KJ型矿井提升机过卷的防治方法探讨.pdf

问题探讨 文章编号 1003 - 496X200111 - 0037 - 03 KJ型矿井提升机过卷的防治方法探讨 张新民,张有智,段 雄 中国矿业大学机电学院,江苏 徐州221008 摘 要本文讨论了目前现场广泛使用的KJ型提升机产生过卷的条件、 原因和相应的防治 措施。对制动闸失灵而造成的过卷事故提出了防治对策。 关键词副井提升;过卷;事故分析;事故防治 中图分类号 TD534. 2 文献标识码 C 矿井提升设备一旦发生过卷,小则影响生 产,大则会引起提升容器、 钢丝绳及井架等设备 的损坏,甚至导致人员的伤亡。过卷事故的大 小,在很大程度上取决于提升设备的状况。目 前有相当一部分矿井使用的是油压块闸制动系 统的KJ型提升机,这种提升机不仅数量多,而 且存在的问题也不少。本文将以这种提升机为 研究对象,分析其产生过卷的原因及相应的防 治对策。 1 过卷发生的条件 为了分析矿井提升机过卷,先从井架高度 的计算公式入手,井架高度的计算公式如下 H架H卸H容H安过 0.75R天 式中 H卸 提升容器卸载高度; H容 提升容器高度; R天 天论半径; H安过 煤矿安全规程92版以下 简称 规程要求的安全过卷 高度。 然而,提升机工作过程中实际需要的过卷 高度H实过为 H实过h开关h空行h制动h开关V井口 t空行V 2 井口/2a安 式中 h开关 过卷开关距容器正常卸 载点的安装高度; h空行 过卷开关动作后到制动闸瓦 与制动轮刚一接触时容器运行 的距离, h空行V井口t空行; h制动 从制动闸瓦与制动轮刚一接 触到容器停止时容器的运行 距, h制动V 2 井口/2a安; t空行 过卷开关动作后到制动闸瓦与 制动轮刚一接触时制动闸的空 行程时间; V井口 容器接近井口时的速度; a安 紧急制动减速度。 显然,若H实过H安过,提升系统就会发生 过卷。以罐笼提升为例,提升速度为2. 5 m/ s , H安过 4 m ,V井口 1. 5 m/ s ,t空行 0. 5 s ,a安 1. 5 m/ s2,则经计算得到H实过 2 m。由此 可以看出,H实过H安过,这 样容器就会撞击天轮和井架,甚至将提升钢丝 73 第11期 煤矿安全 2001年11月 绳拉断,这种事故在矿井生产中时有发生,它严 重影响着矿井的高效安全生产。下面将具体地 分析以上各个参数超过正常规定的原因及防治 对策。 2. 1 过卷开关的安装高度h开关 有些矿井由于考虑绞车司机操作不熟练而 又怕影响正常的提升作业,就有意地将H开关的 位值加大,其目的是为了减少误动作的次数。 这种做法是不合适的,当过卷开关失灵时,问题 就更加严重了。所以正确的做法是按 规程 要 求来确定h开关的具体安装位置,并且在实际运 行和维护中应经常检查过卷开关动作的可靠性 和灵敏度。 2.2 容器接近井口的速度 V 井口 为了使提升容器能准确和安全停车,减速 以后还设有2～5 m的爬行距离,容器并以 V井口 0.5 m/ s的爬行速度接近井口。其爬行 距离随减速开关在深度指示器上的安装位置而 定,现场工作人员有的为了缩短一次提升循环 时间,将减速开关的位置后移,这是不应该的。 笔者在科研工作中,在现场曾经不止一次地发 现到这种情况。另外在现场曾经发生过深度 指示器上减速开关的拨爪因润滑不良被卡住不 起作用此时过速断电器也失灵 , 以致提升容 器以全速接近井口而发生严重的过卷事故。因 此要注意对提升机深度指示器上的拨爪的维 护,使其动作灵活。 2. 3 紧急制动减速度a安 过卷最易发生的情况是在下放货载时进行 紧急制动,此时减速度a安的计算公式为 a安M制-M静/ΣmR筒 式中 Σm 提升系统的总变位质量; R筒 滚筒半径; M制 制动力矩; M静 静负荷力矩。 显然,制动力矩越小和静负荷力矩越大, a安值就越小,对防治过卷就越不利,而制动力 矩的大小与制动重锤的重力有关,所以必须对 制动重锤进行正确的计算与选定。 2. 4 制动闸的空行程时间t空行 制动空行程时间的增大对防治过卷极为不 利,为了有效地防治提升机在运行中过卷,必须 最大限度地减少提升机制动的空行程时间。提 升机制动空行程时间增大的原因主要有以下几 种情况 1闸瓦间隙过大。角移式闸瓦中心处的 间隙规定为1. 5～12 mm ,并且还规定此间隙 大于2. 5 mm时,闸瓦磨损开关应动作,实行安 全制动。因此要根据上述规定经常注意调整闸 瓦间隙及闸瓦磨损开关的安装位置。 2制动装置传动杆件连接处间隙过大。 制动装置传动杆件连接处的间隙在运行一段时 间后会逐渐增大,过大的间隙会影响制动力的 传递速度和降低制动效果,实际应用中应定期 检查和及时调整。