機(jī)械制造專業(yè)畢業(yè)論文-礦井提升機(jī)

實(shí)用文檔第34頁共35頁目錄TOC\o"1-3"\h\z第1章礦井提升設(shè)備概述 31.1提升機(jī)的定義 31.2提升機(jī)的分類 31.2.1按用途分 31.2.2按拖動(dòng)方式分 31.2.3按提升容器類型分 31.2.4按井筒的傾角分 31.2.5按提升機(jī)類型分 41.3提升機(jī)的制動(dòng)裝置的功用、類型 91.3.1制動(dòng)裝置的功用 101.3.2制動(dòng)裝置的類型 101.4提升機(jī)型號(hào)的選用及制動(dòng)器的設(shè)計(jì)類型 101.4.1提升機(jī)的選用 101.4.2制動(dòng)器的設(shè)計(jì)類型 102.1制動(dòng)裝置的有關(guān)規(guī)定和要求 122.2提升機(jī)制動(dòng)器主要類型 132.2.1塊式制動(dòng)器 132.2.2盤式制動(dòng)器 142.3盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 152.3.1盤式制動(dòng)器的布置方式 1523.2盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu) 162.4制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 172.4.1確定在工作狀態(tài)下所需要的制動(dòng)力 172.4.2確定制動(dòng)器數(shù)量 23第3章制動(dòng)器的工作可靠性評(píng)定 273.1盤式制動(dòng)器的安裝要求及調(diào)整 273.1.1盤式制動(dòng)器的要求（包括零部件） 273.1.2盤式制動(dòng)器閘瓦間隙的調(diào)整 273.2制動(dòng)器的故障模式及可靠性圖框 283.3制動(dòng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及工作可靠性評(píng)定 303.3.1設(shè)計(jì)變量 303.3.2優(yōu)化策略 303.4制動(dòng)器的維護(hù)可靠性評(píng)定 31第4章結(jié)論 34致謝 35參考文獻(xiàn) 37第1章礦井提升設(shè)備概述1.1提升機(jī)的定義礦井提升機(jī)是礦井大型固定設(shè)備之一，它的主要任務(wù)就是沿井筒提升煤炭、礦石和矸石；升降人員和設(shè)備；下放材料和工具等。礦井提升設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的紐帶，是主要的提升運(yùn)輸工具，因此它整個(gè)礦井生產(chǎn)中占有重要的地位。1.2提升機(jī)的分類1.2.1按用途分(1)主井提升設(shè)備主井提升設(shè)備的任務(wù)是專門提升井下生產(chǎn)的煤炭。年產(chǎn)30萬噸以上的礦井，主井提升容器多采用箕斗；年產(chǎn)30萬噸以下的礦井，一般采用罐籠(立井)或串車(斜井)。(2)副井提升設(shè)備副井提升設(shè)備的任務(wù)是提升矸石、廢料，下放材料，升降人員和設(shè)備等。副井提升容器采用普通罐籠(立井)和串車(斜井)。1.2.2按拖動(dòng)方式分按提升機(jī)電力拖動(dòng)方式分為交流拖動(dòng)提升設(shè)備和直流拖動(dòng)提升設(shè)備。1.2.3按提升容器類型分分為箕斗、罐籠、串車等提升設(shè)備。1.2.4按井筒的傾角分提升設(shè)備按井筒傾角可分為立井提升設(shè)備和斜井提升設(shè)備。立井提升時(shí)，提升容器采用箕斗或罐籠等.斜井提升時(shí)，提升容器一般采用礦車(串車)或斜井箕斗。串車提升適用于井筒傾角不大于；斜井箕斗提升適用于井筒傾角在~范圍內(nèi)。近年來大型斜井提升多采用膠帶輸送機(jī)。1.2.5按提升機(jī)類型分(1)單繩纏繞式提升設(shè)備單繩纏繞式提升設(shè)備目前大部分為直徑圓柱型滾筒，在個(gè)別的老礦井，還有使用變直徑滾筒(如雙圓柱圓錐型滾筒)提升設(shè)備。1)KJ型(2~3m)和BM及JKA型單繩纏繞式提升機(jī)KJ(2~3m)型單繩纏繞式提升機(jī)是我國在1958~1966年生產(chǎn)的仿蘇BM-2A型提升機(jī)，按滾筒個(gè)數(shù)來分，有單滾筒和雙滾筒的提升機(jī)；按布置方式來分，有帶地下室和不帶地下室的提升機(jī)，可根據(jù)設(shè)計(jì)而選用，但二者技術(shù)性能完全相同。(A)KJ型(2~3m)提升機(jī)代號(hào)意義以KJ22.51.2D-20型為例說明如下：K礦井；J卷揚(yáng)機(jī)(提升機(jī))；2雙滾筒(單滾筒時(shí)為1)；2.5滾筒名義直徑，m；1.2每個(gè)滾筒的兩側(cè)黨繩板的距離，m；D帶地下室(無D字表示不帶地下室)； 20減速器名義傳動(dòng)比。(B)KJ型(2~3m)和BM型提升機(jī)的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)主要有：(a)制動(dòng)裝置采用角移式塊型制動(dòng)器,重錘制動(dòng)傳動(dòng)，油壓操縱裝置；(b)雙滾筒提升機(jī)采用手動(dòng)渦輪渦桿式調(diào)繩離合器；(c)減速器采用漸開線人字形齒輪傳動(dòng)；(d)使用機(jī)械牌坊式深度指示器；(e)設(shè)有機(jī)械限速器。(C)JKA型單繩纏繞式提升機(jī)是在KJ型提升機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)后制造的。JKA型雙滾筒提升機(jī)在結(jié)構(gòu)上具有下列特點(diǎn)：(a)調(diào)繩裝置即離合器為電動(dòng)渦輪渦桿式離合器，因而調(diào)繩工作簡便省力；(b)采用綜合式制動(dòng)器,改善了閘瓦的磨損情況；(c)液壓站采用手動(dòng)控制的低壓電液調(diào)節(jié)閥和電磁鐵控制的安全三通閥，分別對(duì)工作制動(dòng)和安全制動(dòng)進(jìn)行控制；(d)減速器采用圓弧形人字齒輪傳動(dòng)，提高了減速器的承載能力，并減輕了重量。2)KJ型(4~6m)和HKM3型單繩纏繞式提升機(jī)蘇聯(lián)新克拉馬托爾機(jī)械制造廠生產(chǎn)的HKM3型提升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(a)滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)；(b)采用氣動(dòng)齒輪式調(diào)繩離合器；(c)制動(dòng)器為新平移式塊閘；(d)采用壓氣制動(dòng)傳動(dòng)裝置；(e)使用機(jī)械牌坊式深度指示器；(f)減速器采用漸開線人字齒輪，有一級(jí)傳動(dòng)和二級(jí)傳動(dòng)兩種；(g)有電氣限速器,還有機(jī)械限速器。我國現(xiàn)有煤礦礦井多數(shù)是按照五十年代的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，為了快出煤、多出煤，當(dāng)時(shí)主要是建設(shè)中、小型礦井，并且首先開采淺部煤層。五十年代，我國的礦井提升設(shè)備主要是從蘇聯(lián)進(jìn)口的BM型產(chǎn)品和國產(chǎn)仿蘇KJ型產(chǎn)品，設(shè)備的可選性小，主要是滿足開采淺部煤層的需要。