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煤礦摩擦式提升機(jī)安全制動(dòng)減速度的測(cè)算

文檔作者：陳剛文檔來源：安徽煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年10月19日
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2016年第2期煤礦機(jī)電·75·
陳剛．煤礦摩擦式提升機(jī)安全制動(dòng)減速度的測(cè)算[J]．煤礦機(jī)電，2016(2)：75—77．doi：10．16545“cn ki．cmet
2016．02．024
煤礦摩擦式提升機(jī)安全制動(dòng)減速度的測(cè)算
陳剛
(安徽煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心，安徽合肥230088)
摘要： 安全制動(dòng)減速度是煤礦提升機(jī)的重要檢驗(yàn)參數(shù)，其數(shù)值的大小直接關(guān)系到提升人員和設(shè)
備的安全：介紹了摩擦式提升機(jī)安全制動(dòng)減速度測(cè)算原理和方法，并推導(dǎo)出安全制動(dòng)減速度的計(jì)
算公式，較好地解決了安全制動(dòng)減速度的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)難題：
關(guān)鍵詞： 摩擦式提升機(jī)；安全制動(dòng)減速度；測(cè)算
中圖分類號(hào)：TD534+．5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1001—0874(2016)02—0075一03
CalCuIaliOn Of Safety Braking DeceIeratiOn On COaI Mine FriCtiOn HOist
C^en GⅡng
(T11P Insp"【i()n CPnter for Milling SP(‘urilj Pm(1u(‘I of Anllui PmYill(。e．Hefei 230088，China)
Abstraci： Safety hraking deceleration is an imponant tesc parameter of the(：oal mine hoist， the Value of its
numerical value is directly related to the safe【y of personnel and equipment． Introduces【he calculation principle and
method of the safely brake(1eceleration speed of the friction hois【，and de(1uces“1e calcula【ing fbmula of the safe
braking deceleration．
KeywOrds：f“ction hoisf；saf宅ty braking deceleration；calculation
O 引言
安全制動(dòng)減速度是煤礦提升機(jī)非常關(guān)鍵的技術(shù)
指標(biāo)，若安全減速度值太大，則使提升系統(tǒng)所受的動(dòng)
負(fù)荷過大而容易造成損壞；安全減速度值太小，又使
本來立即停機(jī)能防止的事故，因停機(jī)時(shí)間太長(zhǎng)而造
成事故。因此其數(shù)值的大小直接關(guān)系到在安全保護(hù)
動(dòng)作或發(fā)生緊急事故時(shí)，提升機(jī)能否平穩(wěn)可靠，且合
乎要求的迅速實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)，確保人員和設(shè)備的安
全?！睹旱V安全規(guī)程》第433條規(guī)定了提升設(shè)備的
保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度必須符合表
1的規(guī)定“。。
表1 全部機(jī)械的減速度規(guī)定值表
傾角<15。15?！躳≤30。>30。
減速度上提重載≤l+ ≤4，． ≤5
1 1竺：!：：2 1整重塾三!：：i 三!：i蘭： 三!：1
