提升绞车的常用闸和保险闸制动计算

提升绞车的常用闸和保险闸制动计算提升绞车的常用闸和保险闸制动时，每个闸所产生的制动力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比K值都不得小于3。

当常用闸或保险闸制动轮与滚筒同轴时，由于制动轮直径和滚简直径不同，制动安全系数不能直接用制动力与最大静张力之比，必须用制动力矩与最大静荷重旋转力矩之比，即：K=Fz Rz/FrRr式中 Fz——制动力；Rz——制动轮半径；Fr——钢丝绳最大静张力；Rr——钢丝绳提升中心到滚筒轴中心的旋转半径。

当常用闸或保险闸制动轮与滚筒不同轴时，还应将减速比和传动效率计算在内，即K=(Fz Rz/FrRr)×i·η式中 i——减速比；η——减速器传动效率。

常用闹和保险闸的作用是在需要时，能可靠地使提升系统停止运行。

要使提升系统可靠地停止运行，每个闸的制动力矩只比最大静荷重旋转力矩大是不够的，还必须克服系统的转动惯量才能停住车。

在充分考虑了重物下放时，制动力矩要克服最大静荷重和较大的系统转动惯量再有一定的安全系数后，确定K不得小于3。

由于保险闸是在紧急情况下自动施闸的，如果系统转动惯量小，会使制动减速度大于提升容器的自然减速度，导致松绳，提升容器反向冲击，易断绳跑车。

可使K≥2，因为上提重物停车时，钢丝绳承受的最小冲击张力是最大静张力的2倍。

当K<2时，停车会不可靠，所以保险闸的K值不得小于2。

工作闸由于是人工控制施闸，不能造成施闸太急松绳跑车，必须K不得小于3。

保险制动的K值不小于2的第2个原因是，当前主井提升还没有全部达到定重装载，或定重装置失效时，提升容器将被装满为止，而货载在矸石多、水大(尤其是综合采煤放顶时，有时肝石很多)时，一台9t箕斗容积，可能装载达到×=17t，一台12t箕斗容积为，装载量可以达到22t。

如果是等重平衡绳提升，最大静张力将达到额定值的～倍，如果保险制动K值达到2，就会因过载提升中过流保护动作停电制动不住而坠斗。

保险制动K值不得小于2的第3个原因是，一般提升机电机的过载能力为左右，绞车正常时在额定静张力(差)状态下工作，当箕斗里装满了矸石或矿车载重增加，挂车超多时，如果载重达到正常值的2倍以上，绞车提不动还可以，一旦没有超过电机的最大负载转矩，将重物提升中途，因过流保护动作而停电紧急制动时，也会因保险制动K值小于2而造成坠斗、跑车。

例如某年7月，某矿一台回绳摩擦轮提升绞车，就是因为定重装置故障没有及时修复，将载重为12t的箕斗，装满了矸石，在提升未到终点时过流保护动作，保险制动后未闸住而高速坠斗，造成了全矿停产18天的重大提升事故。

由此吸取的教训是，定重装载、保险制动K值不小于2非常重要。

同时提升绞车的过电流整定，在不影响电机安全和寿命前提下，适当放宽反时限过流保护的时间是有好处的，而保护短路和严重卡斗的瞬动电流整定还是越小越好。

保险制动力是否越大越好呢，不是，保险制动的"保险"，体现在特殊情况下需要紧急制动时，保险制动会自动、快速进行制动，因此要采用配重或弹簧式的，才能在停电的同时自动施闸。

保证不失效的保险作用，并非是制动力大的保险作用，相反，制动力过大，还会造成事故。

如斜井单钩提升重载保险制动力过大，使提升系统转动部分的制动减速度大于矿车在制动时所处位置轨道倾角所产生的矿车自然减速度时，即滚筒已停止了转动，矿车还在上行，违反了规程第四百三十三条规定的上提重载制动减速度的规定，从而造成松绳，矿车可能停止上行又反向下滑冲击，有可能造成断绳跑车。

