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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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礦用多繩摩擦式提升機常見(jiàn)故障分析
發(fā)布時(shí)間：
2023-12-06
來(lái)源：
礦井提升是煤炭生產(chǎn)環(huán)節中至關(guān)重要的一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節，是聯(lián)系井下與地面的紐帶。主井主要用來(lái)提升井下生產(chǎn)的煤炭，一般年產(chǎn)不小于30萬(wàn)t的礦井多采用箕斗提升，年產(chǎn)不大于30萬(wàn)t的礦井多采用罐籠提升。礦井提升設備特別是礦井提升機發(fā)生故障，不僅直接影響井下生產(chǎn)，還對井下作業(yè)人員的生命安全造成重大威脅。因此，分析礦用多繩摩擦式提升機常見(jiàn)機械故障，查明原因，進(jìn)而提出針對性的解決方案，對于提高煤礦安全生產(chǎn)水平具有重要作用。
一、 多繩摩擦式提升機原理
按工作原理的不同，礦井提升機大體可以分為兩大類(lèi)，即單繩纏繞式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。單繩纏繞式提升機適用于淺、斜井，在埋深大的礦井及提升強度較高的礦井則優(yōu)先選用多繩摩擦式提升機。多繩摩擦式提升機與單繩纏繞式礦井提升機的不同之處在于鋼絲繩與主導輪的纏繞固定方式。
多繩摩擦式提升機的鋼絲繩被設置在主導輪摩擦襯墊上，鋼絲繩的兩端分別吊掛罐籠、箕斗，平衡尾繩掛置于罐籠、箕斗的下部位。當罐籠、箕斗被提升機提升時(shí)，鋼絲繩一旦受力就會(huì )緊緊的壓在摩擦襯墊上。電動(dòng)機通過(guò)減速器帶動(dòng)主導輪，會(huì )產(chǎn)生較大的摩擦力，作用于鋼絲繩和摩擦襯墊之間，使主導輪轉動(dòng)，最終完成礦井提升工作。
多繩摩擦提升機結構見(jiàn)圖1。
2圖1多繩摩擦式提升機結構示意1一主導輪；2一井架天輪；3一鋼絲繩；4一罐籠、箕斗；5一平衡尾繩
二、 提升機常見(jiàn)故障
減速器作用與故障分析
多繩摩擦式提升機減速器可以在減速的同時(shí)提高電機輸出扭矩，扭矩輸出比為電機輸出扭矩乘以減速比，且小于減速器額定扭矩。提升機減速器降低了負載慣量，慣量的減少量為減速比的平方。礦井提升機屬于低速重載機械，作業(yè)環(huán)境復雜，罐籠、箕斗對提升機沖擊力較大，齒輪傳動(dòng)有效率高，尺寸小，適應性強。鑒于斜齒輪傳動(dòng)具有沖擊、震動(dòng)、噪聲小的優(yōu)勢，提升機齒輪傳動(dòng)方式一般優(yōu)先選擇斜齒輪傳動(dòng)。
減速器齒輪損傷
裂紋是齒輪損傷中較為常見(jiàn)的一種現象，礦井提升機在高強度運行期間，減速機齒輪間摩擦過(guò)于頻繁。高強度作業(yè)和過(guò)熱溫度會(huì )降低齒輪強度，齒輪齒會(huì )出現斷裂的危險。為避免出現齒輪齒斷裂，一是要使用鑄造質(zhì)量符合要求的齒輪；二是要避免礦井提升機超長(cháng)時(shí)間作業(yè)，日常巡檢期間對提升機減速器內的齒輪進(jìn)行機械檢修。
提升機減速器內齒輪不斷摩擦時(shí)會(huì )出現齒面疲勞，并進(jìn)一步擴展為齒面裂紋損傷，使得齒輪表面變得凹凸不平。若齒輪齒面裂紋長(cháng)時(shí)間不處理，將給提升機帶來(lái)嚴重的安全隱患。巡檢發(fā)現這類(lèi)情況時(shí)，可以將點(diǎn)齒輪蝕坑邊緣打磨圓滑，及時(shí)更換極壓潤滑油。
減速器潤滑油問(wèn)題
提升機運行期間減速機內齒輪不斷損耗，盡管加注潤滑油能降低損耗強度，但不能杜絕損耗，因此齒輪在損耗過(guò)快或者超過(guò)使用年限后要及時(shí)更換。
在減速箱內使用質(zhì)量不合格的高壓潤滑油在高壓力環(huán)境下齒輪潤滑油膜會(huì )破裂，齒輪接觸處出現融化粘連，齒輪粘連部分有被撕裂的可能，因此一定要選擇質(zhì)量合格的潤滑油。若齒輪粘連部分出現被撕裂的狀況，不嚴重時(shí)可以在膠合損傷處將齒輪打磨光滑。減速箱若密封不嚴格，其中的潤滑油會(huì )出現泄漏，影響齒輪正常咬合，齒輪摩擦的熱量將無(wú)法揮發(fā)，導致齒輪產(chǎn)生異響，磨損加快。潤滑油泄漏后要及時(shí)更換密封元件，確保減速器的密封性。
減速器軸承損傷
軸承的損傷會(huì )導致齒輪出現不規則運動(dòng)，導致異常磨損。巡檢期間若發(fā)現減速器內齒輪出現不尋常振動(dòng)、噪聲時(shí)要考慮是否發(fā)生軸承損傷。
液壓盤(pán)式制動(dòng)器作用與故障
