長平副立井提升機過卷過放緩沖裝置改造

牛榮志

(1.太原理工大學 電氣工程專業(yè),山西太原 030024；2.山西晉煤集團長平公司運輸部,山西高平 048400)

長平副立井提升機過卷過放緩沖裝置改造

牛榮志1,2

(1.太原理工大學 電氣工程專業(yè),山西太原 030024；2.山西晉煤集團長平公司運輸部,山西高平 048400)

對長平副立井提升機過卷過放緩沖裝置進行更新改造，從原設計的鋼絲繩式多盤式摩擦緩沖器改造為具有先進技術的專利產(chǎn)品--鋼帶式過卷過放緩沖裝置，實現(xiàn)了工藝和技術的更新，為長平副立井提升機的安全運行和事故防范提出了優(yōu)化方案，保證了長平副立井提升機的安全正常運行。

提升機 鋼帶式 過卷過放 緩沖裝置

1 概況

雖然目前礦井提升系統(tǒng)有多種電器保護及后備保護，但由于過卷時罐籠速度快、制動減速度有一定限制，所以過卷事故仍時有發(fā)生，輕者影響生產(chǎn)，重者造成人員傷亡、設備損壞，嚴重影響礦井安全生產(chǎn)。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第397條第三款規(guī)定“：在過卷高度或過放距離內(nèi)，應安設性能可靠的緩沖裝置。緩沖裝置應能將全速過卷(過放)的容器或平衡錘平穩(wěn)地停住并保證不再反向下滑(或反彈)。”長平副立井提升機原設計為BS型多盤式摩擦緩沖裝置，是由中國礦業(yè)大學上世紀九十年代研制的專利產(chǎn)品，該產(chǎn)品存在一些不足，隨著科學技術的發(fā)展，目前先進的HGJ-D/HGF-D鋼帶式立井提升過卷、過放緩沖裝置已經(jīng)技術成熟，并不斷推廣，為此經(jīng)過市場調研，決定對長平副立井提升機過卷、過放緩沖裝置進行改造。

2 改造方案

2.1 BS型多盤式摩擦放緩沖裝置

圖1

長平副立井提升機原設計為BS型多盤式摩擦緩沖裝置(如圖1)，是由中國礦業(yè)大學上世紀九十年代研制的專利產(chǎn)品，BS型多盤式摩擦緩沖裝置主要利用多盤式摩擦做功來吸收過卷發(fā)生時提升容器動能的裝置，其能量轉換模式是把動能轉換成熱能，熱能通過摩擦面釋放出來。BS型多盤式摩擦緩沖裝置用作防過放裝置時，緩沖器安裝于井底碼頭門附近的罐道梁上。對于每個提升罐籠來說，四臺緩沖器分別安裝于提升罐籠兩側的罐道梁上，四臺緩沖器上纏有鋼絲繩，鋼絲繩的另一端吊著兩個緩沖托梁，緩沖托梁位于罐籠正常停車位置下方，正常提升時罐籠碰不到緩沖托梁。過卷、過放時罐籠沖擊在緩沖托梁上，帶著緩沖托梁向下運動。緩沖托梁通過四根鋼絲繩拉著四臺緩沖器的卷筒轉動，緩沖器給出一定的制動阻力，使得罐籠平穩(wěn)減速停車。當絞車不斷電或速度很大，罐籠繼續(xù)上沖撞擊罐道裝置的托爪時，托爪能自動回縮，當提升罐籠繼續(xù)上升到剛剛離開托罐裝置即將撞擊防撞梁時，托爪迅速伸出，從而托住下落的罐籠。托罐裝置既具有托罐功能，又具有緩沖功能，整體結構簡單、制動力穩(wěn)定且易于調節(jié);但碟型彈簧及摩擦副都位于卷筒內(nèi)，雖然采取了防潮密封措施;整個緩沖器安裝于防護罩內(nèi)，在井筒淋水等惡劣條件下容易生銹失效;靠鋼絲繩作為制動介質，長期處于惡劣環(huán)境中容易銹蝕;且使用環(huán)境濕度變化、摩擦面沾有油污、摩擦系數(shù)變化等，使過卷緩沖裝置在過卷發(fā)生時緩沖效果不佳或者失效而造成事故。

2.2 HGJ-D/HGF-D鋼帶式立井提升過卷、過放緩沖裝置

HGJ-D/HGF-D鋼帶式立井提升過卷、過放緩沖裝置主要由彈簧組、套柱、塑變鋼帶、曲軌、橫梁、壓輥組、滑柱、逆止鎖舌等組成(如圖2)。該裝置的主體單元由兩個組合立柱與一根橫梁構成，立柱像罐道一樣固定在提升罐籠兩側的井架梁上。組合立柱由套柱2和滑柱7組合而成，滑柱7可在套柱2內(nèi)滑動，兩根滑柱7由橫梁連接，滑柱2上裝有壓輥組6與逆止鎖舌8，套柱2上裝有曲軌4和塑變鋼帶3，套柱2上裝的塑變鋼帶3穿過滑柱7，處于壓輥組6之間，并與逆止鎖舌8相連。

