礦用多繩摩擦式提升機(jī)常見故障分析
發(fā)布時(shí)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(gè)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(jī)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(jī)常見機(jī)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(jī)原理
按工作原理的不同,礦井提升機(jī)大體可以分為兩大類,即單繩纏繞式礦井提升機(jī)和多繩摩擦式礦井提升機(jī)。單繩纏繞式提升機(jī)適用于淺、斜井,在埋深大的礦井及提升強(qiáng)度較高的礦井則優(yōu)先選用多繩摩擦式提升機(jī)。多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式礦井提升機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)通過減速器帶動(dòng)主導(dǎo)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(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng),最終完成礦井提升工作。
多繩摩擦提升機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。
2圖1多繩摩擦式提升機(jī)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(jī)常見故障
減速器作用與故障分析
多繩摩擦式提升機(jī)減速器可以在減速的同時(shí)提高電機(jī)輸出扭矩,扭矩輸出比為電機(jī)輸出扭矩乘以減速比,且小于減速器額定扭矩。提升機(jī)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(jī)屬于低速重載機(jī)械,作業(yè)環(huán)境復(fù)雜,罐籠、箕斗對提升機(jī)沖擊力較大,齒輪傳動(dòng)有效率高,尺寸小,適應(yīng)性強(qiáng)。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(jī)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的一種現(xiàn)象,礦井提升機(jī)在高強(qiáng)度運(yùn)行期間,減速機(jī)齒輪間摩擦過于頻繁。高強(qiáng)度作業(yè)和過熱溫度會(huì)降低齒輪強(qiáng)度,齒輪齒會(huì)出現(xiàn)斷裂的危險(xiǎn)。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(jī)超長時(shí)間作業(yè),日常巡檢期間對提升機(jī)減速器內(nèi)的齒輪進(jìn)行機(jī)械檢修。
提升機(jī)減速器內(nèi)齒輪不斷摩擦?xí)r會(huì)出現(xiàn)齒面疲勞,并進(jìn)一步擴(kuò)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(shí)間不處理,將給提升機(jī)帶來嚴(yán)重的安全隱患。巡檢發(fā)現(xiàn)這類情況時(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。
減速器潤滑油問題
提升機(jī)運(yùn)行期間減速機(jī)內(nèi)齒輪不斷損耗,盡管加注潤滑油能降低損耗強(qiáng)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(shí)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(huì)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(shí)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(huì)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(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(dǎo)致齒輪出現(xiàn)不規(guī)則運(yùn)動(dòng),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(dòng)、噪聲時(shí)要考慮是否發(fā)生軸承損傷。
液壓盤式制動(dòng)器作用與故障
為避免礦井提升系統(tǒng)因減速機(jī)的傳動(dòng)件失效釀成煤礦事故,盤式制動(dòng)器作為煤礦從業(yè)人員的最后一道生命防線,常設(shè)計(jì)為雙保險(xiǎn)或三保險(xiǎn)。當(dāng)要對箕斗、罐籠采取緊急制動(dòng)操作時(shí),盤式制動(dòng)器可以在較短時(shí)間內(nèi)將主起升卷筒上的制動(dòng)盤以機(jī)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(jī)附帶的液壓站提供松閘力。電磁閥接通電源時(shí),制動(dòng)器開啟;電磁閥斷開電源時(shí),隨著液壓開啟卸壓,制動(dòng)器立刻發(fā)生制動(dòng)反應(yīng)。
當(dāng)提升機(jī)操作人員停運(yùn)懸掛的箕斗或罐籠時(shí),滾筒能夠被液壓盤式制動(dòng)器迅速剎車制動(dòng);當(dāng)提升機(jī)懸掛箕斗或罐籠作減速運(yùn)行或者卸載重物時(shí),為保證箕斗或罐籠的運(yùn)行穩(wěn)定性,盤式制動(dòng)器對提升機(jī)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(shí),液壓盤式制動(dòng)器能夠迅速制動(dòng)提升機(jī)卷筒,從而停車。
盤形制動(dòng)器設(shè)有前腔進(jìn)油結(jié)構(gòu),安裝時(shí)對榫有一定難度。一旦盤形制動(dòng)器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象,油污會(huì)污染盤形制動(dòng)器的閘盤,最終盤形制動(dòng)器的摩擦系數(shù)、制動(dòng)力都達(dá)不到設(shè)計(jì)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)盤上加載的盤形制動(dòng)器產(chǎn)生的蝶形彈簧力不足以安全制動(dòng),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致盤形制動(dòng)器制動(dòng)失靈,十分危險(xiǎn)。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(huì)把臟物、雜質(zhì)帶人制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的工作油液。因此在加工安裝盤形制動(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)通過油壓運(yùn)動(dòng)脫離閥體混人制動(dòng)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(huì)導(dǎo)致閥芯被堵塞,嚴(yán)重降低制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)可靠性。制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障,提升機(jī)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(qiáng)對制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)裝置的監(jiān)測;二是要減少和預(yù)防油污染。
制動(dòng)器的故障模式及可靠性圖框
盤式制動(dòng)器制動(dòng)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(jì)規(guī)定的單一零散部件。制動(dòng)系統(tǒng)的常見的故障有啟動(dòng)故障,運(yùn)行故障,停車故障,制動(dòng)故障,其中制動(dòng)器最嚴(yán)重的故障是閘瓦不能順利合閘、液壓盤形制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力矩達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
為避免盤式制動(dòng)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(dòng)器的自適應(yīng)補(bǔ)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(dòng)器提供的制動(dòng)力矩達(dá)不到制動(dòng)要求時(shí),自適應(yīng)補(bǔ)償增壓裝置可以額外提供補(bǔ)償制動(dòng)力矩,提升制動(dòng)效果,確保提升機(jī)安全停車。盤式制動(dòng)器制動(dòng)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(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(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(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)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(jī)常見故障,指出提高提升機(jī)系統(tǒng)的可靠性、保證煤礦安全生產(chǎn),必須避免提升機(jī)超長時(shí)間作業(yè),同時(shí)要加強(qiáng)齒輪檢修。
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