進(jìn)入80年代以后，我國許多煤礦礦井已逐漸轉(zhuǎn)向中深部開采，國家統(tǒng)煤礦礦井的平均深度已由200米延伸到400米，現(xiàn)在已達(dá)600米、1000米。根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，落地式摩擦提升設(shè)備，是在礦井延伸后使現(xiàn)有提升設(shè)備滿足加大提升高度要求的行之有效的辦法。(A)主提升鋼絲繩的選擇(a)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)優(yōu)先選用三角股鋼絲繩及線接觸圓股鋼絲繩，當(dāng)由于供應(yīng)原因，亦可以選用普通圓股點(diǎn)接觸平行捻鋼絲繩。鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度宜選用1550×帕。(b)鋼絲繩的安全系數(shù)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，鋼絲繩的安全系數(shù)應(yīng)符合下式：升降人員和物料升降物料式中—提升鋼絲繩的懸垂長度，m。(c)鋼絲繩數(shù)目選擇落地摩擦式提升機(jī)的鋼絲繩樹木以2~4繩為宜。(B)尾繩的選擇目前，絕大多數(shù)使用多繩摩擦式提升機(jī)的礦井，都由原來選用扁鋼絲繩作平衡尾繩而改為使用圓股鋼絲繩作平衡尾繩。新建的礦井，設(shè)計(jì)中也已全部選用圓股鋼絲繩作平衡尾繩。這主要是因?yàn)楸怃摻z繩生產(chǎn)效率低、供應(yīng)困難。選用圓股鋼絲繩作平衡尾繩時(shí)，以多層股（不旋轉(zhuǎn)）圓股鋼絲繩中的18×7和34×7兩種結(jié)構(gòu)較為合適。但目前這兩種產(chǎn)品尚不能滿足需要，因而當(dāng)供應(yīng)困難時(shí)，也可選用普通圓股鋼絲繩，如選用6×19和6×37等。應(yīng)注意的是，選用鋼絲繩股中的鋼絲不可過細(xì)，并應(yīng)盡可能選用鍍鋅鋼絲繩，以提高使用壽命。當(dāng)采用兩條平衡尾繩時(shí)，可以選用左向交互捻和右向交互捻的鋼絲繩各一條。(a)主導(dǎo)輪直徑D的確定根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，主導(dǎo)輪直徑D應(yīng)符合式：無導(dǎo)向輪有導(dǎo)向輪式中—主提升鋼絲繩直徑，mm；主導(dǎo)輪直徑D除應(yīng)符合上述規(guī)定外，還應(yīng)按摩擦襯墊的許用比壓〔q〕來校核，即：式中—主導(dǎo)輪上升（重載）側(cè)鋼絲繩靜張力，N；—主導(dǎo)輪下降（重載）側(cè)鋼絲繩靜張力，N；[q]—摩擦襯墊的許用比壓，取[q]=—主繩數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)有3米以下提升機(jī)改造后的主導(dǎo)輪直徑D可取為：滾筒直徑（m）主導(dǎo)輪直徑（m）2.02.0~2.252.52.5~2.83.03.0~3.25(C)鋼絲繩間距(D)天輪直徑(E)鋼絲繩在摩擦襯墊上的圍包角當(dāng)井深大于300米時(shí)，?。喝鐖D1-1（a）、（b）。當(dāng)井深小于300米時(shí)，?。喝鐖D1-1（c）、（d）。圖1-1纏繞式提升機(jī)摩擦襯片上的包圍角選擇(2)多繩摩擦式提升設(shè)備多繩摩擦式提升設(shè)備可分為塔式和落地式（KJM和JKMD型多繩摩擦輪提升機(jī)）。多繩摩擦提升機(jī)的井架一般多采用鋼結(jié)構(gòu)四斜腿井架。放繩掛罐后在主繩張力水平分力作用下，使井架產(chǎn)生彈性變形、井架有傾斜現(xiàn)象。一般井筒采用凍結(jié)施工，井架基礎(chǔ)隨著井筒凍結(jié)層解凍變化?；A(chǔ)會(huì)產(chǎn)生少量下降。井架在受主繩張力作用下基礎(chǔ)下沉不均衡．也會(huì)使井架傾斜。由于井架傾斜、天輪軸心線相對(duì)位移，這種位移一般在投入使用初期產(chǎn)生，并漸漸逐于穩(wěn)定。另外，天輪繩槽摩擦襯墊一般采用國內(nèi)產(chǎn)品尼龍1010、進(jìn)口K25，由于襯墊是磨損材料，從初期使用到更換之前，即剩余厚度為鋼絲繩直徑一半之前，提升繩落繩點(diǎn)向絞車房方向漸變位移，一般位置變化范圍0—30mm。多繩提升機(jī)由于使用了數(shù)根鋼絲繩代替一根鋼絲繩。鋼絲繩的直徑變小了，摩擦輪的直徑因而變小，但由于有多根鋼絲繩，所以摩擦輪變?yōu)槟Σ镣?，寬度稍有加寬。設(shè)采用n根鋼絲繩，則多繩與單繩提升機(jī)鋼絲繩直徑間有如下關(guān)系：同理，摩擦筒（主導(dǎo)輪）直徑：多繩摩擦提升機(jī)如圖1-2所示：1—主導(dǎo)輪2—天輪3—提升機(jī)鋼絲繩4—提升容器5—尾繩圖1-2多繩摩擦提升機(jī)主軸裝置的特點(diǎn)：它與纏繞式提升來代替木襯，由于摩擦提升是靠摩擦力來傳遞動(dòng)力的，所以襯墊擠壓固定在筒殼上。摩擦襯墊形成襯圈，其上再車出繩槽，初車時(shí)槽深為1/3繩徑，槽距（即繩心距）約為繩徑的10倍利用熟知的柔索歐拉公式可知，摩擦輪兩側(cè)鋼絲繩拉力的極限比值為式中—自然對(duì)數(shù)的底，等于2.71828；—鋼絲繩對(duì)于摩擦輪的圍包角；—鋼絲繩與襯墊間的摩擦系數(shù)，通常取=0.2當(dāng)鋼絲繩拉力比大于上式右端所給出的數(shù)值時(shí)，鋼絲繩對(duì)摩擦輪產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。為了避免這種滑動(dòng)，兩側(cè)拉力不能達(dá)到其極限比值，而應(yīng)有一安全系數(shù)，式改寫為若考慮防滑而加入防滑安全系數(shù)，則有或者式中—防滑安全系數(shù)，如果式中和僅計(jì)及靜力，則得防滑安全系數(shù)；如果計(jì)算和時(shí)考慮了慣性力的影響，則得動(dòng)防滑安全系數(shù)。我國煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定有些國家不按拉力差來考慮防滑，而是把兩側(cè)的拉力比的極限值控制在1.5以內(nèi)，即：在某些特殊情況，例如進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，可能產(chǎn)生超前滑動(dòng)，即鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)速度大于摩擦輪槽處的線速度，此時(shí)的防滑安全系數(shù)為《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，緊急制動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生滑動(dòng)，即≮1。當(dāng)下放重物進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，更容易繼發(fā)性滑動(dòng)。1.3提升機(jī)的制動(dòng)裝置的功用、類型提升機(jī)的安全運(yùn)行,很大程度上取決于制動(dòng)器的工作可靠性。從狹義可靠性理解,盤式制動(dòng)器包含不可維修因素，如制動(dòng)彈簧失效之后,影響制動(dòng)力矩，需要更換新彈簧才能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到原有水平；閘瓦與閘盤之間摩擦系衰減，也只能靠更換新閘瓦方能維持原有可靠性水平。