圖2

該裝置是利用金屬材料的塑性變形實現(xiàn)吸能緩沖的，當過卷上升的罐籠在過卷距離內(nèi)開始推動緩沖裝置的橫梁向上運動時，橫梁橫擔著兩根滑柱向上運動，同時逆止鎖舌外側的斜面受到固定(靜止)套柱的下壓而向內(nèi)側伸出，鎖住頂在橫梁之下的提升罐籠，使滑柱、橫梁與提升罐籠鎖聯(lián)在一起，無論向上或向下都必須一起運動;同樣，壓輥組被固定曲軌壓迫同時做水平移動，壓輥組的運動使縱貫套柱、滑柱中心的鋼帶產(chǎn)生S形塑性變形，且在曲軌的曲線段內(nèi)逐步增大，緩沖制動力也隨之增大，當中間壓輥行至曲軌之上部直線段時，制動力達到最大值，其后，滑柱無論是向上，還是向下運動，都受限于鋼帶本身恒定的變形力，也就是緩沖制動力或逆止力。在橫梁、滑柱、塑變鋼帶、逆止鎖舌、壓輥組的聯(lián)合作用下，過卷的提升罐籠可在允許的過卷距離內(nèi)可靠地緩沖制動，停止上升后，即保持在該處不再反向下滑。一旦橫梁被提升罐籠推至頂端，橫梁將被套柱直接套住，此時橫梁即起到防撞梁的作用，而鋼帶，逆止鎖等不會受到?jīng)_擊而保持完好，能夠防止罐籠的回落，從而起到托罐裝置的作用。此外，在提升罐籠的進入端，套柱有導入斜度，因此該裝置還兼有罐道的功能。

3 改造后技術優(yōu)點

3.1 制動性能可長期保持穩(wěn)定

HGJ-D/HGF-D鋼帶式立井提升過卷、過放緩沖裝置不受環(huán)境的影響，能在長期不動作的條件下保持其設計的制動力穩(wěn)定不變。不像摩擦制動易受環(huán)境條件的影響，摩擦制動難以在長期不動作的條件下保持其所設計的制動力穩(wěn)定不變，摩擦制動只使用于經(jīng)常使用的條件下。

3.2 防止下滑及托罐功能可靠

逆止鎖舌開始即被上升的提升罐籠強制推入罐籠盤體之下，之后隨罐籠一起運動，實現(xiàn)全程防下滑和托罐功能(且罐籠自由回落距離極小)，而不是靠彈簧機構實現(xiàn)逆止和托罐。

3.3 逐漸加載，平穩(wěn)安全

HGJ-D/HGF-D鋼帶式立井提升過卷、過放緩沖裝置不是突然加載，突然加載對柔性提升系統(tǒng)及保護裝置本身都會造成十分有害的沖擊。

3.4 大幅度改善井架的受力條件

因為上述逐漸加載，更主要的是該裝置通過套柱將緩沖制動力及防撞梁的受力分散到多層井架梁上，同時套柱本身也起到加固井架的作用。

3.5 塑性變形吸能，無反彈

鋼帶塑性變型，毫無反彈，避免了反彈對柔性提升系統(tǒng)帶來的沖擊荷載的威脅。

3.6 設備安裝維護處理便捷

該裝置多功能合一，結構簡單，運行穩(wěn)定，發(fā)生事故后便于處理，維護工作量極小。

4 創(chuàng)新點

HGJ-D/HGF-D鋼帶式立井提升過卷、過放緩沖裝置由特殊材料的鋼板制作，利用鋼帶的形變，把外部動能轉換成金屬晶格內(nèi)能，達到緩沖的目的，不反彈，制動距離理想，適用速度高，制動力大，性能可靠，不易受惡劣環(huán)境影響，是一種理想的立井提升防過卷、過放緩沖裝置。

采用HGJ-D/HGF-D鋼帶式立井提升過卷、過放緩沖裝置，對提高提升機的安全保障有重大的積極意義，對防止因設備故障、人為操作等原因造成的過卷事故起到了防范的作用，避免了重特大事故的發(fā)生。

該技術十分成熟，目前在長平副立井投入使用，今后可在長平公司所有立井中推廣使用，保障長平公司大型提升設備安全運行。

牛榮志(1983—)，男，漢族，山西陽泉盂縣，本科，機電工程師，畢業(yè)于武漢理工大學，就讀于太原理工大學電氣工程專業(yè)，在山西晉煤集團長平公司運輸部工作。