mm 寬的軌道槽，軌道槽要求平整順直，在跑車割槍完成軌道槽作業后，應用打磨機將兩條軌道槽內外清理干凈、打磨平整。兩條軌道槽當距為86mm，這樣兩個安全門在運行至重疊位置時，安全門可順利通過。在軌道兩頭從動輪和主動輪位置的下面，掏兩個輪孔。在軌道一端往內125mm 位置，在軌道兩側各鉆一個Ф25mm 的孔，兩個孔必須同心。用一根長260mm、Ф20mm 的圓鋼作為軸，軸兩頭用車床車50mm 長的螺紋，在軸中兩側位置車軸承卡簧槽，槽深1mm，一根軸有4 個卡簧槽，兩個卡簧固定兩個軸承，共四盤軸承，一個從動輪內安裝兩盤軸承，一根軸安裝2 個從動輪。在軌道兩頭下面各焊接一塊連接法蘭，用以軌道與立柱連接。見圖4。

圖4 安全門的軌道

4 液壓安全門的液壓系統

液壓系統是液壓安全門的動力機構，液壓安全門的液壓系統由油箱、電機、油泵、管路系統、液壓馬達五部分組成。液壓安全門使用46# 抗磨液壓油，油箱容積為2m3。電機起動后，電機帶動油泵，油泵通過濾油器將液壓油過濾后從油箱內抽出，液壓油經過單向閥至集成閥座，集成閥座上有閥組，分別為：節流閥、溢流閥、換向閥，由于安全門載重較輕，油壓調至2～3MPa 即可，通過閥組的液壓油流至液壓馬達，馬達上安裝有主動輪，主動輪帶動鏈條及從動輪開始運轉，安全門與鏈條連接在一起，從而達到安全門的打開和閉合。液壓系統為雙液壓系統，一套使用，一套備用，在油箱內配有雙電機、雙油泵，在油路中，通過彎頭及三通將油路串聯起來。

4.1 液壓系統各部件技術參數

表1 液壓系統各部件技術參數

4.2 液壓安全門的液壓原理圖

圖5 液壓安全門的液壓原理圖

4.3 液壓安全門的油管布置

液壓安全門液壓站使用的油管為內徑10mm 的軟油管，兩頭壓快速接頭，與馬達及集成閥座連接方便，穩定。液壓安全門的油管接法有兩種，一種為“丁字形”連接，一種為串聯連接，五礦己四液壓安全門使用的是“丁字形”連接方法。從液壓站集成閥座1 號閥出油孔引出一根長20m 的主油管，在井口兩臺主提升液壓安全門馬達的進油孔引出兩根長6m 的副油管，用三通將主油管和兩根副油管連接起來，用同樣方法在集成閥座1 號閥組的回油孔與主提升液壓安全門馬達的兩個回油孔進行連接，1號閥組的進出油路形成。2 號閥組用同樣方法與副提升液壓安全門的馬達進行連接，2 號閥組進出油路形成。集成閥座3 號閥組屬備用閥組，當出現問題時，將1 號或2 號閥組的主油管插入3 號閥組即可使用。油管布置圖見圖6。

圖6 油管布置圖

5 液壓安全門的電控系統

液壓安全門的電控系統是控制安全門閉合、打開，防止在罐籠不到位的情況下，由于操作人員的誤動作等原因造成礦車墜入井筒的安全保護系統。

在井上下井口罐籠到位位置各安裝2 塊到位傳感器磁鐵及到位傳感器，當罐籠到位時，到位傳感器磁鐵及傳感器將信息傳給信號房操作臺PLC 擴展模塊，該模塊與信號回路串聯，當罐籠到位時，信號回路通電，井口操作臺閉合（打開）按鈕燈亮，操作人員按動按鈕，接通液壓站油箱上的集成閥座電磁閥，安全門可以打開（閉合），主提升和副提升閉鎖，當主提升罐籠到上井口位置時，井上的主提升安全門和井下的副提升安全門可以打開，井上的副提升和井下的主提升信號回路斷電，安全門不能打開。

表2 電控系統配件明細表

4 結束語

使用該液壓安全門大大降低了勞動成本，增大了該工區的機械化程度，液壓安全門的維護量小，配件損耗量小，從而節約了成本。該液壓安全門安裝調式至今，運轉穩定、維護簡便，各系統沒有發生任何故障，且噪音低，PLC 數字操作，提高了安全門運行控制的準確性和安全性。

[1]鄧星鐘，朱承高，可編程序控制器的應用[J].機電傳動控制，2007（9）：181－235.64－111.

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