從廣義可靠性理解,盤式制動(dòng)器含有可維修因素，如閘瓦磨損后產(chǎn)生的間隙增大，經(jīng)調(diào)整便可達(dá)到原有可靠性液壓站零件發(fā)生故障，修理后也能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)水平。由此可知，制動(dòng)器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的綜合反映。固有可靠性是由制動(dòng)器設(shè)計(jì)制造及材料等因素決定的，在制動(dòng)器產(chǎn)品出廠時(shí)便已明確，使用可靠性則是裝、維護(hù)及操作等因素決定的，它反映了制動(dòng)器固有可靠性在實(shí)際運(yùn)行中的發(fā)揮程度。因此，固有可靠性的體現(xiàn),受使用可靠性的限制，固有可靠性再高，使用可靠性卻較低，制動(dòng)器的實(shí)際工作可靠性依然不會(huì)高。制動(dòng)裝置提升機(jī)(提升絞車)的重要組成部分之一，直接關(guān)系著提升機(jī)設(shè)備的安全運(yùn)行。它由兩部分組成：制動(dòng)器(通常稱做閘)和傳動(dòng)裝置。制動(dòng)器是直接作用于制動(dòng)輪或制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng)力矩的機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)裝置是控制并調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的機(jī)構(gòu)。1.3.1制動(dòng)裝置的功用制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分。是提升機(jī)最關(guān)鍵也是最后一道安全保障裝置，制動(dòng)裝置的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行。制動(dòng)力矩不足是導(dǎo)致提升設(shè)備過卷、放大滑等事故的直接因素。(1)在提升機(jī)停止工作時(shí)能可靠地閘住提升機(jī)，即正常停車；(2)在減速階段及下放重物時(shí),參與提升機(jī)的控制，即工作制動(dòng)；(3)當(dāng)發(fā)生緊急事故或其他意外情況時(shí)，能迅速而合乎要求地閘住提升機(jī)，即安全制動(dòng)；(4)雙滾筒提升機(jī)在更換水平、調(diào)節(jié)鋼絲繩長度時(shí)，能夠閘住提升機(jī)的游動(dòng)滾筒而松開固定滾筒。1.3.2制動(dòng)裝置的類型制動(dòng)裝置中的制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)分為塊閘(角移式或評(píng)移式)和盤閘；傳動(dòng)裝置按傳動(dòng)能源分為油壓(液壓)、壓氣(氣動(dòng))及彈簧等。KJ型(2~3m)和BM型提升機(jī)使用油壓角移式制動(dòng)裝置。KJ型(4~6m)和HKM3型提升機(jī)使用壓氣平移式制動(dòng)裝置。JKA型提升機(jī)使用液壓綜合式制動(dòng)裝置。XKT型、JK型、GKT型(2m)、JKD型、JKM型、JKMD型提升機(jī)使用液壓盤式制動(dòng)裝置。礦用提升絞車使用手動(dòng)角移式制動(dòng)器作為工作制動(dòng).重錘—電磁鐵絲杠螺母操縱的角移式制動(dòng)器或重錘—電力液壓推桿操縱的平移式制動(dòng)器作為安全制動(dòng)，但新系列JT型(1.2~1.6m)JKM（JKMD）型提升絞車則使用液壓盤式制動(dòng)裝置。1.4提升機(jī)型號(hào)的選用及制動(dòng)器的設(shè)計(jì)類型1.4.1提升機(jī)的選用JKMD型（4.5米4多繩摩擦輪）提升機(jī)是基于撓性體摩擦傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的。它利用提升鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)共同滾筒之間的摩擦力拖動(dòng)提升容器在井筒中往復(fù)運(yùn)行，加之采用多根鋼絲繩共同承擔(dān)載荷的方式，因而多繩摩擦提升機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)提升機(jī)體積?。?2)鋼絲繩斷繩的危害性減??；(3)提升高度大。1.4.2制動(dòng)器的設(shè)計(jì)類型盤式制動(dòng)器是近年來應(yīng)用較多的一種新型制動(dòng)器，它以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)及良好的安全性能被廣大用戶認(rèn)可。我們見過的帶碟剎的摩托車，就是盤式制動(dòng)器最簡單的應(yīng)用。它的制動(dòng)原理與鼓閘式、抱閘式制動(dòng)器的原理相同，仍為摩擦式制動(dòng)，但它卻有別于老式的鼓閘式和抱閘式制動(dòng)器，特別是在結(jié)合了液壓系統(tǒng)和PLC控制之后，液壓系統(tǒng)和PLC超強(qiáng)的控制性能為盤式制動(dòng)器的應(yīng)用提供了巨大的工作平臺(tái)。(1)盤式制動(dòng)器與其它類型制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)是：因多副制動(dòng)器同時(shí)使用，即使一副制動(dòng)器失靈，也不是影響一部分制動(dòng)力矩，故可靠性高，操作方便，制動(dòng)力矩可調(diào)性好，慣性小，動(dòng)作快，靈敏度高；重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，安裝維護(hù)方便；通用性大等。由于制動(dòng)器具有許多優(yōu)點(diǎn)，所以它在現(xiàn)代多種類型提升機(jī)中獲得廣泛的應(yīng)用。(2)盤式制動(dòng)器的缺點(diǎn)：對(duì)于制動(dòng)盤和制動(dòng)器的制造精度要求較高；對(duì)閘瓦的性能要求較高等。(3)液壓盤式制動(dòng)器作為最新開發(fā)出來的一種制動(dòng)器，其發(fā)展前景遠(yuǎn)大，尤其是將液壓—電氣控制結(jié)合在盤式制動(dòng)器上，相信隨著液壓和電氣技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，會(huì)更有利于盤式制動(dòng)器的發(fā)展。