对于摩擦轮式提升机，过大的制动力还有可能在下放重载保险制动使钢丝绳在摩擦轮上打滑，而制动力过小，保险制动K值小于2，除上面说过的3种不利条件外，又使重载下放制动距离过长，使事故扩大，又违反了规程第四百三十三条中下放重载制动减速度的规定。

因此，提升绞车的保险制动力小了不行，太大了也不行，制动力的大小必须满足本规程的3条要求，即第四百三十二条，保险制动K值不得小于2，第四百三十三条规定的上提重载制动减速度的上限和下放重载制动减速度的下限值，即保险制动力的最大值和最小值，及不大于使摩擦轮绞车钢丝绳在摩擦轮上滑动的制动力。

同时满足这些要求，这是调定保险制动力必须遵循的原则。

要同时满足这些要求，只有合理地确定一次提升量才行，合理的一次提升量，首先要在最大静张力不超过绞车的额定静张力，钢丝绳安全系数满足本规程规定的条件下，再进行K 值、上提重载允许的最大制动力、下放重载允许的最小制动力和钢丝绳在摩擦轮上不滑动的最大制动力的核算。

如果不能同时满足只有降低一次提升量来完成。

保险制动K 值要求要达到了，只有在绞车的质量模数小，在K=3时，上提重载的制动减速度大于第四百三十三条的规定时，才允许将K 值降低，但不得小于2。

质量模数用Z 表示，它是提升系统总变位质量∑m 与最大静张力(差)p 的比值，即Pm Z ∑=有了质量模数Z ，可以方便地求出重载上提的制动减速度ZK a s 1+=和重载下放的制动减速度ZK a x 1-=，以及无电机拖动、无制动时，靠系统惯性拖动载荷运行的上行自然减速度a s 0和靠载荷张力克服系统惯性形成的下行自然加速度Za a a x s x 1,000==。

质量模数的引进，使确定每次提升量的计算简单了许多。

从式中明显地看出，对于具有固定运行质量和最大静张力的绞车，保险制动K 值多大，才能满足对重载提升和下放制动减速度的要求。

当K ≥3时，a s 能满足要求时，即为质量模数不小；a s 不能满足第四百三十三条表9的规定时，便为质量模数较小，K 值可以减少，但不得小于2。

当K 值降为2，a s 仍满足不了要求时，只得减小载荷，不得用绞车允许的最大静张力提升。

当静张力减小时，在K=2时的制动力下降，a s 也随下降了，可以满足要求了，但是可能由此引起a x 也下降了，满足不了第四百三十三条表9对a x 的规定时，只好再降低载荷重量，但不降低制动力，便可同时满足K 、a s 和a x 的要求，至此，提升载荷尔蒙的重量才算确定，保险制动力才能最后调整确定。

应该提出的是，在计算上提重载保险制动时，能否松绳，即能否满足第四百三十三条表9全部机械制动减速度的要求时，系统的总变位质量∑m ，不应包括上提的移动部分的变位质量，因为当单钩提升由转动部分的变位质量，双钩提升由转动部分和下放侧移动部分的变位质量所形成的制动减速度大于上提重物移动部分的自然减速度时，钢丝绳就会松绳子，钢丝绳不能向上传递提升重物的作用力，上提移动部分的质量对转动部分的制动减速度没有影响，因此在计算上提重载全部机械的制动减速度能否满足第四百三十三条表9的要求，即计算上提重载保险制动能否产生松绳时，系统的总变位质量，不应将上提的移动部分质量计人。

当全部机械部分的制动减速度小于上提移动部分的自然减速度时，计算全系统的制动减速度 ，才应将上提移动部分的质量和因其对制动力的影响计人。

以单钩提长为例，计算转动部分的制动减速度a sj 的力平衡公式为F z =∑m j ·a sj式中 F z ——变位制动力，kN ；∑m j ——转动部分（包括已缠在滚筒上的钢丝绳）和天轮的变位质量，kg ·s 2/m 。

