礦用多繩摩擦式提升機常見故障分析

發(fā)布時間：

2023-12-06

來源：

礦井提升是煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)中至關(guān)重要的一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是聯(lián)系井下與地面的紐帶。主井主要用來提升井下生產(chǎn)的煤炭，一般年產(chǎn)不小于30萬t的礦井多采用箕斗提升，年產(chǎn)不大于30萬t的礦井多采用罐籠提升。礦井提升設(shè)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，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(dǎo)輪的纏繞固定方式。

多繩摩擦式提升機的鋼絲繩被設(shè)置在主導(dǎo)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(dāng)罐籠、箕斗被提升機提升時，鋼絲繩一旦受力就會緊緊的壓在摩擦襯墊上。電動機通過減速器帶動主導(dǎo)輪，會產(chǎn)生較大的摩擦力，作用于鋼絲繩和摩擦襯墊之間，使主導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動，最終完成礦井提升工作。

多繩摩擦提升機結(jié)構(gòu)見圖1。

2圖1多繩摩擦式提升機結(jié)構(gòu)示意1一主導(dǎo)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(fù)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(fù)雜，罐籠、箕斗對提升機沖擊力較大，齒輪傳動有效率高，尺寸小，適應(yīng)性強。鑒于斜齒輪傳動具有沖擊、震動、噪聲小的優(yōu)勢，提升機齒輪傳動方式一般優(yōu)先選擇斜齒輪傳動。

減速器齒輪損傷

裂紋是齒輪損傷中較為常見的一種現(xiàn)象，礦井提升機在高強度運行期間，減速機齒輪間摩擦過于頻繁。高強度作業(yè)和過熱溫度會降低齒輪強度，齒輪齒會出現(xiàn)斷裂的危險。為避免出現(xiàn)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時間作業(yè)，日常巡檢期間對提升機減速器內(nèi)的齒輪進(jìn)行機械檢修。

提升機減速器內(nèi)齒輪不斷摩擦?xí)r會出現(xiàn)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。若齒輪齒面裂紋長時間不處理，將給提升機帶來嚴(yán)重的安全隱患。巡檢發(fā)現(xiàn)這類情況時，可以將點齒輪蝕坑邊緣打磨圓滑，及時更換極壓潤滑油。

減速器潤滑油問題

提升機運行期間減速機內(nèi)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，因此齒輪在損耗過快或者超過使用年限后要及時更換。

在減速箱內(nèi)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破裂，齒輪接觸處出現(xiàn)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(xiàn)被撕裂的狀況，不嚴(yán)重時可以在膠合損傷處將齒輪打磨光滑。減速箱若密封不嚴(yán)格，其中的潤滑油會出現(xiàn)泄漏，影響齒輪正常咬合，齒輪摩擦的熱量將無法揮發(fā)，導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生異響，磨損加快。潤滑油泄漏后要及時更換密封元件，確保減速器的密封性。

減速器軸承損傷

軸承的損傷會導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)不規(guī)則運動，導(dǎo)致異常磨損。巡檢期間若發(fā)現(xiàn)減速器內(nèi)齒輪出現(xiàn)不尋常振動、噪聲時要考慮是否發(fā)生軸承損傷。

液壓盤式制動器作用與故障

為避免礦井提升系統(tǒng)因減速機的傳動件失效釀成煤礦事故，盤式制動器作為煤礦從業(yè)人員的最后一道生命防線，常設(shè)計為雙保險或三保險。當(dāng)要對箕斗、罐籠采取緊急制動操作時，盤式制動器可以在較短時間內(nèi)將主起升卷筒上的制動盤以機械摩擦方式抱緊。抱緊制動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，制動器開啟；電磁閥斷開電源時，隨著液壓開啟卸壓，制動器立刻發(fā)生制動反應(yīng)。

盤式制動器作用

當(dāng)提升機操作人員停運懸掛的箕斗或罐籠時，滾筒能夠被液壓盤式制動器迅速剎車制動；當(dāng)提升機懸掛箕斗或罐籠作減速運行或者卸載重物時，為保證箕斗或罐籠的運行穩(wěn)定性，盤式制動器對提升機的控制發(fā)揮了極其關(guān)鍵的作用；當(dāng)?shù)V井口位置遭遇緊急事故或緊急情況時，液壓盤式制動器能夠迅速制動提升機卷筒，從而停車。

盤式制動器故障

盤形制動器設(shè)有前腔進(jìn)油結(jié)構(gòu)，安裝時對榫有一定難度。一旦盤形制動器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，油污會污染盤形制動器的閘盤，最終盤形制動器的摩擦系數(shù)、制動力都達(dá)不到設(shè)計要求。

液壓站中液壓傳動裝置的電磁換向閥閥芯被卡住時，制動盤上加載的盤形制動器產(chǎn)生的蝶形彈簧力不足以安全制動，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致盤形制動器制動失靈，十分危險。原因一是油腔內(nèi)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把臟物、雜質(zhì)帶人制動系統(tǒng)內(nèi)部的工作油液。因此在加工安裝盤形制動器時必須保證其干凈，避免受到油液污染。閥體攜帶的雜物和臟物會通過油壓運動脫離閥體混人制動系統(tǒng)內(nèi)部的工作油液，密封圈磨損嚴(yán)重產(chǎn)生膠狀懸浮物，也會導(dǎo)致閥芯被堵塞，嚴(yán)重降低制動系統(tǒng)的制動可靠性。制動器和液壓傳動裝置出現(xiàn)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)，一是要增強對制動器和液壓傳動裝置的監(jiān)測；二是要減少和預(yù)防油污染。

制動器的故障模式及可靠性圖框

盤式制動器制動系統(tǒng)中構(gòu)成部件主要包括功能件、組件和零件。功能件如液壓站、盤閘、控制臺；組件如電磁閥、電液調(diào)壓裝置；零件主要指那些不能往下分解的符合設(shè)計規(guī)定的單一零散部件。制動系統(tǒng)的常見的故障有啟動故障，運行故障，停車故障，制動故障，其中制動器最嚴(yán)重的故障是閘瓦不能順利合閘、液壓盤形制動器產(chǎn)生的制動力矩達(dá)不到設(shè)計要求。

為避免盤式制動器剎不住車引發(fā)“放大滑"事故，有條件的礦井可以優(yōu)先安設(shè)盤式制動器的自適應(yīng)補償增壓裝置這套裝置具有安全兜底功能，當(dāng)液壓盤式制動器提供的制動力矩達(dá)不到制動要求時，自適應(yīng)補償增壓裝置可以額外提供補償制動力矩，提升制動效果，確保提升機安全停車。盤式制動器制動系統(tǒng)間的功能傳輸情況，可用可靠性圖框表示，見圖2。

圖2制動器可靠性圖框一彈簧可靠性；酶一摩擦可靠性；R平一維護(hù)可靠性；一電磁閥可靠性；一閘盤抗污染可靠性；一液壓站整定可靠性；一閘同步可靠性。

三、結(jié)語

礦用提升機安全穩(wěn)定運行與否直接關(guān)系到礦山安全生產(chǎn)。通過分析礦用多繩摩擦式提升機常見故障，指出提高提升機系統(tǒng)的可靠性、保證煤礦安全生產(chǎn)，必須避免提升機超長時間作業(yè)，同時要加強齒輪檢修。

塔式提升機傳動系統(tǒng)的改造研究

"高比壓、高摩擦因數(shù)摩擦襯墊研制"

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