第2章提升機(jī)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1制動(dòng)裝置的有關(guān)規(guī)定和要求按照《煤炭安全規(guī)程》及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，提升機(jī)(絞車)的制動(dòng)裝置必須達(dá)到下列要求。（1）提升機(jī)(絞車)必須裝設(shè)司機(jī)不離開位置即能操縱的常用閘(即工作閘)保險(xiǎn)閘(即安全閘)。保險(xiǎn)閘必須能在緊急時(shí)自動(dòng)發(fā)生作用。常用閘和保險(xiǎn)閘共同使用一套閘瓦制動(dòng)時(shí)，操縱部分必須分開。雙滾筒提升機(jī)（絞車）的兩套閘瓦的傳動(dòng)裝置必須分開。（2）常用閘和保險(xiǎn)閘必須經(jīng)常處于良好的狀態(tài)，保證靈活可靠。在工作中，司機(jī)不準(zhǔn)離開工作崗位，也不準(zhǔn)擅自調(diào)節(jié)制動(dòng)閘。對(duì)具有兩套閘瓦只有一套傳動(dòng)裝置的舊雙滾筒提升機(jī)（絞車），應(yīng)加強(qiáng)閘瓦間隙和傳動(dòng)系統(tǒng)的檢查和維護(hù)。（3）保險(xiǎn)閘必須采用配重式或彈簧式的制動(dòng)裝置，除由司機(jī)操縱外，還必須具有能自動(dòng)抱閘的作用，并且在抱閘同時(shí)使提升裝置自動(dòng)斷電。常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動(dòng)裝置。（4）提升機(jī)（絞車）除有（常用閘和保險(xiǎn)閘）外，應(yīng)加設(shè)定車裝置，以便調(diào)整滾筒的位置（鋼絲繩的長度）或修理制動(dòng)裝置時(shí)使用。（5）保險(xiǎn)閘（或保險(xiǎn)閘第一級(jí)）的空動(dòng)時(shí)間（由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦剛剛接觸到閘輪上的一段時(shí)間）：壓縮空氣驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)器不得超過0.5秒，儲(chǔ)能壓縮驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)器不得超過0.6秒，盤式制動(dòng)器不得超過0.3秒。保險(xiǎn)閘施閘時(shí)，在杠桿和閘瓦上不得發(fā)生顯著的彈性擺動(dòng)。（6）提升機(jī)（絞車）的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的力矩和實(shí)際提升最大靜載荷重旋轉(zhuǎn)力之比（K），都不得小于3。（7）雙滾筒提升機(jī)（絞車）在調(diào)整滾筒旋轉(zhuǎn)的相對(duì)位置時(shí)（此時(shí)游動(dòng)滾筒與主軸脫離連接），制動(dòng)裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩，不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重量與提升容器重量之比）形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。計(jì)算制動(dòng)力矩時(shí)，閘輪和閘瓦摩擦系數(shù)根據(jù)實(shí)測(cè)確定，一般采用0.3到0.35；常用閘和保險(xiǎn)閘的力矩應(yīng)分別計(jì)算。（8）在立井和傾角以上的傾斜井巷，提升裝置的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度：下放重載（設(shè)計(jì)額定的全部重量）時(shí)，不得小于1.5米每二次方秒；提升重載時(shí)，不得超過5米每二次方秒。傾角在以下是傾斜井巷，下放重載時(shí)的制動(dòng)減速度不得小于0.75米每二次方秒，提升重載時(shí)的制動(dòng)減速度不得大于自然減速度。=m／式中重力加速度，m／；井巷傾角，（）；繩端載荷的運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)，一般采用0.10到0.105。摩擦輪式提升裝置，常用閘或保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度，不得超過鋼絲繩的滑動(dòng)極限（上提重物加速度階段及下放重物減速度階段的動(dòng)防滑安全系數(shù)不得小于1.25，靜防滑安全系數(shù)不得小于1.75）。下放重載時(shí)，必須檢查減速度的最底極限。在提升重載時(shí)，必須檢查減速度的最高極限。（9）制動(dòng)器的工作行程不得超過全程的四分之三，必須留有四分之一作為調(diào)整時(shí)備用。司機(jī)操縱臺(tái)制動(dòng)手把的移動(dòng)應(yīng)當(dāng)靈活，在抱閘位置時(shí)，應(yīng)有定位器來固定手把，防止手把從抱閘位置自動(dòng)向前移動(dòng)。(10)制動(dòng)輪的橢圓度在使用前（新安裝或大修后）不得超過0.5至1mm；使用中如超過1.5mm時(shí)，應(yīng)重新車削或換新的。2.2提升機(jī)制動(dòng)器主要類型提升機(jī)的制動(dòng)器包括工作裝置(即制動(dòng)閘)和傳動(dòng)裝置,工作裝置直接作用于制動(dòng)輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動(dòng)裝置是工作裝置產(chǎn)生或解除制動(dòng)摩擦力的機(jī)構(gòu)。因此，按工作裝置裝置結(jié)構(gòu)區(qū)分，制動(dòng)器可分為盤式制動(dòng)器和塊式制動(dòng)器；按傳動(dòng)裝置的動(dòng)力源區(qū)分，制動(dòng)器可分為液壓式、氣壓式和彈簧式。目前，進(jìn)口提升機(jī)和國產(chǎn)新型提升機(jī)大都采用液壓盤式制動(dòng)器，而舊提升機(jī)(70年代以前產(chǎn)品)多采用液壓或氣壓塊式制動(dòng)裝置，但近年也對(duì)這些制動(dòng)器進(jìn)行了較大規(guī)模的改造。2.2.1塊式制動(dòng)器塊式制動(dòng)器一般都是閘塊壓在提升機(jī)滾筒的制動(dòng)輪上而產(chǎn)生制動(dòng)力矩，出于閘塊與制動(dòng)輪的作用方式差別，塊式制動(dòng)器有角移式、平移式和綜合式之分。圖(a)是角移式塊閘的原理圖,兩個(gè)閘瓦塊始終繞基座上的固定鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故名為角移式。當(dāng)制動(dòng)動(dòng)力向上拉三角塊杠桿時(shí)，杠桿的聯(lián)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生連桿拉力，從而迫使塊閘壓向制動(dòng)輪，產(chǎn)生制動(dòng)力；當(dāng)外動(dòng)力使三角塊向下壓時(shí)，連桿的壓力則使塊閘分離開制動(dòng)輪，即達(dá)到松閘的目的。圖(b)是常見平移式塊閘的原理圖，兩個(gè)閘瓦始終由一連桿在其中心鉸接，連桿的另一端則與基座鉸接。兩個(gè)閘瓦塊的端頭用杠桿系統(tǒng)約束起來，在三角塊杠桿是上提作用下，各連桿內(nèi)部的拉力使兩閘塊壓向制動(dòng)輪，從而產(chǎn)生制動(dòng)力；當(dāng)三角塊杠桿下放時(shí)，各連桿內(nèi)部的壓力迫使閘塊與制動(dòng)輪分離。由于閘塊是在連桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)壓向制動(dòng)輪的，故閘塊是整體平移運(yùn)動(dòng)，故稱之為平移式。圖(c)是綜合式閘塊的一種形式，由于閘塊與角移桿鉸接，又與基座連桿鉸接，故有些相似于四連桿平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)，但閘塊壓向制動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)都是靠角移杠桿帶動(dòng)的，所以綜合式塊閘是介于角移式和平移式之間的一種閘塊。