矿井提升机盘形制动器在线监控系统
矿井运输提升之提升机的制动系统
提升机制动系统概述制动装置由制动器和传动机构组成。
制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分。
按结构分为：盘式闸和块式闸。
传动机构是控制和调节制动力矩的部分。
按动力来源分为：油压、气压、弹簧等。
一、制动系统的作用：⑴在提升终了或停机时，能可靠地闸住提升机的滚筒或摩擦轮，即正常停车；⑵在减速阶段及下放重物时，控制提升容器的运行速度，即工作制动；⑶当提升机发生紧急事故时，能迅速且合乎要求地自动闸住提升机，保护提升系统；即安全制动⑷双滚筒提升机在更换提升水平、更换钢丝绳或调绳时，能闸住游动滚筒。
二、对制动系统的要求(1)提升机工作制动或安全制动产生的最大制动力矩不得小于提升或下放最大静负荷力矩的3倍；(2)对于双滚筒提升机在调整滚筒旋转的相对位置时，制动装置在各滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒悬挂提升容器和钢丝绳重力所产生的静力矩的1．2倍；(3)对于摩擦式提升机工作制动或安全制动的减速度，不得超过钢丝绳的滑动极限，即不引起钢丝绳打滑；(4)在立井和倾角大于30°以上的斜井，提升机安全制动时，全部机械的减速度在下放重载时不得小于1.5m/s 2;在上提重载时不得大于5m/s 2。
井筒倾角小于30°时，下放重载时安全制动减速度不得小于0.75m/s 2，上提重载时安全制动减速度不得大于自然减速度（由井筒倾角计算得出）。
为什么同一个安全制动力矩，在《煤矿安全规程》中对上提重载和下放重载规定了不同的安全制动减速度限值呢?静阻力矩和制动力矩的方向是否一致(5)安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现，制动器的空动时间(由安全制动开始动作起至闸瓦刚刚接触到制动轮上的一段无效时间)气压块闸不得超过0.5s ，液压块闸不得超过0.6s ，盘式闸制动器不得超过0.3s 。
为什么规定制动力矩的大小呢？若制动力矩过小，产生的减速度太小，使本来立即停车能防止的事故，由于停车时间太长而造成事故；若制动力矩太大，产生的制动减速度过大，就会出现过大的动负荷，这对提升系统很不利，会影响机械的使用寿命。
论文12矿井提升机电控系统原理设计
矿井提升机电控系统原理设计摘要我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。
本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。
其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。
对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。
详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。
本文以TKD-NT 单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。
PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。
关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEMBASED ON MINE ELEVATORABSTRACTIn China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on.KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric controltechnology research目录前言 (1)第1章国内外矿井提升机发展概述 (2)§1.1国外矿井提升机现状 (2)§1.2我国矿井提升机电气控制系统的现状 (2)第2章提升机机械结构及工作原理 (4)§2.1机械结构 (4)§2.2工作原理 (5)第3章串电阻调速系统 (7)§3.1串电阻调速系统原理 (7)§3.2串电阻调速程序 (8)第4章提升机电控系统构成 (14)§4.1引言 (14)§4.2主回路 (15)§4.3测速回路 (16)§4.4安全回路 (16)§4.5控制回路 (18)§4.5.1 信号回路 (18)§4.5.2 电机正反转回路 (18)§4.5.3 制动回路 (19)§4.5.4 转子电阻控制回路 (19)§4.6监控系统 (20)§4.6.1 上位机 (20)§4.6.2 操作台 (21)第5章PLC 操作主控系统原理及应用 (22)§5.1PLC系统组成 (22)§5.2各单元基本特点 (22)第6章技术经济性分析 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)前言矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。
寺河煤矿东副井提升机制动系统的在线监测
提 升机 检修 时需 调整 制动 器 的闸 间隙或 更换蝶
１ 一 被制动的工作机圆盘 ； ２ —渐开线齿轮 ；３ —千斤顶轴线；４ 一顶杆 ５ 一手动连秆机构；６ —千斤顶；７ —地基；８ —地下洞室 ； ９ ～测油压装置 ；ｌ ０ 一单向阀 ；１ １ 一液压泵 ；ｌ ２ 一可调溢流阀
机， 确 保提 升机 的安 全运 行 。
２ 在线监测 系统的信号采集处理部分
在 线监 测 系统 的信号 采集部 分是 将硬 件监 测装 置测得的数据 ， 通过信号传感器输送至主机 ， 通过主 机 的信 号采 集部 分得 到信 号 ， 将 信号 进行 预处 理 、 数 据分 析处 理后 ， 进行 数据 实 时显示 ， 主机设 置在 主控 室， 使 运行 维护 人员 能 够 随 时 掌握 提 升 机 液 压制 动 系统 的各 项参 数变 化 。其 主要 分 为信号 采集 部分 和 信号 预处 理部 分 。
置， 对提升机制动系统进行全面实时监测 ， 确保 了提升机 的安全运行 。 关键词 ： 提 升机 ； 液压制动系统； 在线监测 中图分类号 ： Ｔ Ｄ ５ ３ ４ ． ５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ２ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ ． ０ ０ ４ ２ — ０ ２
提 升机 的 松 闸 和 回油 进 行 工 作 制 动 、 安全制动等 。
１ ． ２ 闸间隙监 测装 置
安 装 闸间隙传 感 器 监 测 闸 间隙 ， 传 感 器安 装 在
每个 闸瓦上 ， 闸盘 两侧 的一 对 闸 间 隙应 调 整 相等 且 偏 差不 超过 ０ ． １ ｍｍ， 以制 动 盘 为基 准 ， 实 现 对 闸 间 隙 的监 测 。见 图 １ 。
作者简介 ： 王建会 （ １ ９ ６ ８一） ， 男， 山西晋城人 ， 工程师 ， 从事机 电技术工作 。
矿井提升机系统介绍
❖
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五、制动系统
❖ 井口一级安全制动: 当发生故障的地点距离停车点非常近即井 口时，制动系统应立即投入一级紧急制动，盘形制动器的全部油 压值迅速回到零，使提升系统处于全制动状态，确保提升机能可 靠地制动，避免发生过卷或者过放事故。 ❖ 井中二级安全制动: 当电液比例溢流阀出现故障，不能正常工 作，或出现其他不可控事故导致恒减速制动失效时，需要立即投 入二级制动。盘形制动器的油压迅速降到预先调定的某一值，经 延时后，盘形制动器的全部油压值迅速回到零，使提升系统处于 全制动状态。
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5 提升速度要求
