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技術(shù)實(shí)力是中國礦業(yè)大學(xué)礦山機械摩擦材料科研基地、教學(xué)實(shí)習基地，是河南科技大學(xué)產(chǎn)學(xué)研基地，是中國重型機械工業(yè)協(xié)會(huì )會(huì )員單位，是摩擦襯墊、塑料襯板等五項產(chǎn)品行業(yè)標準制定者。
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新聞資訊我公司擁有高水品的研發(fā)團隊和先進(jìn)的檢測設備，具有足夠的能力優(yōu)化已有的產(chǎn)品和研發(fā)新產(chǎn)品，產(chǎn)品系列化，結構多樣化，性能更加完善。
礦井提升機徑向液壓彈簧閘技術(shù)改造
發(fā)布時(shí)間：
2024-02-26
來(lái)源：
礦井提升機是礦山企業(yè)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵提升設備之一，制動(dòng)系統是保障提升機實(shí)現安全制動(dòng)的核心組件，其安全可靠性直接影響礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。
我國在用的礦井提升機制動(dòng)系統，需要改造的有兩種：一種是國產(chǎn) XKT 系列的老式盤(pán)型閘，另一種是國產(chǎn)或進(jìn)口的閘輪結構制動(dòng)器。經(jīng)過(guò)幾十年的運行，閘輪結構的制動(dòng)系統不僅逐漸暴露出結構復雜、傳動(dòng)環(huán)節多、配件缺乏、維修困難、司機勞動(dòng)強度大等問(wèn)題，還存在“單線(xiàn)制動(dòng)”，即2 套閘瓦共用1 套傳動(dòng)系統。因后者的相關(guān)技術(shù)指標很難滿(mǎn)足《煤礦安全規程》的有關(guān)要求，必須對其進(jìn)行改造。筆者簡(jiǎn)要介紹采用徑向液壓彈簧閘技改的方法，供同行參考。
1 改造方案遵循的原則
提升機制動(dòng)系統的技術(shù)改造必須遵循以下原則：
（1）必須全面滿(mǎn)足《煤礦安全規程》的有關(guān)規定，不僅要保證原制動(dòng)系統的固有可靠性，還要在改造后最大限度地提高使用可靠性，提高其綜合可靠性。
（2）盡可能保留原系統的結構型式，力求結構簡(jiǎn)單，提高集成化水平。
（3）現場(chǎng)安裝、調試時(shí)間短，最大限度地減少制動(dòng)系統改造后的維護及調試量。
（4）盡可能地降低改造成本和運行維護成本，以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
2 改造方案
2.1 技術(shù)路線(xiàn)的確定
目前，對在用舊角移式提升機制動(dòng)系統的改造，有兩條技術(shù)路線(xiàn)：一條是采用國產(chǎn) XKT 系列提升機的盤(pán)型閘，另一條是采用國產(chǎn)化試制成功并推廣的液壓彈簧閘。
舊式彈簧閘由于其結構的原因，若將其改為盤(pán)型閘，工作量偏大，工期偏長(cháng)，成本偏高。而采用徑向液壓彈簧閘的技改已有幾十年，技術(shù)相對成熟，在本方案中選定液壓彈簧閘。
2.2 具體方案
（1）受力平衡 保留舊制動(dòng)系統受力平衡的優(yōu)點(diǎn)。方法是：使提升機制動(dòng)梁、基座和原閘系之間的距離滿(mǎn)足一定的關(guān)系。
（2）閘基座 保留原閘基座及地腳螺栓，不僅可以保證受力平衡，還可以減少安裝工作量，縮短工期。
（3）綜合閘 早期國產(chǎn)的 JKA 型提升機，舊角移式閘瓦存在磨損不均問(wèn)題，其制動(dòng)系統的改造采用綜合閘（見(jiàn)圖 1），以減少閘瓦磨損，延長(cháng)閘瓦使用壽命。
圖1 JKA 系列提升機制動(dòng)系統示意
（4）提高使用可靠性 改造后的閘系結構中，液壓元件應盡量遠離閘面，以減少或消除液壓油污染閘面的概率。方法是：保留二級杠桿傳動(dòng)，使徑向液壓彈簧閘更便于參與工作制動(dòng)，提高制動(dòng)器的使用可靠性。