用绞车的最大静张力（差）P ，去除等式两边：sj x sjj z a Z Pa m P F ==∑ 又因 K PF z= 所以，ZKa sj =。

按规程要求，取K=3。

由此计算出的a s 小于规程要求的上提重载的最大减速度，就不会产生松绳。

当取K=3时，a s 大于表9所要求的数值时，该绞车就是质量模数较小的绞车，就可以适当降低K 值。

在满足a s 要求时的K 值仍然大于2，该绞车仍然可以按最大静张力确定上提重载的重量。

如果当K=2时，a s 仍在于规程要求，保好降低一次提升量，在保证K ≥2的前提下，降低制动力，因∑=jzsj m F a ，所以a sj 下降了，可以满足规程规定，但是计算方法是在先保证a sj 符合规程规定条件下，计算出F z =a sj ∑m j ，以得到最大的F z 和K 值。

第二步要验算在初步选定的最大静张力P 和制动力F z ，PF K z=也随之初步确定后，用ZK a x 1-=验算a x 是否符合规程规定。

但此时的PmZ z∑=， ∑zm 是包括转动部分和移动部分全部的变位质量之和，因为单钩提升上提保险动减速度已不大于上提矿车的自然减速度了。

如果a x 小于规程规定，还要降低一次提升承载量，使P 减小，而F z 不变，使K （PF K z=）增大。

P 的减小，也使Z 增大，但增大的比例比K 培大的比例小，因为Pm Z z∑=中的∑z m 中的移动部分的变位质量也减小。

由于K 增大的多，Z 培大的少，使ZK a x 1-=值增大而满足规程规定。

如果缠绕式提升绞车，至此，最大静张力被最后确定，再确定出拉车数。

根据最大静张力计算公式102)]cos (sin )cos )(sin ([2010÷++-+=a f a L P a f a Q Q n P式中 P ——被最后确定的最大静张力，kN ； Q ——每辆矿车载荷质量，kg ； Q 0——每辆矿车质量，kg ； n ——每次提升矿车数； f 1——矿车运行阻力系数，； P 0——钢丝绳每米系数，kg/m ； L ——提升斜长，m ；f 2——钢丝绳运行阻力系数，根据托绳辊状态，可取f 2=～； a ——绞车道倾角。

从而确定出每次提升的矿车数n 。

现将某绞车在各种倾角井巷提升时，所确定的一次提升量和保险制动力的计算过程列于表2-8-3。

表中数据是单钩提升条件下，其他已知条件为：最大静张力（差）：P=88kN转动部分（包括滚筒上的钢丝绳、天轮）的变位质量：∑m=5408kgj=4kg/m钢丝绳每米质量：P绞车道斜长：L800m双滚筒绞车，每个滚筒有一套制动装置，正常提升时，离合器将两个滚筒连在一起共同运转，两套制动装置共同作用。

因是双钩，若无尾绳提升时，最大静张力差是一侧的钢丝绳和货载的重量之各，变位抽动力应不小于最大静张力差的3倍，每个滚筒制动装置的变位制动力不低于一半。

而在调绳检修时，要把离合器打开，每套制动装置各对所负担的滚筒制动，负担的最大静张力是钢丝绳和提升容器的重量之和，要求其变位制动力不低于钢丝绳和提升容器重量之和的倍。

这个制动力与两套制动装置全部变位制动力的一半哪个大呢，后者大，前者自然合格，后者小，就必须首先满足前者，即每套制动装置的变位制动力不低于所制动滚筒、所悬钢丝绳和提升容器重量之和的倍。

当提升系统是双钩等重平衡绳提升时，正常提升时两套制动装置的全部变位制动力不低于一次提升载重的3倍，每套制动装置担负一半制动力，便会低于提升一侧的钢丝绳和提升窗口重量之和的倍。