❖ 立井中用罐笼升降人员时的加速度和减速度, 都不 得超过0.75m/s2, 其最大速度不得超过 所求v得 的0.5数值H, 且最大不得超过12m/s。
❖ 斜井提升容器升降人员或者物料时的速度, 都不得 超过5m/s, 并不得超过人车设计的最大允许速度。 升降人员时的加速度和减速度不得超过0.5m/s2。
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3 多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机对比
❖ 优点 ❖ 1）摩擦式提升机一般采用多根钢丝绳。在相同条件下, 每根钢丝 绳直径较细, 摩擦轮直径也相应较小, 宽度也较窄, 整个提升机尺寸 减小, 质量减轻。 ❖ 2）由于摩擦轮直径小, 在相同提升速度时, 可以使用较高转速的 电机和较轻的减速器。 ❖ 3）多根钢丝绳同时提升, 安全性能好。 ❖ 4）偶数根钢丝绳, 钢丝绳捻向是左右各半, 消除了提升容器在提 升过程中的转动, 减轻了容器罐耳对罐道的摩擦。
矿井提升机系统介绍
第一页，共5Leabharlann 页。主要内容一． 矿井提升机的定义及基本任务
矿井提升机的综合自动化控制系统
矿井提升机的综合自动化控制系统摘要：矿井提升机为矿山咽喉设备，除电力传动系统可靠运行外，需对提升机电气设备及机械设备的运行状态进行监视及控制，提高电控系统的可靠性、控制精度和性能。
完善的综合自动化系统对提升机安全运行有着重要的意义。
关键词：提升机；自动化；控制前言提升机电气设备和机械设备比较复杂，运行可靠性要求高，故障检测处理及保护电路比较复杂，随着电力科技技术的发展，提升机电气控制、保护措施自动化系统已发展到第三代多PLC和智能化仪表数字控制以及上位机监控、数据采集及远程故障诊断编程系统。
1提升机操作系统1.1 操作台操作台为分体式结构，由控制台，制动台，仪表指示台组成，中间设有司机座椅。
控制台和制动台上设置有各类操控手柄、开关和按钮等。
仪表台上设置有各类仪表及指示信号等。
司机可操作操作台上的开关及按钮来控制提升机运行，并通过指示灯和显示仪表以及工业控制计算机及时了解提升机的运行状态及运行参数。
1.2上位机监控系统主要实现人机界面及画面显示，人-机通信、监视、控制与操作，各个子系统画面显示。
主要监控功能为提升系统动静态画面生成；故障自检显示、报警；各类报表生成；提供首次报警记录等。
2提升机控制系统2.1主控PLC系统主控PLC是网络控制系统的主站，主要用来实现逻辑联锁控制和安全监视、保护。
完成除闭环控制外的整个提升机电控系统的信号处理，数据运算，通信控制，系统管理等。
2.2 监控PLC系统主要实现安全监视和保护。
主要保护和闭锁功能（1）立即施闸类故障保护：（2）终端施闸类故障保护：（3）电气制动类故障保护（4）系统闭锁功能（5）部分行程参数信号逻辑运算处理，自动产生速度给定信号。
（6）控制提升容器停车精度<1cm。
（7）将信号处理成位置和在线速度显示等2.3 UPS不间断后备电源UPS电源用于控制，监控，等设备的电源后备支持。
当发生电源故障时，给闭环控制，以及PLC的供电将继续维持直到提升机停止且制动闸已经合上。
矿井提升机盘形制动器的故障及预防对策
矿井提升机盘形制动器的故障及预防对策针对矿井提升机盘形制动器的常见故障，通过对盘形制动器工作原理的分析，总结导致其故障的主要原因，列举了预防盘形制动器故障的相应对策，并对典型案例进行分析，给出了解决方案，可为今后盘形制动器的日常维护和故障处理提供参考。
矿井提升机主要用于煤矿、金属矿与非金属矿提升、下放人员、材料和设备等，它是联系井上和井下的重要交通运输工具，是矿山的咽喉设备。
盘形制动器作为矿井提升机安全制动系统的关键部件，其工作可靠性直接关系着矿井提升机的安全性能，影响着矿山的安全生产，盘形制动器一旦发生故障，轻则影响生产进度，重则导致恶性事故的发生。
常见的盘形制动器故障主要表现为刹不住车或敞不开闸，导致其故障的原因多种多样。