塊式制動(dòng)器原理如圖3-1所示：(a)—角移式；(b)—平移式；(c)—綜合式圖2-1塊式制動(dòng)器原理2.2.2盤式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器是為了克服塊式制動(dòng)器的可靠性不高的缺點(diǎn)而發(fā)展的新型制動(dòng)裝置，目前國內(nèi)外生產(chǎn)的提升機(jī)或提升絞車都使用了盤式制動(dòng)器.盤式制動(dòng)器具有以下：①制動(dòng)力矩可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且容易調(diào)整；②制動(dòng)系統(tǒng)空行程小、動(dòng)作快、響應(yīng)速度快、靈敏度高；③重量輕，外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊；④通用性好，可通過改變盤形閘的數(shù)量來滿足不同絞車的制動(dòng)要求；⑤安全可靠性高，多副盤形閘同時(shí)工作，其中少數(shù)部分盤形閘失靈或故障，其余完好盤閘一般仍可剎住絞車；而且傳動(dòng)環(huán)節(jié)(如管路破裂失、壓斷電等)均可自動(dòng)施閘。盤式制動(dòng)器都是依靠碟形的預(yù)壓縮恢復(fù)張力使閘塊壓向制動(dòng)盤，從而產(chǎn)生制動(dòng)力矩；當(dāng)松閘時(shí)，向活塞腔內(nèi)注入壓力油，壓力油推動(dòng)活塞后移并壓縮碟形彈簧，帶動(dòng)閘瓦離開制動(dòng)盤，從而實(shí)現(xiàn)松閘。目前國內(nèi)外提升機(jī)使用的盤式制動(dòng)器形式多樣，主要有前腔式盤形閘，后腔式盤形閘單缸雙作用盤形閘，以及鉗式盤形閘。盤式制動(dòng)器原理如圖3-2所示：圖2-2盤式制動(dòng)器原理圖目前，國內(nèi)進(jìn)口的安全盤式制動(dòng)器主要來自德國、法國。各國生產(chǎn)的盤式制動(dòng)器原理上基本相同，都是碟簧上閘、液壓松閘，高壓油通過液壓泵站產(chǎn)生，但是結(jié)構(gòu)上有些差異，從而性能也略有不同。2.3盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.3.1盤式制動(dòng)器的布置方式盤式制動(dòng)器又稱盤型閘，它與閘塊不同，其制動(dòng)力矩是靠盤瓦沿軸向兩側(cè)壓向滾筒上的制動(dòng)盤而產(chǎn)生的。為了使制動(dòng)盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，因而盤式制動(dòng)器都成對(duì)地裝設(shè)使用，每一對(duì)盤式制動(dòng)器叫做一副，如圖所示。根據(jù)所需制動(dòng)力矩的大小，一臺(tái)提升機(jī)可以同時(shí)布置兩副四副或更多副盤式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器的布置方式如圖2-3所示：圖2-3盤式制動(dòng)器的布置圖2.3.2盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖所示。兩個(gè)制動(dòng)油缸3位于滾筒制動(dòng)盤的兩側(cè)，均裝在支座2上。支座2為整體鑄鋼件，一副盤式制動(dòng)器通過支座及墊板1用地腳螺栓固定在基座上。制動(dòng)油缸3內(nèi)裝有活塞5柱塞13調(diào)整螺栓6螺釘7盤式彈簧4及彈簧套筒8等。筒體9襯板11和渣瓦15一齊可沿支座的內(nèi)孔往復(fù)移動(dòng)。閘瓦與襯板的連接，可用銅螺釘連接或用黏結(jié)劑粘貼，但大多數(shù)是以燕尾槽的形式將閘瓦固定在襯板上。在使用中當(dāng)閘瓦磨損或閘瓦與制動(dòng)盤的間隙過大時(shí)，可用調(diào)整螺栓6調(diào)節(jié)筒體9的位置，使閘瓦間隙保持在1~1.5mm。柱塞13與銷子14的連接采用榫槽結(jié)構(gòu)，在擰動(dòng)螺釘7時(shí)不致使柱塞13轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)整閘瓦間隙。壓向制動(dòng)盤的制動(dòng)力，由盤式彈簧產(chǎn)生。解除制動(dòng)力，靠線油缸內(nèi)充入油液而向右推動(dòng)活塞5，壓縮盤式彈簧來實(shí)現(xiàn)。螺釘12是放空氣用的。在第一次向制動(dòng)油缸3充油，或在使用中發(fā)現(xiàn)送閘的時(shí)間教長時(shí)，可將放氣螺釘12旋松，把制動(dòng)油缸中的空氣排出，以免影響制動(dòng)油缸的正常工作。塞頭20是排油用的。在使用中制動(dòng)油缸可能有微量的滲油，因而要定期將塞頭20旋開排油。在排油時(shí)，應(yīng)避免滲出的油玷污閘瓦及制動(dòng)盤。盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖2-4所示：圖2-4盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖2.4制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算滾筒直徑：4.55米2.4.1確定在工作狀態(tài)下所需要的制動(dòng)力盤式制動(dòng)器的基本參數(shù)如表2-1所示：表2-1盤式制動(dòng)器的基本參數(shù)確定工作所需要的制動(dòng)力三角塊杠桿下放時(shí)，各連桿內(nèi)部的壓力迫使閘塊與制動(dòng)輪分離。由于閘塊是在連桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)壓向制動(dòng)輪的，故閘塊是整體平移運(yùn)動(dòng)，故稱之為平移式。圖(c)是綜合式閘塊的一種形式，由于閘塊與角移桿鉸接，又與基座連桿鉸接，故有些相似于四連桿平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)，但閘塊壓向制動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)都是靠角移杠桿帶動(dòng)的，所以綜合式塊閘是介于角移式和平移式之間的一種閘塊。圍包角(1)工作參數(shù)提升高度提升速度（提物）有效載物（提物）(2)超載計(jì)算1)質(zhì)量的確定提升鋼絲繩懸垂長度：提升時(shí)：在井下在井上尾繩懸垂長度：提升時(shí)：在井下在井上主繩提升單位重量鋼絲繩根數(shù)尾繩單位重量繩數(shù)鋼絲繩重量S(從主導(dǎo)輪到導(dǎo)向輪鋼絲繩重量)鋼絲繩重量有效載重空箕斗2)運(yùn)行載荷有載重?zé)o載重3)天輪主導(dǎo)輪電機(jī)轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸節(jié)的變位重量計(jì)算A、天輪數(shù)量天輪直徑慣性矩相對(duì)鋼絲繩中心的變位重量Z個(gè)天輪的變位重量B、主導(dǎo)輪按鋼絲繩中心計(jì)算的主導(dǎo)輪直徑慣性矩變位重量電機(jī)轉(zhuǎn)子慣性矩變位重量4)運(yùn)動(dòng)部分的重量如表2-2所示：表2-2礦井提升機(jī)的部分工件重量項(xiàng)目有效載重（噸）無效載重（噸）鋼絲繩23.123.1鋼絲繩22.922.9有效載荷32.532.5提升容器FW40.2540.25天輪14.4914.49主導(dǎo)輪25.69725.697電機(jī)轉(zhuǎn)子5.4945.494滾筒與天輪之間繩4.21總重