提升机盘形制动器制动失灵的原因及预防措施

摘要:介绍了盘形制动器的结构原理,探讨了提升机盘形制动器制动失灵的原因,并提出了相应的预防措施。

1提升机盘形制动器的结构原理

提升机是矿井运送人员、物料的关键设备,其制动性能是否可靠将直接关系到设备能否安全运行。特别是摩擦式提升机的制动性能更是人命关天的大事,因为一旦制动失灵,提升容器将可能以重力加速度下滑,其极大的动能足以对乘坐人员造成致命伤害。

目前,矿井提升机使用的大多是液压盘式制动器,这种制动器的优点是:因多副制动器同时使用,即使一副制动器失灵也只是影响一部分制动力矩,故可靠性高;操作方便,制动力矩可调性好;惯性小,动作快,灵敏度高;重量轻,结构紧凑,外形尺寸小,安装维护方便;通用性大等。但是,尽管盘式制动器有如此多的优点,但制动失灵的事故仍时有发生,究其原因,主要是日常维护不及时或不合理,定期检测不到位。盘形制动器的结构见图1。

从图1中可以看出,制动油缸3内装有活塞5、柱塞13、调整螺栓6、螺钉7、盘式弹簧(蝶形弹簧)4及弹簧套筒8等,筒体9、衬板11和闸瓦15可一齐往复移动。当压力油充入制动油缸3、推动活塞5而压缩盘式弹簧4,并带动调整螺栓6、螺钉7及柱塞13右移时,筒体9和闸瓦15在回复弹簧16及拉紧螺栓17的作用下也一同右移,则闸瓦离开制动盘,实现松闸。

当制动油缸3内的油液压力降低时,盘式弹簧就恢复其在松闸状态时的压缩变形,因而在盘式弹簧的张力作用下,推动活塞5向左移动,同时带动调整螺栓6、螺钉7、柱塞13推动筒体9、衬板11和闸瓦15左移,使闸瓦压向制动盘,实现紧闸制动的目的。

2提升机盘形制动器制动失灵的原因

根据盘式制动器的结构和动作过程,可以分析得出制动失灵的原因主要有以下几点:

(1)盘形制动器卡缸,即图1中活塞5及柱塞13、筒体9、闸瓦15在油液压力降低时由于卡阻不能实现向左移动,液压油酸值高、水分大都可能造成金属件锈蚀严重,产生阻力;安装不正确、野蛮拆装造成活塞或筒体变形都会造成卡缸。油缸卡死,制动器就不可能与制动盘接触,当然也就产生不了制动力矩。

(2)蝶形弹簧失效。盘形制动器的闸瓦在制动盘上产生的制动力:

F制=N!(N),而N=F2-F1,

式中:F2为盘式弹簧张力;F1为压力油作用在活塞上的力。当使用了不合格的产品、使用时间严重超期、弹簧破碎,这些都会使得盘式弹簧的F2减小,造成制动器在外部压力撤销后油缸不动作从而产生不了制动力矩。

(3)闸瓦与制动盘间隙过大,甚至超出了油缸行程。《煤矿安全规程》规定,盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。闸瓦间隙过大,极有可能造成闸瓦作用在制动盘上的压力不足,产生不了足够的制动力矩。

(4)油路堵塞,使得管路阻力过大,当外部压力撤销后,管路中的液压油不能迅速回到油箱。

(5)电液调压装置动作不灵敏。十字弹簧断裂、疲劳、控制杆因杂物或油泥卡阻都可能造成电液调压装置动作迟滞。从电液调压装置的结构图(见图2)可以看出,挡板离喷嘴越远,油液的压力越低,闸瓦产生的制动力越大。喷嘴与挡板之间的距离是在十字弹簧和动线圈的共同作用下决定的,动线圈的电磁力由其电流(毫安表的读数)决定,它克服十字弹簧的回复力使控制杆下移,制动器实现松闸,动线圈的电流减小,十字弹簧的回复力大于动线圈的电磁力,控制杆就向上移,从而实现制动器紧闸。

(6)电磁阀由于控制电路故障、锈蚀、油污等原因而拒动。在安全制动时,电控系统的安全回路断开,由其控制的两个电磁阀G3,G4断电,使油泵排出的油不经过制动器而是直接回到油箱,解除掉制动器内的油液的压力,从而实现紧闸。

(7)制动盘或闸瓦表面有油污,使得闸瓦对制动盘的摩擦系数减小。

(8)闸瓦剩余厚度不足,制动时油缸将闸瓦顶碎,从而出现金属与金属摩擦的现象,而金属与金属之间的摩擦系数很小。

(9)制动系统的残压过大。全制动时的残压值不得大于0.5MPa。

3制动器故障的预防措施

任何事物都有一个产生和发展的过程。我们对设备进行维护保养,就是要通过设备运行中表现出的蛛丝马迹,在故障未出现前,通过科学合理的维护,将故障消灭在萌芽状态。就像家里的电冰箱、洗衣机、电视机一样,如果主人能够及时对各个部件给予清扫维护,它就可能少出故障或不出故障。对提升机的制动系统更是如此,只要定期进行科学合理的维护,就能避免制动失灵的事故发生。针对上述原因及笔者多年实践工作的经验,提出如下措施:

第一,定期检测制动器的空动时间,对空动时间大于0.3s的要立即进行检修。为安全起见,应每半年检测一次。检修时,一要清除各部件表面锈迹,二要检查蝶形弹簧表面是否有裂纹和变形,三要检查油缸磨损情况,发现异常立即更换。

第二,按照《煤矿安全规程》的规定,定期检测各个制动器的制动力,对制动力矩不足的要立即予以检修或更换。

第三,蝶形弹簧的使用时间不应超出产品说明书的规定,一般动作次数超过50万次应予以更换。

第四,定期派专人检查调整闸瓦间隙,间隙不得大于2mm。调整完毕后必须将定位螺栓锁紧。一般每周至少应检查调整一次。

第五,每半年应检查一次电液调压装置的电流与压力的对应关系和提升机设备的安全运行牵涉到司机、维护工以及相关管理人员,不应该以任何借口耽误设备的检查和检修。大多数矿井的提升机工作任务比较繁重,在这种情况下,更应加大设备的检查检修力度,特别在时间上要予以保证。这样才能确保安全。