笔者从盘形制动器工作原理的角度分析产生故障的原因，提出相应的预防对策及今后的维护措施，并列举典型案例进行分析。
1盘形制动器的工作原理目前大多数新型矿井提升机的制动系统都使用盘形制动器，与块式制动器相比，盘形制动器具有结构紧凑、动作灵敏、质量轻和散热快等特点0如图1所示，FI为油压力，F2为弹簧预压缩力。
显而易见，盘形制动器是靠油压力Fl松闸，弹簧预压缩力F2制动来实现其功能的。
油压力K=PA, (1)式中：P为工作油压，Pa；A为盘形制动器中的液压缸面积，m2。
弹簧预压缩力Fz=KAo,(2)式中：K为碟簧的刚度，N/m；△。
为油压力P=O时碟簧的预压缩量，mo图1盘形制动器工作原理1.制动盘2.闸瓦3.液压缸4.活塞5.碟形弹簧当油压力P=O时，即Fl=O,闸瓦与制动盘之间的间隙△=(),此时为全制动状态。
由于存在活塞运动阻力和工作残压的作用，使得全制动状态下盘形制动器输出的正压力/N=F?-C-p0A=K∆o∙C-P Q A,式中：C为盘形制动器中活塞的运动阻力，N：PO为液压系统中的残压，Pa e当油压力P增大到某一值Pn时，闸瓦脱离制动盘，闸瓦与制动盘之间的间隙△>0,两者之间无正压力存在，此时制动器处于完全松闸状态。
第十章 矿井提升机2
2）种类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3）齿轮离合器
（1）结构 齿轮离合器，液压控制。
§10-6 提升机制动系统
一、制动系统的作用及安全要求
1. 作用：
(1)正常停车 (2)工作制动 (3)安全制动 (4)调绳制动 在提升终了时能可靠地闸住提升机。 参与速度控制。 当发生紧急事故时，能迅速地按要求减速，制 双滚筒提升机在更换水平、调节绳长或更换钢
图10-17 JK双滚筒提升机主轴装置
1-主轴承；2-密封头；3-调绳离合器；4-尼龙套；5-游动滚筒；6-制动盘；7-挡绳板； 8-木衬；9-固定滚筒；10-切向键；11-主轴
2. 调绳离合器
使活滚筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳 长或更换提升水平时，使活滚筒与死滚筒有相对运动。
1）作用
调绳离合器可分三种即齿轮离合器、摩擦离 合器、蜗轮蜗杆离合器。JK型提升机采用齿轮离合器。
目前，国产单绳缠绕式提升机有JT和JK两个系列：
JT系列提升机卷筒直径为800~1600mm,又称为小绞车，主要用于井 下运输工作。
JK系列提升机卷筒直径为2000~5000mm,又称为大绞车，主要用于地 面井口提升工作。
1. 主轴装置
（1）作用
①缠绕提升钢丝绳； ②承受各种正常载荷，并将载荷经轴承传给基础； ③承受在各种紧急事故下所造成的非常载荷； ④当更换提升水平时，调节钢丝绳的长度（双滚筒提升机）。
；另一个是游动滚筒（活滚筒），它滑装在主轴上，通过调绳离合器与 主轴连接。目的是为了在需要调绳及更换提升水平时，两个滚筒可以有 相对运动。
单滚筒提升机只有一个滚筒，一般用于单钩提升。
单卷筒提升机也可作双钩提升。在一个卷筒上固定两根缠绕方向相反 的提升钢丝绳。
矿井提升机监控系统
KTZJ-PC矿井提升机在线监控系统主要用途：
矿井提升机在运行、故障、检修等工作状态期间，对提升机的提升数据、电气数据以及提升机的工作状态进行实时监测、报警，对提升机的变频电控的电气数据监测，通过以太网把采集数据上传到远程调度室，且根据煤矿要求作出相应的报表、趋势。
本产品已大量装备于煤矿，是国内技术最选进，最成熟的产品。
KTZJ-PC矿井提升机在线监控系统工作条件
1、井上井下周围无瓦斯及煤尘爆炸等危险场所
2、无腐蚀性、破坏性金属或绝缘的气体、蒸气或尘埃
3、KTZJ-PC提升机在线监控系统环境温度-20°C~40°C
4、大气压力 80~106KPa
5、供电电压 110V~260V 50Hz
6、KTZJ-PC提升机在线监控系统环境湿度 <90% 无凝洁
7、防爆标志 KY
