猴車(chē)軟啟動(dòng)與防掉繩裝置的研制與使用

文/閆勇

猴車(chē)全稱為礦山架空乘人索道，主要的用途就是對(duì)地下礦山工人進(jìn)行傳送。目前煤礦生產(chǎn)中對(duì)猴車(chē)的使用不斷增加，怎樣保證候車(chē)的安全運(yùn)行也逐漸成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。在猴車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中如果猴車(chē)鋼絲繩扭勁，很容易造成猴車(chē)鋼絲繩脫落，給猴車(chē)運(yùn)行和工作人員帶來(lái)危險(xiǎn)，基于此種危險(xiǎn)情況，本文就將對(duì)猴車(chē)軟啟動(dòng)和防掉繩裝置的研制進(jìn)行詳細(xì)研究，希望能為猴車(chē)安全運(yùn)行提供一定參考和幫助。

1 猴車(chē)結(jié)構(gòu)特征和主要工作原理

猴車(chē)裝置主要是借助電動(dòng)機(jī)作用帶動(dòng)減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪，在摩擦傳動(dòng)架空線路上對(duì)索輪上的無(wú)極鋼絲繩進(jìn)行支撐，在鋼絲繩對(duì)吊椅和尾輪之間進(jìn)行相應(yīng)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。在此環(huán)節(jié)中，鋼絲繩借助尾部張緊裝置進(jìn)行張緊運(yùn)動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)鋼絲繩在托輪減的張力，設(shè)有上下站機(jī)構(gòu)。其中猴車(chē)設(shè)備主要有驅(qū)動(dòng)裝置、被動(dòng)尾輪裝置、張緊裝置、運(yùn)載索道、拖繩、乘人吊具和抱索器、電控部分等組成。

2 猴車(chē)電控系統(tǒng)組成

猴車(chē)電控系統(tǒng)主要有PLC 防爆電控箱、本案操作臺(tái)、磁力啟動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器磁力啟動(dòng)器等，通過(guò)對(duì)失壓、短路、過(guò)載保護(hù)猴車(chē)系統(tǒng)綜合保護(hù)裝置的結(jié)合，組成猴車(chē)電控系統(tǒng)。此種裝置主要應(yīng)用的是日本三菱PLC 技術(shù)，通過(guò)設(shè)備的使用對(duì)系統(tǒng)控制工作進(jìn)行編程。一般猴車(chē)裝置需要設(shè)置相應(yīng)保護(hù)裝置：過(guò)速、欠速保護(hù)、鋼絲繩張緊保護(hù)和過(guò)卷保護(hù)等。

3 對(duì)PLC技術(shù)和軟啟動(dòng)控制器的結(jié)合

在猴車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中，突然啟動(dòng)的裝置對(duì)于電機(jī)、減速機(jī)和尾輪等機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的震動(dòng)沖擊，很容易造成設(shè)備損壞，設(shè)備在此種情況下出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，不利于工作的正常運(yùn)行，甚至還將對(duì)工作人員生命安全產(chǎn)生影響。猴車(chē)電控系統(tǒng)對(duì)軟啟動(dòng)控制器的加裝，可以保證猴車(chē)電控系統(tǒng)和軟啟動(dòng)控制器的充分結(jié)合，有助于降低對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊，為乘坐猴車(chē)人員的安全性提供有效保障。在PLC 控制系統(tǒng)中通過(guò)對(duì)編程的有效控制，需要輸出常開(kāi)接點(diǎn)，在帶動(dòng)小型繼電器的過(guò)程中，對(duì)軟啟動(dòng)中的按鈕進(jìn)行帶動(dòng)，在有效軟啟動(dòng)的同時(shí)，保證軟停止。在對(duì)該組合系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，可以更好的幫助電機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑加速，不會(huì)對(duì)電機(jī)減壓?jiǎn)?dòng)器中出現(xiàn)的瞬間扭矩沖擊問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)生電機(jī)減壓?jiǎn)?dòng)器的電壓和電流沖擊問(wèn)題。

4 軟啟動(dòng)的工作原理

軟啟動(dòng)器借助三相反并聯(lián)晶閘管作為主要調(diào)壓器，固定在電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路比如三項(xiàng)全控橋式整流電路工作方式相對(duì)比較復(fù)雜。在對(duì)軟啟動(dòng)器進(jìn)行使用的過(guò)程中，晶閘管中的輸出電壓會(huì)不斷增加，而電動(dòng)機(jī)的加速過(guò)程中，會(huì)對(duì)晶閘管進(jìn)行有效導(dǎo)通，而電動(dòng)機(jī)工作會(huì)更有效的表現(xiàn)在額定電壓機(jī)械特性中，在保證平滑啟動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)啟動(dòng)電流進(jìn)行合理控制，避免出現(xiàn)過(guò)流跳閘的問(wèn)題。如果電機(jī)在工作中達(dá)到了額定轉(zhuǎn)速要求，在啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，軟啟動(dòng)器會(huì)自動(dòng)借助旁路接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管工作的要求，從而對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作提供所需電壓，避免出現(xiàn)晶閘管熱損耗問(wèn)題的出現(xiàn)，這種方式不僅能對(duì)軟啟動(dòng)器自身使用壽命進(jìn)行提升，對(duì)于工作效率的提升，降低電網(wǎng)諧波污染有著重要影響。

5 軟啟動(dòng)和全壓?jiǎn)?dòng)的有效對(duì)比

通過(guò)對(duì)軟啟動(dòng)和全壓?jiǎn)?dòng)器的有效對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)軟啟動(dòng)的優(yōu)勢(shì)更為顯著，軟啟動(dòng)的優(yōu)勢(shì)特征主要表現(xiàn)為：