為避免礦井提升系統因減速機的傳動(dòng)件失效釀成煤礦事故，盤(pán)式制動(dòng)器作為煤礦從業(yè)人員的最后一道生命防線(xiàn)，常設計為雙保險或三保險。當要對箕斗、罐籠采取緊急制動(dòng)操作時(shí)，盤(pán)式制動(dòng)器可以在較短時(shí)間內將主起升卷筒上的制動(dòng)盤(pán)以機械摩擦方式抱緊。抱緊制動(dòng)力主要由碟型彈簧生成，提升機附帶的液壓站提供松閘力。電磁閥接通電源時(shí)，制動(dòng)器開(kāi)啟；電磁閥斷開(kāi)電源時(shí)，隨著(zhù)液壓開(kāi)啟卸壓，制動(dòng)器立刻發(fā)生制動(dòng)反應。
當提升機操作人員停運懸掛的箕斗或罐籠時(shí)，滾筒能夠被液壓盤(pán)式制動(dòng)器迅速剎車(chē)制動(dòng)；當提升機懸掛箕斗或罐籠作減速運行或者卸載重物時(shí)，為保證箕斗或罐籠的運行穩定性，盤(pán)式制動(dòng)器對提升機的控制發(fā)揮了極其關(guān)鍵的作用；當礦井口位置遭遇緊急事故或緊急情況時(shí)，液壓盤(pán)式制動(dòng)器能夠迅速制動(dòng)提升機卷筒，從而停車(chē)。
盤(pán)形制動(dòng)器設有前腔進(jìn)油結構，安裝時(shí)對榫有一定難度。一旦盤(pán)形制動(dòng)器出現漏油現象，油污會(huì )污染盤(pán)形制動(dòng)器的閘盤(pán)，最終盤(pán)形制動(dòng)器的摩擦系數、制動(dòng)力都達不到設計要求。
液壓站中液壓傳動(dòng)裝置的電磁換向閥閥芯被卡住時(shí)，制動(dòng)盤(pán)上加載的盤(pán)形制動(dòng)器產(chǎn)生的蝶形彈簧力不足以安全制動(dòng)，嚴重時(shí)還會(huì )導致盤(pán)形制動(dòng)器制動(dòng)失靈，十分危險。原因一是油腔內的油液不能順利回流進(jìn)人油箱；二是外部油箱蓋若不干凈也會(huì )把臟物、雜質(zhì)帶人制動(dòng)系統內部的工作油液。因此在加工安裝盤(pán)形制動(dòng)器時(shí)必須保證其干凈，避免受到油液污染。閥體攜帶的雜物和臟物會(huì )通過(guò)油壓運動(dòng)脫離閥體混人制動(dòng)系統內部的工作油液，密封圈磨損嚴重產(chǎn)生膠狀懸浮物，也會(huì )導致閥芯被堵塞，嚴重降低制動(dòng)系統的制動(dòng)可靠性。制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)裝置出現故障，提升機作業(yè)就存在安全隱患。為保證煤礦安全生產(chǎn)，一是要增強對制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)裝置的監測；二是要減少和預防油污染。
制動(dòng)器的故障模式及可靠性圖框
盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)系統中構成部件主要包括功能件、組件和零件。功能件如液壓站、盤(pán)閘、控制臺；組件如電磁閥、電液調壓裝置；零件主要指那些不能往下分解的符合設計規定的單一零散部件。制動(dòng)系統的常見(jiàn)的故障有啟動(dòng)故障，運行故障，停車(chē)故障，制動(dòng)故障，其中制動(dòng)器最嚴重的故障是閘瓦不能順利合閘、液壓盤(pán)形制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力矩達不到設計要求。
為避免盤(pán)式制動(dòng)器剎不住車(chē)引發(fā)“放大滑"事故，有條件的礦井可以?xún)?yōu)先安設盤(pán)式制動(dòng)器的自適應補償增壓裝置這套裝置具有安全兜底功能，當液壓盤(pán)式制動(dòng)器提供的制動(dòng)力矩達不到制動(dòng)要求時(shí)，自適應補償增壓裝置可以額外提供補償制動(dòng)力矩，提升制動(dòng)效果，確保提升機安全停車(chē)。盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)系統間的功能傳輸情況，可用可靠性圖框表示，見(jiàn)圖2。
圖2制動(dòng)器可靠性圖框一彈簧可靠性；酶一摩擦可靠性；R平一維護可靠性；一電磁閥可靠性；一閘盤(pán)抗污染可靠性；一液壓站整定可靠性；一閘同步可靠性。
三、 結語(yǔ)
礦用提升機安全穩定運行與否直接關(guān)系到礦山安全生產(chǎn)。通過(guò)分析礦用多繩摩擦式提升機常見(jiàn)故障，指出提高提升機系統的可靠性、保證煤礦安全生產(chǎn)，必須避免提升機超長(cháng)時(shí)間作業(yè)，同時(shí)要加強齒輪檢修。
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