皓意德KTZJ-PC矿井提升机在线监控系统主要性能
1、KTZJ-PC提升机在线监控系统显示提升机的提升速度、行程、运行状态、提升勾数等。
2、显示提升机的提升方向。
3、KTZJ-PC提升机在线监控系统变频控制电压、电流、频率监测。
4、一级制动油压检测范围：0.01MPa~10.00MPa
5、二级制动油压检测范围：0.01MPa~10.00Mpa．
6、卷筒偏摆度监测功能(精度0.01mm)。
7、KTZJ-PC提升机在线监控系统工业以太网联网功能（选配）。
8、KTZJ-PC提升机在线监控系统中文语言报警。
矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统分析
收稿日期：２０１９１０?２９作者简介：石跃芳（１９８１－），女，山西临汾人，工程师，从事检测检验工作。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０２０．０９．０３６矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统分析石跃芳（山西潞安检测检验中心有限责任公司，山西长治 ０４６２０４）摘 要：矿用提升机是煤矿提升煤炭产品、运输大型生产设备和人员的主要提升设备，它的安全、稳定运行是煤炭企业安全生产的重要环节，是保障煤炭产量、保障人员安全上下的关键环节，提升机用钢丝绳所受张力及超载的在线监测可以很好地预防危险情况的发生，避免机械设备重度损伤和人员伤亡事件发生。
通过设计试验分析，证实郭庄煤矿增设的提升机在线监测系统符合煤矿提升系统安全运行实际需求。
关键词：矿用提升机；钢丝绳张力；在线监测中图分类号：ＴＤ５３２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０２０）０９?０１１１?０３１ 在线监测系统简介郭庄煤矿为了确保提升机安全运行，增设了提升机在线监测系统，对提升机钢丝绳张力及超载进行监测。
该套矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统从生产实际出发进行设计，以郭庄矿提升机为试验对象，设计结构简单，仪器设备安装方便，所用仪器、仪表均采用矿井生产中常用品牌，所用上位机软件界面简单易懂、易操作、性能可靠。
该设计试验的成功可以使提升机钢丝绳张力及载荷情况以界面的形式显示出来，可以对可能出现的危险情况进行预判，另外它的报警功能可以弥补人工的不足。
２ 在线监测系统分析及评价对郭庄煤矿增设的提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统的分析及评价，主要从以下４个方面进行：①硬件安装分析；②箕斗行程试验分析；③张力测试分析；④装置性能分析。
２．１ 硬件安装分析该套在线监测系统设计中，油压传感器安装在钢丝绳张力自动平衡装置的平衡油缸旁路油管上，位于截止阀上方靠近油缸部位，传感器通过改造的三通连接到油管上，采用销轴密封方式。
矿井提升机盘型制动器的故障及预防对策浅述
矿井提升机盘型制动器的故障及预防对策浅述发布时间：2022-09-13T09:50:20.265Z 来源：《中国科技信息》2022年第5月9期作者：李文强[导读] 矿井提升机主要用于煤矿李文强开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司，河北唐山 063000摘要：矿井提升机主要用于煤矿、金属矿和非金属矿提升人员、材料、设备等，是连接井上和井下的重要交通工具，是煤矿企业生产的基础设备。
盘形制动器是矿井提升机安全制动器中的重要组成部分，它的工作可靠性对矿井提升机的安全运行和煤矿的安全生产有很大的影响。
盘式制动器的常见故障有制动不能停、不能开闸等，其失效的原因有很多。
本文从盘式制动器的工作原理出发，对其失效的原因进行了分析，并提出了防止和改进的方法。
