煤礦立井提升機新型盤形制動器的應用分析

周 慧

（晉能控股煤業集團同家梁礦，山西 大同 037025）

1 同家梁礦礦井提升機盤形制動器應用現狀

同家梁礦維修了很多次井車主、副房的制動器，其盤形制動設備已經老化損壞，急需更換新的設備。具體表現在：壓力傳感器的碟簧力內部有一個弊端，就在蝶形彈簧的墊片處；筒體的正壓制動力和活塞內部產生的摩擦力統稱為碟簧力，當閘盤與閘瓦無法貼合，就代表出現了油泥卡滯或者筒體以及活塞出現鐵銹，此時，就出現了監控失效。即使監控系統的壓力依然存在，但正壓制動力無法正常反應反映。經過一系列的研究總結，最終確定的方案是將制動器替換為盤形智能監測型號的，這種制動器安裝了傳感器，可以在內部監測正壓力，經實驗，可以消除碟簧力傳感器的相關問題。

2 盤形制動器的智能監測

傳感器的誤差嚴格控制在1%以內，把傳感器內置在制動器中，來將正壓力制動。而正壓力F的制動是根據圓柱形傳感器通過檢測閘盤上制動的閘瓦正壓力得到的，《煤礦安全規程》規定的許用值[F]，是依據第426 條規定制動裝置產生的制動力矩與旋轉力矩的最大載荷之比K，K 值要大于3的規定來確定正壓力制動值。由此產生準確的正壓力制動值。

在制動過程中，代表可以下次開車的狀態是F>[F]，同理，代表下次開車閉鎖的狀態是F<[F]；當F=0時，代表可以敞閘開車，同理，當次閉鎖開車的狀態是F>0，必須當次閉鎖開車的原因是制動過程中的制動閘發生故障，要采取相應的診斷；在行車過程中，制動時的制動閘發生故障的狀態是F>0[3-4]，此時要進行安全制動。盤式制動器具體的正壓力制動的智能監測安裝現場圖，見圖1。

圖1 智能監測制動正壓力的盤式制動器

以前采用的測量閘瓦間隙，是用百分表和塞尺這種傳統的工具來測量，不僅要耗費大量的時間精力，而且會受到很多人為因素的影響，最終得到的精度不高，無法實現實時監測。所以，將測量閘瓦間隙的方法改進為傳感器電渦流非接觸測量。這種測量基準是制動器襯板，利用傳感器的探頭來實時監測閘瓦襯板的移動，最終確定制動器的閘瓦組件狀態。

3 現場應用盤形制動器的智能監測系統

3.1 盤形制動器失效案例分析

當閘盤貼合不到閘瓦時，代表油泥卡死了閘座孔及筒體外圓，見下頁圖2。當F2-f1=F=0，即正壓力F的制動是零，說明f1數值太大，會出現F2=f1的狀態，碟簧力F2被錯誤監測為與f1相等，F2即使沒出現檢測的相關故障，也會被認為發生了很大的正壓力制動隱患[5-6]。

圖2 監測碟簧力的制動器診斷故障的失效案例

閘盤在敞閘開車過程里一定要與閘瓦保持一定的閘間隙，才能確保正壓力F的制動為0，見下頁圖3。當活塞被F1油壓力壓在后蓋，代表螺栓軸發生斷裂，當F=F2>0 時，閘瓦被碟簧力F2壓到閘盤，會發生故障，閘盤及閘瓦和在行車過程被磨壞，無法再用碟簧力監測診斷行車故障，為了避免這種情況，要設置很大的F22碟簧力，一直保持在停車制動及敞閘開車這兩種狀態下。

圖3 監測碟簧力診斷故障的失效案例

3.2 現場處理盤形制動器的方案

將監控裝置加裝在制動系統，可以實現盤形智能制動器的系統提升。主機的人機接口采用的顯示屏是12.1 寸電阻式工業級TFT 觸摸屏，工控機不會被底層硬件和軟件驅動干擾，減少了病毒影響，專用的ARM 電路板卡可以整體設置參數。無線通信的WIFI 模式，可以使主機的布線更加簡單明了；安裝接口全部獨立，可以實現車房不同部位的安裝；監視實時系統可以自行診斷每個子模塊，顯示工作狀態[7]。

閘間隙傳感器和觸摸顯示屏以及正壓力制動傳感器和儀器設備箱共同組成了控制監測裝置。閘間隙傳感器與儀器設備箱和CAN 總線完成的通信過程即觸摸顯示屏實現采集數據的工作過程。數據經過CAN 總線進行傳輸，再被主機接收，進行數據處理，完成最終的顯示。配合相應的數據算法，記錄并報警數值超限狀態，實現實時監測制動液壓系統的功能。

4 結語

中國煤炭的相關工業協會認證該礦具備可靠安全的立井提升機系統，加裝的監控裝置以及盤形智能制動器在國際水平中處于領先地位。制動器經過改造，在閘瓦及活塞的連接螺桿處，加裝了正壓力制動傳感器，控制在1%以內的傳感器誤差，可以實時監測閘盤被閘瓦施加的正確制動正壓力，提高了監控的準確率。