（1）能對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生相關(guān)性波動(dòng)。

（2）對(duì)電網(wǎng)的影響顯著。經(jīng)研究對(duì)比，對(duì)電網(wǎng)的影響主要分為兩個(gè)方面：首先，超大型電機(jī)的直接啟動(dòng)會(huì)在電路中產(chǎn)生較大電流，這種電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊和三相短路帶給電網(wǎng)的影響較為一致，不僅會(huì)造成發(fā)功率的明顯震蕩，還會(huì)造成電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。其次，超動(dòng)電流中通常具備大量高次諧波，并且與電網(wǎng)電路參數(shù)產(chǎn)生高頻諧振，這種情況很容易出現(xiàn)繼電保護(hù)失誤或是控制系統(tǒng)失靈問(wèn)題。而軟啟動(dòng)器在啟動(dòng)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的明顯降低，因此這些問(wèn)題能得到有效避免。

（3）對(duì)電機(jī)絕緣問(wèn)題產(chǎn)生影響，大大降低了電機(jī)使用壽命。因?yàn)榇箅娏髯饔孟庐a(chǎn)生的焦耳熱會(huì)對(duì)導(dǎo)線外絕緣產(chǎn)生反復(fù)作用，在加速絕緣老化的過(guò)程中，對(duì)其使用壽命造成影響。并且大電流工作中會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)線與導(dǎo)線的互相摩擦影響，這也會(huì)對(duì)絕緣壽命產(chǎn)生影響。在軟啟動(dòng)過(guò)程中，可以將電流進(jìn)行有效降低，瞬間發(fā)熱量也只是傳統(tǒng)方式的四分之一，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)使用壽命的明顯提升。在軟啟動(dòng)過(guò)程中電機(jī)端的電壓可以從零進(jìn)行調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓傷害的穩(wěn)定控制和降低。

（4）電動(dòng)力對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的影響。大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上往往會(huì)產(chǎn)生較大沖擊作用，甚至?xí)l(fā)線圈變形和鼠籠條斷裂問(wèn)題。但是在軟啟動(dòng)過(guò)程中，由于最大電流較小，所以對(duì)設(shè)備的沖擊力影響也將大大降低。

（5）對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的影響。在全壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程中，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的兩倍，因此在對(duì)靜止設(shè)備產(chǎn)生影響的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)加速風(fēng)葉疲勞或是斷裂情況。但是軟啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩通常不會(huì)超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩，因此在實(shí)際工作中也能對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行有效避免。獨(dú)立變壓器供電方式在電網(wǎng)電壓波動(dòng)過(guò)程中也將得到更有效的緩解和改進(jìn)。

6 防掉繩裝置的研制

在猴車(chē)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)最嚴(yán)重的問(wèn)題就是鋼絲繩突然掉繩槽。鋼絲繩出現(xiàn)突然掉槽會(huì)對(duì)乘坐人員帶來(lái)極大的安全威脅。輕者可能會(huì)掉落一兩個(gè)繩槽，對(duì)乘坐人員造成身體傾斜，重者鋼絲繩整個(gè)出現(xiàn)脫落，很可能會(huì)將乘坐猴車(chē)的人員砸傷甚至死亡。雖然猴車(chē)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中有鋼絲繩槽進(jìn)行相應(yīng)脫槽保護(hù)，即便對(duì)猴車(chē)的保護(hù)起作用，對(duì)猴車(chē)進(jìn)行及時(shí)逼停，但是由于鋼絲繩出現(xiàn)脫槽，因此對(duì)于工作工作人員的影響和傷害也是不可忽視的。

猴車(chē)出現(xiàn)掉繩的主要原因就是繩子中心線和螺旋輪中的外徑不在同一個(gè)平面，產(chǎn)生這一問(wèn)題的因素也也有很多，比如地質(zhì)變化造成巷道本身壓力作用變形、輪墊磨損、局部超載問(wèn)題都會(huì)對(duì)繩子松緊度產(chǎn)生重要影響。按照鋼絲繩的實(shí)際運(yùn)行方式可以自主加工單向擺動(dòng)防脫繩裝置，讓猴車(chē)在世界運(yùn)行中保持?jǐn)[動(dòng)要求，這樣魚(yú)口的擺動(dòng)范圍就是拖繩輪的寬度，不會(huì)出現(xiàn)擋座椅的問(wèn)題出現(xiàn)。這種裝置加工合理性更強(qiáng)、有著較強(qiáng)安全性，同時(shí)成本較低，因此能對(duì)猴車(chē)運(yùn)行中出現(xiàn)的鋼絲繩脫落問(wèn)題進(jìn)行有效解決，在降低脫繩事故的基礎(chǔ)上，有效保障猴車(chē)運(yùn)行安全。

7 結(jié)束語(yǔ)

在猴車(chē)的加裝軟啟動(dòng)控制下，可以更好的將PLC 和軟啟動(dòng)器進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在猴車(chē)軟啟動(dòng)和軟停止過(guò)程中，進(jìn)一步降低猴車(chē)對(duì)機(jī)械設(shè)備和乘坐人員產(chǎn)生的負(fù)面影響。此外，通過(guò)對(duì)猴車(chē)防掉繩保護(hù)裝置的加裝，不僅能對(duì)猴車(chē)安全運(yùn)轉(zhuǎn)效率進(jìn)行提升，還將提升鋼絲繩的安全性，推進(jìn)相關(guān)工作的有效開(kāi)展。