关键词：矿井提升机；盘形制动器；故障；预防引言:盘形制动器是矿井提升机械传动系统的关键部件，它的工作原理是通过液压松闸，并依靠蝶形弹簧的弹力来实现抱闸的。
它的执行器是盘式制动器，而可调节压力的制动器液压系统是传动装置。
其制动块在轴向上与提升轮的制动圆盘成对，从而防止制动盘和主轴轴承受到额外的轴向负荷。
虽然盘式制动器是一种事故安全型（在制动液压系统出现故障时，它会自动启动施闸），但是，能不能保证提升机械的稳定运行，还是受多种因素的影响。
因此，对盘式制动系统的可靠性进行研究具有重要的现实意义，这将直接关系到提升机的安全和正常工作。
1影响矿井提升机盘形制动器可靠性的因素1.1不可变因素结构设计，材料化学成分，机械性能，加工质量，热处理工艺等，制动器是否存在设计缺陷，材料选用是否合理，强度是否达到要求，蝶形弹簧是否达到循环次数，制动器摩擦性能是否满足要求，制动器行程是否满足要求等都是提升机的不可变因素。
1.2可调整因素由于空气温度高，闸板间隙改变，闸瓦与闸板的接触面积减少，制动器产生摩擦、制动器同步、盘式制动器的对称间隙、同侧最大空隙、残余压差、盘簧疲劳等。
我们了解到，在高温下，刹车片的摩阻系数会降低，可以采取相应的温控措施来解决和消除。
矿井提升机制动系统及安全保护装置
八、《煤矿安 全规程》规定
பைடு நூலகம்
❖ 《煤矿安全规程》第427条规定：提升机必须具有以下九种安全保护装置： ❖ 1、防止过卷装置：当提升容器超过正常终端停止位置（或出车平台）0.5m时，必须能自
动断电，并能使保险闸发生制动作用。 ❖ 2、防止过速装置：当提升速度超过最大速度15%时，必须能自动停电，并能使保险闸发
生作用。 ❖ 3、过负荷和欠电压保护装置：在提升机的配电开关上设有过电流和欠电压保护装置，在过
负荷或欠电压情况下使配电开关自动跳闸，切断提升电动机电源，并使保险闸发生作用。 ❖ 4、限速装置：提升速度超过3m/s的提升绞车必须装设限速装置，以保证提升容器（或平
衡锤）到达终端位置时的速度不超过2m/s。如果限速装置为凸轮板，其在１个提升行程内 的旋转角度应不小于270°。 ❖ 5、深度指示器失效保护装置：当指示器失效时，能自动停电并能使保险闸发生作用。 ❖ 6、闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。 ❖ 7、松绳保护装置：缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装置并接入安全回路和报警回路，在 钢丝绳松弛时能自动断电并报警。箕斗提升时，送绳保护装置动作后，严禁受煤仓放煤。 ❖ 8、满仓保护装置：箕斗提升的井口煤仓仓满时能自动报警和自动断电。 ❖ 9、减速功能保护装置：当提升容器（或平衡锤）达到设计减速位置时，能示警开始减速。 ❖ 防止过卷装置、防止过速装置、限速装置、减速功能保护装置应设置为相互独立的双线型 式。
3
三、制动装置 的有关规定
（一）
《煤矿安全规程》第428条规定：提升绞车必须装设深度指示器、开始减速时能自动示 警与不离开座位即能操纵的常用闸和保险闸，保险闸必须能自动发生制动作用。
常用闸和保险闸共用1套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开。双滚筒提升绞车的2 套闸瓦的传动装置必须分开。
JB 8519—1997 矿井提升机和矿用提升绞车 盘形制动器
矿井提升机和矿用提升绞车盘形制动器JB 8519—1997中华人民共和国机械工业部1997—03—04批准1997—10—01实施前言本标准是对ZB D93 002—88《矿井提升机和矿用绞车盘形制动器》的修订。
本标准为机械行业强制性标准。
本标准自1997年10月1日起实施。
自生效之日起，同时代替ZB D93 002—88。
本标准由全国矿山机械标准化技术委员会提出并归口。
本标准负责起草单位：机械工业部洛阳矿山机械研究所。
本标准主要起草人：裴玉兰、黄立平、张积良、郭明、杨现利。
本标准委托全国矿山机械标准化技术委员会负责解释。