量208.89176.39鋼絲繩滑動(dòng)極限的計(jì)算：A、下降時(shí)加速度B、提升時(shí)加速C、空運(yùn)行時(shí)加速度圍包角表2-3鋼絲繩與摩擦輪包圍角基本參數(shù)弧度圍包角角度1750.97π2.151801.00π2.191851.03π2.241901.05π2.291951.08π2.342001.11π2.392051.14π2.452101.17π2.502151.20π2.562201.22π2.615)相對(duì)于滾筒軸中心制動(dòng)力的確定A、運(yùn)動(dòng)制動(dòng)力制動(dòng)安全系數(shù)因此：下降時(shí)工作超載的情況所需要的制動(dòng)減速度所以：工作制動(dòng)所允許的最小制動(dòng)力B、安全制動(dòng)力a、下降時(shí)減速度，制動(dòng)力極限值（鋼絲繩滑動(dòng)極限）極限值： b、提升時(shí)的加速度減速度，制動(dòng)力極限值（鋼絲繩滑動(dòng)極限）c、空載時(shí)加速度：減速度，制動(dòng)力極限值（鋼絲繩滑動(dòng)極限）d、極限值由于上述的要求不能被滿足，所以使用了安全制動(dòng)器以保證對(duì)于所有的提升機(jī)工作方式采用的恒定減速度。C、作為停車閘的安全制動(dòng)器（制動(dòng)器安全系數(shù)）因此：2.4.2確定制動(dòng)器數(shù)量(1)確定使用8SM7622型盤式制動(dòng)器釋放空間：最小1毫米最大2毫米（需要調(diào)節(jié)）制動(dòng)力發(fā)生器裝置的彈性拉力包括效率最大釋放間隙最小釋放間隙整個(gè)間隙釋放力活塞直徑活塞面積制動(dòng)盤直徑(mm)參數(shù)如表2-4所示：表2-4制動(dòng)盤直徑參數(shù)制動(dòng)器直徑尺寸350400410450460500560630700注：括號(hào)內(nèi)為非優(yōu)先選用尺寸(2)確定制動(dòng)閘的數(shù)量Z工作制動(dòng)閘所需要的制動(dòng)力取*制動(dòng)裝置之規(guī)定E27L41119工作制動(dòng)閘和安全制動(dòng)閘可以作為停車制動(dòng)使用，它們相對(duì)鋼絲繩中心的工作制動(dòng)力和安全制動(dòng)力靜態(tài)安全系數(shù)在超負(fù)荷下降時(shí)，工作制動(dòng)閘產(chǎn)生的制動(dòng)減速速度為：(3)安全制動(dòng)控制器安全制動(dòng)閘使提升機(jī)在任何工作狀態(tài)下其減速度保持在恒定不變，這個(gè)值低于第一部分中使用鋼絲繩滑動(dòng)的減速度。制動(dòng)控制器保證鋼絲繩有效直徑所需要的制動(dòng)力。準(zhǔn)確的減速度(4)如果一個(gè)制動(dòng)器發(fā)生了故障，根據(jù)TSA超載運(yùn)行的靜態(tài)安全系數(shù)至少要達(dá)到1.5，其減速度應(yīng)符合下面之說明。下表為提升機(jī)工作狀態(tài)下的參數(shù)如圖2-5所示：表2-5提升機(jī)工作狀態(tài)下的參數(shù)工作狀態(tài)下降負(fù)載提升負(fù)載空箕斗減速度超載U質(zhì)量m安全制動(dòng)力32.7噸208．9噸634千牛頓32.7噸208．9噸634千牛頓0．2噸176．39噸262千牛頓1)工作制動(dòng)工作制動(dòng)的制動(dòng)力靜態(tài)安全系數(shù)下降時(shí)的減速度2)用作固定閘的安全制動(dòng)閘制動(dòng)力靜態(tài)安全系數(shù)3)在安全制動(dòng)的情況下制動(dòng)控制器能對(duì)制動(dòng)器的故障進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)第三節(jié)計(jì)算，下降運(yùn)行時(shí)，安全制動(dòng)所需要的最大制動(dòng)力為634千牛頓，由于她比總的有效制動(dòng)力872千牛頓要小，它可以由制動(dòng)控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。(5)如果減速度達(dá)不到，就要預(yù)先調(diào)節(jié)安全制動(dòng)力，使它達(dá)到第3節(jié)中對(duì)下降運(yùn)行計(jì)算得到的保險(xiǎn)制動(dòng)力，這樣它才能正?？刂?。利用恒定制動(dòng)力可以得到如下的減速度值如表3-6所示：表2-6在恒定制動(dòng)力下提升的減速度工作狀態(tài)下降負(fù)載提升負(fù)載空載超載U質(zhì)量m安全制動(dòng)閘的制動(dòng)力減速度32.7噸208．89噸634千牛頓32.7噸208．89噸634千牛頓0．2噸176．39噸634千牛頓在液壓裝置中，產(chǎn)生所需要的恒定剩余壓力計(jì)算如下：（鋼絲繩有效直徑的安全制動(dòng)力）根據(jù)下圖的壓力/制動(dòng)力曲線可以發(fā)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)力，其剩余壓壓力/制動(dòng)力曲線如表2-7所示：表2-7壓力/制動(dòng)力曲線，蓄能器壓力=。釋放間隙1毫米，制動(dòng)器的制動(dòng)力有4MPa到。盤式制動(dòng)器的性能參數(shù)包括制動(dòng)力矩、彈簧剛度、液壓站油壓等。另外制動(dòng)器的強(qiáng)度參數(shù)還有支架強(qiáng)度、螺栓強(qiáng)度、液壓缸強(qiáng)度等。第3章制動(dòng)器的工作可靠性評(píng)定3.1盤式制動(dòng)器的安裝要求及調(diào)整3.1.1盤式制動(dòng)器的要求（包括零部件）（1）盤式制動(dòng)器應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣及技術(shù)文件制造；（2）盤式制動(dòng)器應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定；（3）配套件應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件的規(guī)定；（4）凡本標(biāo)準(zhǔn)未予規(guī)定的鑄、鍛、焊、加工和裝配等通用技術(shù)要求，均應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)；（5）閘瓦的技術(shù)性能應(yīng)符合JB3721--84中第2章的規(guī)定；（6）碟形彈簧的工作極限負(fù)荷、工作極限負(fù)荷下的變形量、在I點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)力及強(qiáng)壓處理負(fù)荷等主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合JB3812--84中1.3的規(guī)定，技術(shù)要求應(yīng)符合」B3812-84中第2章的規(guī)定；（7）產(chǎn)品應(yīng)裝設(shè)放氣裝置；（8）產(chǎn)品裝配后，活塞和閘瓦在設(shè)計(jì)油壓下應(yīng)同時(shí)動(dòng)作，不應(yīng)有爬行、卡住現(xiàn)象；（9）在無負(fù)荷條件下，盤形制動(dòng)器活塞最低動(dòng)作壓力不得超；（10）在設(shè)計(jì)油壓下，盤形制動(dòng)器閘瓦的行程與設(shè)計(jì)行程的差值不得大于設(shè)計(jì)行程的10%；（11）產(chǎn)品裝配后在1.25倍設(shè)計(jì)油壓下保持10min，各密封處不顯油跡；（12）盤式形制動(dòng)器油缸密封件壽命不低于3個(gè)月或提升4X10次；（13）產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)整和試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)符合TJ231(六)的有關(guān)規(guī)定。