（5）驅動(dòng)器結構集成化 改造時(shí)采用碟形彈簧串聯(lián)結構（見(jiàn)圖 2）。碟簧串和千斤頂置于一個(gè)套筒內，液壓彈簧驅動(dòng)器成為一個(gè)整體結構（相當于盤(pán)式閘的閘頭）。該結構更加簡(jiǎn)單，便于安裝、調試與維護，易于實(shí)現標準化、集成化、系列化。
圖2 液壓彈簧驅動(dòng)器結構示意
1.螺紋內套筒 2.外套筒 3.驅動(dòng)器拉桿 4.碟形彈簧 5.千斤頂 6.管接頭
（6）動(dòng)態(tài)監控 在驅動(dòng)器套筒兩側開(kāi)有窗口，便于司機或工作人員隨時(shí)監控和調整，提高制動(dòng)系統的使用可靠性。
（7）底拉桿 利用圖解法分別求解原角移式閘系和改造后的徑向液壓彈簧閘系的受力情況，分析后發(fā)現徑向液壓彈簧閘支座反力的水平分力大于原角移式閘。為克服這一現象，改造時(shí)在兩側閘梁底座銷(xiāo)軸之間增加了可調的水平底拉桿（見(jiàn)圖 3），以減小水平分力。
圖3 徑向液壓彈簧閘底拉桿示意
3 應用效果
從20 世紀80 年代到現在，共有350 多臺提升機制動(dòng)系統的改造采用徑向液壓彈簧閘，其中有250 多臺舊角移式提升機。經(jīng)過(guò)幾十年的研究實(shí)踐和監測，改造后的應用效果良好。當時(shí)，該項技術(shù)被煤炭工業(yè)部列入全國重點(diǎn)推廣的“100 推”，并編入了高等學(xué)校教材。采用經(jīng)向液壓彈簧閘進(jìn)行技改的主要優(yōu)勢有：
（1）固有可靠性高 符合《煤礦安全規程》規定；
（2）使用可靠性高 這是徑向杠桿式液壓彈簧閘的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)。
（3）安裝調試工期短 保留了原制動(dòng)系統的滾筒與制動(dòng)輪結構、閘系基礎，連同電控系統的 PLC 同步改造，如果前期準備充分，工期一般不超過(guò)4 d，最短的可在2 d 內完成。
（4）改造成本低 液壓彈簧驅動(dòng)器懸掛連接，上掛之前基本預調到位，上機后微調即可，改造工作量小，工時(shí)及材料消耗少，其成本約為盤(pán)式閘的一半。
（5）維護成本低 由于徑向杠桿式液壓彈簧閘閘面被污染的概率少，碟簧和千斤頂動(dòng)態(tài)監控及調整及時(shí)，閘瓦壽命長(cháng)，因而其維護成本相對較低。
（6）方案簡(jiǎn)單 對于滾筒直徑大于4 m 的舊式提升機，推薦采用氣壓-重錘平移式制動(dòng)器。該改造方案不僅保留了滾筒制動(dòng)輪構件、基礎、前后制動(dòng)梁，還保留了三角杠桿和頂部拉桿，方案更為簡(jiǎn)單。以 HKMZ 型提升機為例，改造前后分別如圖4、5 所示。對比兩圖可知，改造量更少，因而成本更低，且造型美觀(guān)，達到了預期的效果。
圖4 改造前的 HKMZ 型提升機制動(dòng)系統
1、基座 2.主支撐立柱 3.后制動(dòng)梁 4.垂直拉桿 5.三角杠桿 6.頂拉桿 7.制動(dòng)滾筒 8.前制動(dòng)梁 9.把手 10.底拉桿 11.輔助支撐立柱
1、圖5 改造后的 HKMZ 型提升機制動(dòng)系統
1.基座 2.主支撐立柱 3.后制動(dòng)梁 4.制動(dòng)滾筒 5.頂拉桿 6.三角杠桿 7.閘頭 8.垂直拉桿 9.前制動(dòng)梁 10.底拉桿
4 結語(yǔ)
（1）針對老舊提升機的改造，采用徑向液壓彈簧閘的結構，既保證了固有可靠性，又最大限度地提高了使用可靠性。
（2）和盤(pán)形閘相比，徑向液壓彈簧閘還是存在傳動(dòng)環(huán)節多、響應時(shí)間慢等問(wèn)題。
（3）在提升機制動(dòng)系統改造時(shí)，盤(pán)形閘具有徑向尺寸小、體積小、慣性小、反應速度快的優(yōu)點(diǎn)，加上智能化監側、反饋機制和精細管理，其固有可靠性可得以更好發(fā)揮，但造價(jià)和成本要高一些。建議大型、特大型提升機配置盤(pán)式閘，中小型及井下環(huán)境惡劣的提升機配置徑向液壓彈簧閘。
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