4，=g(sin p+cos p)
式中，4，為自然減速度，Ⅱ∥s!；g為重力加速度，
H∥s：；臼為井巷傾角，(。)；廠為繩端載荷的運(yùn)行阻力
系數(shù)，一般取0．010～0．叭5。
同時(shí)，AQ 1014_2005《煤礦在用摩擦式提升機(jī)
系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》對(duì)提升機(jī)的安全制動(dòng)減速
度也提出了相同的要求、2。，而且要定期對(duì)其安全減
速度數(shù)值進(jìn)行檢測(cè)，保證不同提升設(shè)備的安全制動(dòng)
減速度處在合理的區(qū)間，否則要對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行重
新設(shè)定或調(diào)整：
但在實(shí)際的檢測(cè)過程中，如在重載全速的狀態(tài)
下直接測(cè)試提升機(jī)的安全制動(dòng)減速存在一定的困
難：一方面在重載全速的狀態(tài)下安全制動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鋼
絲繩和主要的受力部件承受較大的動(dòng)載荷和沖擊而
遭到一定程度的損傷。3，另一方面如果提升設(shè)備的
安全制動(dòng)減速度偏離合理區(qū)間，在安全制動(dòng)的過程
中可能會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生，給設(shè)備和礦井的生產(chǎn)帶
來重大影響，因此此種測(cè)試方法在實(shí)際的檢測(cè)過程
很難操作。目前一些礦井提升設(shè)備采用恒減速液壓
系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)不同載荷的安全制動(dòng)減速度基本恒定，
萬方數(shù)據(jù)
·76· 煤礦機(jī)電2016年第2期
具有較好的安全保證。但對(duì)于目前仍采用二級(jí)制動(dòng)
液壓油站系統(tǒng)，特別是對(duì)于載荷多變的副井提升系
統(tǒng)，往往對(duì)于在特定載荷下設(shè)定的參數(shù)值，很難滿足
在其他載荷的安全制動(dòng)平穩(wěn)停車要求，尤其是重載
條件下的安全制動(dòng)減速度數(shù)值是否符合規(guī)范要求，
直接關(guān)系到提升系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
基于上述原因，本文提出在低速輕載的狀態(tài)下
測(cè)試具有二級(jí)制動(dòng)功能提升設(shè)備的安全制動(dòng)減速
度，然后再通過計(jì)算的方式轉(zhuǎn)換到重載狀態(tài)下的安
全減速度數(shù)值，這樣會(huì)較好地解決了上述檢測(cè)難題。
1力矩平衡關(guān)系
以摩擦式首尾繩等重系統(tǒng)提升設(shè)備為例，推導(dǎo)
相關(guān)結(jié)果，提升系統(tǒng)安全制動(dòng)時(shí)力矩方向圖見圖1。
圖1提升系統(tǒng)安全制動(dòng)時(shí)的力矩方向圖
圖1為上提輕載荷圖，在進(jìn)行安全制動(dòng)時(shí)的力
矩平衡關(guān)系為卜J：
M。=M。+M：^ (1)
M。=ΣmⅡ。R (2) 賊全制動(dòng)減艘曠錈(3)
式中，肘。為慣性力矩，N·m；M。為最大靜阻力矩，
N·m；M：。為制動(dòng)力矩，N·m；Σm，為提升裝置變
位到滾筒圓周上的全部運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，kg；R為滾
筒半徑，m。
下放輕載荷進(jìn)行安全制動(dòng)時(shí)，力矩平衡關(guān)系為：
M。=凹：^一M， (4) 賊矧動(dòng)減速眈=鎩(5)
2變位質(zhì)量的測(cè)試
兩提升容器放置在交鋒位置，把TC．3C提升機(jī)
綜合測(cè)儀拉力傳感器連接在有載荷一側(cè)的滾筒邊緣
合適位置，并把受力方向調(diào)整與重力相同的豎直方
向，然后緩慢松閘讓提升系統(tǒng)處于自由平衡狀態(tài)，從
提升機(jī)綜合測(cè)試儀上讀出兩側(cè)容器的差值△F，也即