传动杆件的配合间隙可参考 表1 表1 传动杆件的配合标准间隙和磨损极限 mm 轴径18～3030～5050～8080～120120～180 标准间隙0. 03～0. 130. 04～0. 150. 05～0. 180. 06～0. 210. 08～0. 25 磨损限度0. 300. 400. 500. 600. 70 3制动装置传动杆件连接处润滑不良。 制动装置传动杆件连接处润滑不良会导致制动 过程中阻力的增加,直接影响制动力的传递和 减少有效制动力,进而影响制动效果,增加发生 过卷的可能性。在实际工作中应争取在连接处 做到每日注油一次,并且有些销孔内可以改装 成加铜套的方式,一些矿井采用这种方法后传 动效果较好。 4四通阀阀芯的过堵量过大。过堵量是 指阀芯隔离制动油缸与回油管的密封距离。若 过堵量过大会影响四通阀回油时间,从而增加 制动的施加时间,导致空行程时间的增大。一 般认为过堵量等于10 mm比较合适。 3 制动闸失灵造成的过卷分析与防治 制动闸失灵是造成提升机过卷的重要原因 83 第11期 煤矿安全 2001年11月 之一,其表现有 “卡缸” 造成的制动闸失灵和活 塞虽然下落但无制动力两大类。 3. 1 “卡缸” 造成的制动闸失灵 所谓 “卡缸” 就是当制动缸内活塞下降到某 一位置而不再下降。这会使制动力矩施加不上 去。据我们调查,这类事故在湖南省锡矿山矿 务局南矿主井、 副井,江西省漂唐钨矿,焦作矿 务局冯营矿等矿多次发生过。其主要原因及防 治措施有以下几个方面。 1活塞上的皮碗过紧。一般认为在安装 时加上两块制动重锤,活塞顺利下落较合适。 2活塞上的皮碗老化变硬。应对皮碗进 行定期检查,如发现皮碗有异样时要即时更换。 另外可用活塞涨圈代替皮碗也能取得较好的效 果。 3制动油缸缸面出现台阶。这种情况在 检修时应加以注意和及时修理。 4活塞底部压环螺钉松脱,以致压环偏 移,增大活塞下移的阻力。这种情况需要定期 检查,另外,可用钢丝绳将几个螺钉的头部连在 一起。 5制动缸内的活塞连杆及连杆导向套安 装偏心。对此要及时调整,而且在安装时要提 高安装质量。 6活塞表面附着脏物。应定期清洗管道、 阀门、 滤油器、 油缸和活塞等。并且要做到半年 更换一次油。 此外,当司机操纵制动手把,发现活塞下移 不平稳或有卡缸现象时,应立即刹车,这时可先 将制动手把推到全松闸位置,然后快速拉回到 全制动位置,从而压力油便急速由油缸中流出, 重锤迅速下落,在此惯性力的作用下,活塞就能 顺利地克服缸壁阻力而下降,实现紧急制动。 3. 2 活塞虽然下落但无制动力 活塞虽然下落,但不产生制动力,这是制动 闸完全失灵的表现。其主要原因在于 1制动重锤脱落。因为悬挂制动重锤的 拉杆螺纹锈蚀损坏,紧急制动时,重锤会在惯性 力的作用下脱落。因此平时检修时要注意拉杆 螺纹是否生锈,或者加挂保险绳。 2活塞与缸体接触。这是由于安装和调 整不当或闸瓦过度磨损所造成的。安装时一般 要求全制动时活塞距缸底的距离为150～200 mm ,即活塞连杆套筒外伸的距离为110～160 mm。此外,当闸瓦磨损到一定程度时需要及时 更换。 3制动闸拉杆断裂。制动闸拉杆在工作 中经常受到交变载荷的作用,其疲劳裂纹的发 展有一个渐进的过程。所以一般要经常注意检 查拉杆在过渡截面处是否有裂纹的产生或发 展。若拉杆的裂口是逐渐形成的一般通常是 这样 , 裂口达到一定程度时,闸瓦磨损开关将 会动作。所以当闸瓦磨损开关动作时应引起我 们的高度重视。这可能是制动闸拉杆断裂的前 兆,这种情况在现场极易被忽视,它隐藏着极大 的危险性。 4制动梁下方销子与销孔粘结在一起。 制动梁下面是非常隐蔽的地方。由于该处润滑 不良,特别是在连续加闸过放重物时,销孔会过 度摩擦而产生高温,甚至烧结,从而使制动性能 失效。所以应注意销孔的润滑,必要时也可将 销孔内加装铜套,这种方法效果明显。 4 结 论 本文讨论了目前现场使用较为广泛的KJ 型提升机产生过卷的条件、 原因和相应的防治 措施。对制动闸失灵而造成过卷进行了具体分 析并提出了防治对策。所得结论对该类型提升 机的现场维护工作具有指导意义。最后还须说 明的一个问题是,为了弥补KJ型矿井提升机制 动系统的缺陷,有些矿井已经加装小抱闸,其效 果是很好的。 作者简介张新民1964 - ,男,汉族,湖北黄梅 人,1996年毕业于中国矿业大学北京研究生部。焦作 工学院副教授,中国矿业大学在读博士研究生。主要从 事矿山机械工程和非线性科学研究与教学工作。公开 发表论文26篇,出版专著和教材3部。 收稿日期2001 - 04 - 30 ;责任编辑高淑娟 93 第11期 煤矿安全 2001年11月