礦井提升機制動系統(tǒng)安全可靠性分析

胡 靜

（大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司焦家寨煤礦， 山西 原平 034115）

引言

對于礦井提升機制動系統(tǒng)安全可靠性應該從不同的角度進行分析，不僅要注重對故障數(shù)據(jù)的分析，而且要明確維修的重點，才能保證礦井提升機制動系統(tǒng)的安全使用，從而有效保證礦井的安全生產(chǎn)。

1 礦井提升機制動系統(tǒng)的失效分析

礦井提升機制動系統(tǒng)的失效情況，需要重點分析其中的各種制動器。制動器的功能受到多種因素的影響，主要是在電控系統(tǒng)、液壓站等的協(xié)調(diào)下完成的。分析制動器制動效能的過程，需要建立相應的制動器系統(tǒng)故障樹。礦井提升機制動器制動失效的表現(xiàn)為兩點：第一是由液壓站故障引發(fā)不開閘現(xiàn)象；第二是制動力矩不足，導致提升機在安全制動或正常減速停車時發(fā)生事故。繪制制動器系統(tǒng)故障樹，可以及時分析故障率以及安全性參數(shù)，從而可以有效保證制動系統(tǒng)的安全性。

2 礦井提升機制系統(tǒng)安全可靠性框圖

2.1 制動系統(tǒng)安全可靠性數(shù)量指標

制動系統(tǒng)的可靠性指標需要具體的分析，在不同的影響下會產(chǎn)生不同的效果。分析不同的影響因素并且找到規(guī)律，可以將各組的子系統(tǒng)歸結(jié)與一個可靠性的框圖之內(nèi)。結(jié)合框圖可以分析每個系統(tǒng)和子系統(tǒng)的元件間層次的關系。可以結(jié)合圖1進行分析。

制動系統(tǒng)主要包含了電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操作系統(tǒng)以及判刑制動器四個單元。在制動系統(tǒng)中，每個子系統(tǒng)都容易出現(xiàn)故障，因此，要求在分析子系統(tǒng)的過程中考慮到指數(shù)分布[1]。

圖1 制動系統(tǒng)可靠性框圖

提升機的安全運行很大程度上取決于制動器工作的可靠性，從實際使用情況來講，一方面，制動器維修包含多種不可維修因素，如：制動彈簧失效之后，影響制動力矩，需要更新彈簧才能使制動器可靠性達到原有水平；閘瓦與閘盤之間摩擦系數(shù)衰減，只能靠更換閘瓦才能維持原有可靠性水平。另一方面，制動器維修還包含可維修因素，例如閘瓦磨損后產(chǎn)生的間隙增大，經(jīng)調(diào)整便可達設計水平。因此，制動器的可靠性是其固有因素導致的可靠性和使用期間的可靠性的綜合反映。

2.2 制動系統(tǒng)的安全可靠性設計

在制動系統(tǒng)中，安全可靠性設計不僅是一個整體的過程，而且也要對各部分可靠度預計和分配的過程進行分析。可靠度預計包含了制動系統(tǒng)從零部件一直到子系統(tǒng)的計算，這種計算的方式，要求工作人員憑借自身的經(jīng)驗以及故障數(shù)據(jù)分析進行計算。可靠度的分配主要是指從子系統(tǒng)到零部件的計算，需要注意對子系統(tǒng)中各個元部件的技術成本以及系統(tǒng)的維護和修理，并且要注意及時分析各個子系統(tǒng)的最佳可靠性指標。

分配過程中要求及時分析系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，比如在檢測出薄弱部分時就要及時改進技術或者是更換有效的零部件，然后注意重新進行預計以及分配，這樣可以將計算的過程匯總，逐漸趨近于可靠度的指標。如果出現(xiàn)了失效，應及時對子系統(tǒng)進行安全可靠性設計，各子系統(tǒng)安全可靠性預計和分配的方法與制動系統(tǒng)保持一致。傳統(tǒng)的可靠度分配方法有等分配法、再分配法等，目前也經(jīng)常使用模糊數(shù)學法[2]。

3 子系統(tǒng)的安全可靠性分析

子系統(tǒng)的安全可靠性會直接影響制動系統(tǒng)整體的可靠性，因此需要結(jié)合礦井提升機制動系統(tǒng)常見的故障進行分析，從而有效地尋找相關的技術需求，對于其中關鍵的部位進行仔細的分析。

3.1 提高保護系統(tǒng)可靠度的方法

為了提高保護系統(tǒng)的可靠性，可以利用各種保護裝置提高可靠度。比如利用彈簧疲勞保護、油壓保護等。這些傳感器信號分別或者是同時輸入雙PLC電控系統(tǒng)和綜合厚被保護裝置進行處理，能夠及時地避免故障的擴大，不過目前很多保護措施無法及時預測故障。

3.2 機械系統(tǒng)零部件失效的相關性

機械系統(tǒng)零部件的失效具有相關性，很多零部件處于共同的工作環(huán)境中，尤其是零部件的破損等會影響到制動系統(tǒng)的其他部分。對于單個盤形制動器是一個串聯(lián)系統(tǒng)，其可靠度計算公式為：

假設將單個盤形制動器分成不同的失效零部件，就可以采用連乘計算的方式，如果零部件比較堵，其可靠度也越低。

3.2.1 人的可靠性

制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不只是因為設備本身的結(jié)構(gòu)問題和零部件的問題，還要考慮到自然原因和人為原因。人為原因會對制動系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響，比如人為操作失誤或者是管理不利等都會影響制動系統(tǒng)的可靠性[3]。

3.2.2 維修技術的可靠性

在故障分析的過程中，相關的技術和理論也在不斷發(fā)展，因此選擇有利的維修技術十分重要。從而有針對性的對系統(tǒng)進行檢測。狀態(tài)監(jiān)測是維修技術中的關鍵步驟，不斷分析可靠性的特點，用邏輯分析決策法等可以控制和分析影響的因素。可以采用技術培訓等方式提高人的可靠性，從而保證維修技術的可靠性[4]。

4 結(jié)語

安全可靠的提升機制動系統(tǒng)是礦井提升機正常運行和礦井安全生產(chǎn)的重要保障，因此應積極研究和設計安全可靠的提升機制動系統(tǒng)，并制定一套完善的系統(tǒng)故障監(jiān)測、預防、維修等技術方案。

[1] 余洪偉，楊錦濤，周建，等.礦井提升機制動系統(tǒng)安全可靠性分析[J].煤礦機械，2015，36（7）：140-142.

[2] 喬紅兵，陳占營，陳安林，等.基于故障樹的礦井提升機制動系統(tǒng)在線監(jiān)測研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012，25（6）：139-141.

[3] 周生偉，馮剛.基于專家系統(tǒng)的礦井提升機制動系統(tǒng)的遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的開發(fā)[J].機械管理開發(fā)，2010，25（6）：63-64.

[4] 艾維順.絞車液壓站工作制動系統(tǒng)可靠性分析與對策[J].礦山機械，2003（2）：29-30.