為系統(tǒng)的合外力。如果拉力半徑不是恰好為滾筒半
徑，則需按照力矩平衡原理折算到半徑的力即可同
樣計(jì)算出△F。提升系統(tǒng)的合外力測(cè)試完成后，經(jīng)開
機(jī)把提升容器放置在正常停機(jī)位置，然后把TC-3C
的速度傳感器放置在閘盤側(cè)面的合適位置準(zhǔn)備測(cè)試
提升速度。正常開機(jī)后當(dāng)兩提升容器達(dá)到交鋒位置
附近，在提升容器達(dá)到提升最大速度時(shí)(也可以選
擇合適的其他速度)切斷電源，此時(shí)不施加機(jī)械制
動(dòng)和電氣制動(dòng)，且電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)力為零，重容器上
升，提升系統(tǒng)開始自由滑行，記錄此時(shí)的初速度移，
和滑行一段距離后的末速度穢：(如果待滑行恰好結(jié)
束為測(cè)試過程則碼=0)以及滑行時(shí)間≠，則減速度
數(shù)值大小可用如下公式計(jì)算扣。：
ⅡⅡ==—半— (6) 【O J
則變位質(zhì)量Σ，m．為： Σ一等=羔=杰(7)
式中，”，為滑行初速度，，n／s；"：為滑行末速度，m／s；
△，為兩側(cè)載荷差值，N；口為滑行減速度，nL／s2；￡為
滑行時(shí)間，s。
為了消除提升設(shè)備運(yùn)行阻力對(duì)測(cè)定的影響，應(yīng)
進(jìn)行兩次不同載荷的測(cè)定，然后計(jì)算出提升系統(tǒng)的
變位質(zhì)量。
3輕載安全制動(dòng)減速度測(cè)試
把TC．3c提升機(jī)綜合測(cè)試儀的開關(guān)量電源信
號(hào)線串接在提升設(shè)備的安全回路中，已連接到測(cè)試
儀上的速度傳感器放置在閘盤側(cè)面的合適位置上，
把儀器操作界面設(shè)置到安全制動(dòng)測(cè)試項(xiàng)目選項(xiàng)，準(zhǔn)
備工作做好后上提載荷開動(dòng)提升機(jī)，待兩容器接近
或達(dá)到交鋒位置按下急停按鈕，等提升設(shè)備完全停
穩(wěn)后直徑從儀器上讀出上提輕載狀態(tài)的安全制動(dòng)減
速度n上。
4制動(dòng)力矩的計(jì)算
把式(7)代人式(3)并經(jīng)整理可得：
岷2(墨一1)嗥(8)
萬方數(shù)據(jù)
2016年第2期煤礦機(jī)電·77·
5重載安全制動(dòng)減速度的計(jì)算
若在輕載狀態(tài)下有載荷提升容器中側(cè)再增加質(zhì)
量為△m的載荷，則此時(shí)的提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量：
Σm：=Σm，+△m (9)
則重載上提的安全制動(dòng)減速度：
以，：絲±壘竺鯉±絲(10) 以1=——l lU J
’’ y m，R
聯(lián)立式(3)、式(7)～式(10)，經(jīng)計(jì)算整理得重載安
全制動(dòng)減速度：
M=^+△mg尺+M。
(Σ，，!+△塒)尺=甕等藉?，
M，一￡+△mR(口．一口，) 、‘7
式中，△m為從輕載到重載增加載荷的質(zhì)量，kg：
同理，可測(cè)算出下放重載的安全制動(dòng)減速度為： nq=哥卷豁 ?，
V 2可萬■石麗百百‘化)
6結(jié)語(yǔ)
通過先在輕載狀態(tài)測(cè)試摩擦式提升機(jī)系統(tǒng)的安
全制動(dòng)減速度，利用輕載滑行計(jì)算出輕載狀態(tài)下的
(上接第74頁(yè))
2．4行走部
掘進(jìn)機(jī)的行走部采用履帶式結(jié)構(gòu)，液壓馬達(dá)通
過減速器及驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)履帶鏈行走，支重形式采用
滑動(dòng)摩擦式。
為了保證行走減速器的穩(wěn)定，通過高強(qiáng)度螺栓
與履帶架聯(lián)接在一起。履帶架用13個(gè)M30高強(qiáng)度
螺栓緊同在主體的兩側(cè)，保證在掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)和工作
過程的可靠性：
2．5 主體部
由于掘進(jìn)機(jī)本體部位左側(cè)裝有液壓系統(tǒng)泵站，