3.1.2盤式制動(dòng)器閘瓦間隙的調(diào)整裝配盤式制動(dòng)器閘瓦時(shí)的有關(guān)要求和調(diào)整方法如下：（1）閘瓦與制動(dòng)盤的間隙：新的為1mm；使用中的不大與2mm。安全規(guī)定閘盤偏擺最大1．5mm(規(guī)程要求0．5mm)。由于偏擺大造成閘開關(guān)誤動(dòng)作，無法正常生產(chǎn)。經(jīng)多次調(diào)試效果不理想，有的不得不降低動(dòng)作范圍。（2）安裝閘瓦時(shí)，應(yīng)首先檢查和實(shí)驗(yàn)閘瓦襯板中部的孔和筒體上的銷子直徑，它們的配合必須是滑動(dòng)配合。如裝配時(shí)太緊，必須將襯板孔修刮，否則以后去下來是很困難的。同時(shí)，將它們清洗后其滑動(dòng)面要涂上防銹漆，以免銹死不易取出。（3）為了使閘瓦獲得良好的摩擦接觸面，應(yīng)將試裝后的閘瓦取下，以襯板為基準(zhǔn)刨削閘瓦，直到刨平為止。（4）調(diào)整閘瓦間隙時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況首先將兩個(gè)提升容器提至適當(dāng)?shù)奈恢茫ㄍǔＪ菍⒐潭L筒所帶的重載容器放置于井底罐座上，或者將兩個(gè)空載的容器提升至井筒中相遇的位置），用定車裝置將滾筒鎖住，然后向制動(dòng)油缸充入壓力油，使盤型制動(dòng)器處于全松閘狀態(tài)，用塞規(guī)測(cè)量閘瓦與制動(dòng)盤之間的間隙。測(cè)量閘瓦間隙，一般將閘瓦間隙調(diào)整在1~1.5mm范圍內(nèi)。調(diào)整閘瓦間隙時(shí)，一副制動(dòng)器的兩個(gè)閘瓦應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。調(diào)整好后，應(yīng)進(jìn)行閘的試運(yùn)行，并重新測(cè)量閘瓦間隙，如有變化時(shí)應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整。（5）為了避免損壞活塞上的密封圈而產(chǎn)生的漏油現(xiàn)象，盤式制動(dòng)器在安裝或大修后第一次調(diào)整閘瓦間隙時(shí)，必須首先將調(diào)整螺栓向前擰入，使閘瓦與制動(dòng)盤貼合，然后分三級(jí)進(jìn)行調(diào)整：第一次充入等于最大工作油壓值的1/3的油壓，制動(dòng)器盤式彈簧受油壓作用被壓縮一個(gè)距離，隨之將調(diào)整螺栓向前擰入一些，推動(dòng)閘瓦向前移，直到與制動(dòng)盤相貼合；第二充入最大工作油壓值的2/3的油壓，調(diào)整方法與第一次相同；最后充入最大工作油壓值油液，調(diào)整到使閘瓦與制動(dòng)盤保持1mm間隙為止。（6）更換閘瓦時(shí)要注意不要全部換掉，那樣會(huì)造成由于新閘瓦接觸面積小而影響制動(dòng)力距，應(yīng)逐步地交替更換，即先更換一副制動(dòng)器的兩個(gè)閘瓦，讓它們工作一段時(shí)間，使其接觸面積達(dá)到要求之后，再更換另一副制動(dòng)器的閘瓦。這樣既保證提升機(jī)運(yùn)行的安全，又不影響礦井生產(chǎn)。提升機(jī)的安全運(yùn)行，很大程度上取決于制動(dòng)器的工作可靠性。從狹義可靠性理解，盤式制動(dòng)器包含不可維修因素,如制動(dòng)彈簧失效之后，影響制動(dòng)力矩，需要更新彈簧才能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到原有的水平。從廣義可靠性理解，盤式制動(dòng)器又含有可維修因素，如閘瓦磨損后產(chǎn)生的間隙增大，經(jīng)調(diào)整便可達(dá)到原有可靠性；液壓站零件發(fā)生故障，修理后也能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)水平。由此可知，制動(dòng)器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的綜合反映。固有可靠性是有制動(dòng)器設(shè)計(jì)制造及材料等因素所決定的，在制動(dòng)器產(chǎn)品出廠時(shí)便已明確；使用可靠性則是安裝、維護(hù)及操作等因素決定的，它反映了制動(dòng)器固有可靠性在實(shí)際運(yùn)行中的發(fā)揮程度；因此，固有可靠性的體現(xiàn)，受使用可靠性的限制；固有可靠性再高，使用可靠性卻較低，制動(dòng)器的實(shí)際可靠性依然不會(huì)高。制動(dòng)器的固有可靠性和使用可靠性的串聯(lián)乘積，體現(xiàn)了制動(dòng)器的工作可靠性，即：式中—制動(dòng)器的工作可靠性；—制動(dòng)器的固有可靠性；—制動(dòng)器的使用可靠性。3.2制動(dòng)器的故障模式及可靠性圖框提升機(jī)制動(dòng)器的故障，是指制動(dòng)器未能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的要求(如制動(dòng)力矩不足或制動(dòng)減速超限)，因而完不成規(guī)定的制動(dòng)任務(wù)或完成的不好。盤式制動(dòng)器有許多故障，但并不是所有故障都會(huì)造成嚴(yán)重后果，僅是其中一些故障會(huì)影響制動(dòng)器功能或造成事故損失。因此，在分析制動(dòng)器故障的同時(shí)，還需要對(duì)故障的影響或后果進(jìn)行評(píng)價(jià)，這稱為故障模式和影響分析(FMEW)。制動(dòng)系統(tǒng)中包括功能件、組件和零件。所謂功能件是指由幾個(gè)到幾百個(gè)零件組成的，具有獨(dú)立功能的子系統(tǒng)，例如液壓站、盤閘、控制臺(tái)；組件是由兩個(gè)以上的零部件構(gòu)成的并在子系統(tǒng)中保持特定功能的部件，如電磁閥、電液調(diào)壓裝置；零件是指無法繼續(xù)分解的具有設(shè)計(jì)規(guī)定的單個(gè)部件。一般情況下，零件故障都可能導(dǎo)致制動(dòng)器的故障。制動(dòng)系統(tǒng)的故障模式通常可從四個(gè)方面考慮；運(yùn)行過程中的故障，規(guī)定時(shí)間內(nèi)無法啟動(dòng)，預(yù)定時(shí)間內(nèi)無法停車，制動(dòng)能力降級(jí)或受阻。制動(dòng)系統(tǒng)的各類故障大致表現(xiàn)為如下：(1)閘瓦間隙超限；(2)制動(dòng)器漏油；(3)活塞卡死；(4)彈簧疲勞或斷裂；(5)閘瓦貼閘比良；(6)閘瓦不松閘；(7)殘壓過高；(8)最大油壓過低；(9)油壓不穩(wěn)；(10)閘盤污染；(11)控制閘不靈；(12)電器故障；(13)制動(dòng)力矩不足；(14)閘瓦不合閘；(15)閘瓦摩擦系數(shù)過低；(16)油溫超限。顯然上述故障中的“閘瓦不合閘”和“制動(dòng)力矩不足”等故障將直接引發(fā)制動(dòng)器致命性故障，應(yīng)倍加注意。近年在實(shí)際使用中，已多次發(fā)生盤式制動(dòng)器剎不住車引發(fā)的“放大滑”事故，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。為保障盤式制動(dòng)器的工作可靠性，現(xiàn)在已經(jīng)研制出盤式制動(dòng)器自適應(yīng)控制補(bǔ)償增壓裝置，能夠在制動(dòng)器制動(dòng)力矩意外降低而剎不住車時(shí)，補(bǔ)償制動(dòng)力矩，增大制動(dòng)力，確保提升機(jī)安全停車，這種補(bǔ)償裝置已在一些提升機(jī)上使用。對(duì)于像制動(dòng)裝置這樣復(fù)雜系統(tǒng)，為了說明子系統(tǒng)間的功能傳輸情況，可用可靠性圖框表示系統(tǒng)狀況。從圖框中可以清楚地看出系統(tǒng)、子系統(tǒng)與元件之間的層次關(guān)系，系統(tǒng)及子系統(tǒng)之間的功能輸入、輸出、串聯(lián)和并聯(lián)關(guān)系。盤式制動(dòng)裝置的可靠性圖框如圖3-1所示圖3-1制動(dòng)器的可靠性圖框—彈簧可靠性；—摩擦可靠性；—維護(hù)可靠性；—電磁閥可靠性；—閘盤抗污染可靠性；—液壓站整定可靠性；—閘同步可靠性3.3制動(dòng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及工作可靠性評(píng)定從圖4-1可見，制動(dòng)裝置各單元之間常常表現(xiàn)為串聯(lián)關(guān)系，只有液壓站的動(dòng)力部分是冷儲(chǔ)備關(guān)系，而多副盤閘的制動(dòng)力矩則是表決狀態(tài)關(guān)系(或簡化為并聯(lián)關(guān)系)，這些復(fù)雜的功能關(guān)系使制動(dòng)裝置的可靠性評(píng)定比較復(fù)雜。在實(shí)際工作中，制動(dòng)裝置可靠性評(píng)定分為現(xiàn)場(chǎng)可靠性評(píng)定和理論可靠性評(píng)定。現(xiàn)場(chǎng)可靠性評(píng)定是通過收集現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行提升機(jī)的壽命數(shù)據(jù)，對(duì)制動(dòng)器的MTBF、和壽命分布做分析計(jì)算。顯然，現(xiàn)場(chǎng)可靠性評(píng)定是具有全面性，方法簡單；而理論可靠評(píng)定則過于抽象，但卻有指導(dǎo)意義。3.3.1設(shè)計(jì)變量圖3-2與制動(dòng)鉗、制動(dòng)盤和摩擦片相關(guān)的設(shè)計(jì)變量液壓盤式制動(dòng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)變量主要選擇影響上述優(yōu)化目標(biāo)的主要零部件的主要尺寸參數(shù)，涉及手柄、制動(dòng)泵、制動(dòng)鉗、摩擦片和制動(dòng)盤等，①制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)參數(shù)、，見圖4-2；②制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)參數(shù)、，見圖4；③摩擦片結(jié)構(gòu)參數(shù)、、。3.3.2優(yōu)化策略方案優(yōu)化在制動(dòng)器開發(fā)中所處的位置及進(jìn)行方案優(yōu)化的主要流程見圖4-3(圖中虛框?yàn)榉桨竷?yōu)化階段)，優(yōu)化計(jì)算平臺(tái)采用浙江大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)研究所開發(fā)的廣義優(yōu)化系統(tǒng)平臺(tái)，采用改進(jìn)的差分進(jìn)化(differentialevolution，DE)算法進(jìn)行優(yōu)化。DE算法是一種類似于遺傳算法的進(jìn)化算法，但它不需要對(duì)變量進(jìn)行二進(jìn)制編碼，只有交叉和遺傳算子，沒有變異算子，具有算法簡單、收斂性好和全局搜索能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。DE算法[4]的基本過程如下：初始種群種群規(guī)模N，最優(yōu)個(gè)體記為B。優(yōu)化計(jì)算流程及在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的位置如圖4-3所示：圖3-3優(yōu)化計(jì)算流程圖(2)種群進(jìn)化對(duì)每個(gè)個(gè)體：①隨機(jī)從種群中選4個(gè)個(gè)體a、b、c、d，計(jì)算它們之間的差異量；②根據(jù)交叉率CR決定進(jìn)行交叉或遺傳，其中交叉算子為新個(gè)體，，這里F為變異倍數(shù)，主要用來控制進(jìn)化速度；③種群更新，計(jì)算新個(gè)體的適合度，如果優(yōu)于，則用替換，否則保留。(3)收斂條件經(jīng)過N次進(jìn)化后結(jié)束，取最優(yōu)個(gè)體B為最優(yōu)方案。影響DE優(yōu)化效果的控制參數(shù)主要是種群規(guī)模N、交叉率CR和變異倍數(shù)F，此外計(jì)算差異量的個(gè)體數(shù)、種群更新策略和收斂條件對(duì)優(yōu)化效果也有較大的影響。3.4制動(dòng)器的維護(hù)可靠性評(píng)定我們從實(shí)踐中可以體會(huì)到，維護(hù)良好的制動(dòng)器一般情況下都能夠發(fā)揮應(yīng)有的功能作用，而維護(hù)不善的制動(dòng)器則往往潛伏事故隱患。從制動(dòng)器的故障模式分析不難看出，保證制動(dòng)器的固有可靠性的主要維護(hù)工作包括：(1)制動(dòng)閘瓦與閘盤間隙的調(diào)整；(2)閘盤污染控制；(3)液壓站油壓整定及殘壓限制。在以上三項(xiàng)維護(hù)工作中，若有一項(xiàng)維護(hù)工作未做好，都會(huì)影響制動(dòng)器的可靠性發(fā)揮，因此，維護(hù)可靠性是這三項(xiàng)單元的串聯(lián)組合，即：式中—閘瓦同步貼閘可靠性；—閘盤污染可靠性；—液壓站殘壓可靠性。貼閘可靠性是指制動(dòng)器所有制動(dòng)閘同步貼閘的能力；若貼閘同步能力差，則制動(dòng)力矩達(dá)不到設(shè)計(jì)值，固有可靠性保障能力差。閘盤污染可靠性指的是污染閘盤與閘瓦摩擦制動(dòng)力矩不減值的能力；殘壓可靠性則是指液壓站殘壓不超過規(guī)定值的能力。由于當(dāng)前維護(hù)工作和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)盤閘污染都給予高度重視，所以發(fā)生非人為污染的概率非常小。殘壓可靠性與液壓系統(tǒng)故障和電液閥調(diào)整、閥彈簧的抗疲勞能力有關(guān)。因此，維護(hù)可靠性的重點(diǎn)在于閘瓦間隙調(diào)整而影響的貼閘可靠性。一般情況下，制動(dòng)閘不同步的原因在于閘瓦間隙差別和油缸阻力差別。貼閘油壓的離散程度能夠反映制動(dòng)閘的貼閘可靠性，貼閘油壓越集中，同步貼閘數(shù)目越大，貼閘可靠性也越高；反之，貼閘油壓愈分散，貼閘同步性愈差，貼閘可靠性也愈低。若在合閘過程中，瞬時(shí)貼閘的閘瓦數(shù)為，則貼閘可靠性為衡量貼閘可靠性高低的指標(biāo)可用每個(gè)瞬間貼閘可靠度的平均值來表達(dá)，即：示中—貼閘序列樣數(shù)。表