右側(cè)裝有操作臺(tái)，故要有足夠的強(qiáng)度，主體部主要用
厚鋼板焊接而成，以滿足強(qiáng)度要求：掘進(jìn)機(jī)本體的
左、右側(cè)下部分別裝有行走部，后部裝有后支承部二
為了減小掘進(jìn)機(jī)在截割時(shí)機(jī)體的震動(dòng)以及橫向
滑動(dòng)，在掘進(jìn)機(jī)本體的左、右側(cè)下部裝有后支承部。
后支承支架用M24的高強(qiáng)度螺栓通過鍵與本體相
提升系統(tǒng)變位質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出輕載安全制動(dòng)時(shí)的
真實(shí)制動(dòng)力矩值：當(dāng)提升載荷變?yōu)橹剌d時(shí)，通過公
式把變位質(zhì)量和合外力直接調(diào)整的相應(yīng)的數(shù)值，即
可計(jì)算出重載提升條件的安全制動(dòng)減速度數(shù)值，一
方面克服了重載直接測(cè)試安全制動(dòng)減度存在的潛在
安全隱患及對(duì)鋼絲繩和主要承載部件的損傷，另一
方面比單純的計(jì)算值較真實(shí)地反應(yīng)了提升機(jī)系統(tǒng)的
重載安全制動(dòng)減速度大小，為提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行
提供了保證，發(fā)揮了檢測(cè)檢驗(yàn)的技術(shù)支撐作用：
參考文獻(xiàn)：
：l： 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局煤礦安全規(guī)程：M：北京：煤炭]。
業(yè)m版社．20ll
[2] AQ l 014—2005煤礦在用摩擦式提升機(jī)系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)
范：s：北京：煤炭T業(yè)}H版社．2005
：3： 于勵(lì)民，仵白連．礦山同定設(shè)備選型使jH手冊(cè)(上冊(cè))!M]北
京：煤炭T業(yè)出版社，2007
i4： 解啟棟．礦井提升機(jī)安全制動(dòng)減速度及其測(cè)定[Jj煤礦機(jī)
械．2006，27(1 o)：174一176．
[5] 楊兆建，賈呂喜，張耀成，等礦井提升機(jī)系統(tǒng)變位質(zhì)量的實(shí)測(cè)
：J：礦山機(jī)械，1994(4)：34-36．
作者簡(jiǎn)介：陳剛(1978一)．男，工程師2008年畢業(yè)于合月已工業(yè)大
學(xué)(碩士學(xué)位)，現(xiàn)主要從事蝶礦甲設(shè)備及，義器儀表的檢測(cè)檢驗(yàn)．已
發(fā)表論又2篇。
f收稿日期：2015一lO一08：責(zé)任編輯：i力永梅)
聯(lián)，后支承的后部與第二輸送機(jī)聯(lián)接：電控箱、泵站
都固定在后支承支架上：
3結(jié)語(yǔ)
根據(jù)煤礦薄煤層開采的具體要求，通過對(duì)總體
參數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)形式的確定，設(shè)計(jì)了一種懸臂式
掘進(jìn)機(jī)，以適應(yīng)薄煤層巷道掘進(jìn)的需要：
參考文獻(xiàn)：
[1] 楊霞．丁保華，龔嫻嫻矮身掘進(jìn)機(jī)截割部設(shè)計(jì)i J]煤礦機(jī)械．
2012(07)：29—3l
[2] 王偉薄煤層大斷面巷道掘進(jìn)中綜合技術(shù)的應(yīng)剛[J]．煤炭科
技20lO(36)：22—23
：3： 王虹．我舊煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展：J]煤炭
科學(xué)技術(shù)．2010(1)：57-62．
作者簡(jiǎn)介：楊霞(1987一)，女，在讀碩士研究生，運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院
石r山機(jī)電專業(yè)教師主要研冗方向?yàn)榈V山機(jī)械設(shè)備。
(收稿日期：2015一09—15；責(zé)任編輯：姚克)

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