1 范围本标准规定了矿井提升机和矿用提升绞车用盘形制动器的基本参数、技术要求、试验方法与标志、包装、运输、贮存。
本标准适用于矿井提升机和矿用提升绞车成对使用的盘形制动器。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 191—90 包装储运图示标志JB 3721—84 矿井提升机盘形制动器闸瓦JB 3812—84 矿井提升机和矿用绞车盘形制动器用碟形弹簧TJ 831(六)一?8 机械设备安装工程施工及验收规范煤矿安全规程(1992年版)3 基本参数盘形制动器的基本参数应符合表1的规定。
4 要求4．1 一般要求4．1．1 盘形制动器应符合本标准的要求，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。
4．1．2 盘形制动器应符合《煤矿安全规程》的规定。
4．1．3 配套件应符合现行标准或技术文件的规定。
4．1．4 凡本标准未予规定的铸、锻、焊、加工和装配等通用技术要求，均应符合现行国家标准或行业标准的有关规定。
4．2 主要零部件的要求4．2．1 闸瓦的技术性能应符合JB 3721—84中第2章的规定。
4．2．2 碟形弹簧的工作极限负荷、工作极限负荷下的变形量、在Ⅱ点的计算应力及强压处理负荷等主要技术参数应符合JB 3812—84中1．3的规定，技术要求应符合JB 3812—84中第2章的规定。
矿井提升机制动系统组成部分知识讲解
三、盘式制动器的制动过程模型
盘式制动器的简单模拟如图a所示
图中只画出了制动系统中的一副制动器，制动器左边装有蝶 形弹簧，右边为油腔。采用这样的结构，是为了在出现紧急情 况时通过蝶形弹簧对提升机 进行制动。
制动时，活塞杆右边的闸块与卷筒侧壁相接处，通过摩擦力对 卷筒进行制动。贴闸后活塞杆上的水平受力情况如图所示，有 图可知：
平移式制动器
1-安全制动重锤；2-安全制动气缸பைடு நூலகம்3-工作制动气缸；4-制动拉杆；5-辅助立柱； 6-三角杠杆；7-立柱；8-制动杠杆；9-顶丝；10-制动梁；11-横拉杆； 12-可调节拉杆；13-闸瓦；14-制动轮
二、制动工作原理 角移式制动系统的制动工作原理如图所示。
角移式制动系统
1-立杆；2-电磁铁；3-制动杠杆；4-差动杠杆；5-四通阀； 6-三通阀；7-液压缸；8-重锤
盘式制动装置的缺点为：
（1）对制动盘和盘式闸的制造精度要求高； （2）对闸瓦的性能要求较高。 盘式闸制动系统包括两部分，即盘式闸制动器和 液压站。前者是制动系统的执行机构成，后者是系 统的控制装置。
一、盘式制动器的结构及工作原理
盘式制动器结构图
1-制动器体；2-盘形弹簧；3-弹簧垫；4-卡圈；5-挡圈；6-锁紧螺栓；7-泄油管； 8-密封圈；9-油缸盖；10-活塞；11-后盖；12、13-密封圈；14-连接螺栓； 15-活塞内套；16、19-密封圈；17-进油接头；18-放气螺栓；20-调节螺母； 21-油缸；22-螺孔；23、24-密封圈；25-挡板；26-压板螺栓；27-垫圈； 28-带筒体的衬板；29-闸瓦；30-制动盘
FN-FP-FD-fu=0 式中：FN——蝶形弹簧施加的正压力
矿井提升机盘形闸制动力在线检测技术
全 可靠运 行的 重要 保 障 手 段之 一 。为 此 ， 内外业 国
界都 十分 重视 盘形 闸 制动 力 的检测 技 术 研 究 ， 今 至
已经 研 究 出 多 种 检 测 正 压 力 的方 法 ， 纳 起 来 ， 间 归１ 间 接 检 测 法
图 １ 制动 器 力 学原 理 示 意
（ 即开闸点 ） 闸瓦与 闸盘 刚 刚接 触 的瞬 间状 态 （ 和 即 合 闸点 ） 。 目前 主要 有 ２种 判 别 开 闸点 与 合 闸点 的方 法 ： ① 在 闸瓦 内埋设 易磨 的金 属探 头 ， 利用 探 头 与 闸盘 的接触 状 态 来 判 定 开 闸点 与 合 闸 点 。但 这 种 方 法在 闸盘变 形或 闸瓦 厚薄 不 均 时 ， 以真 实 反 映接 难
由于盘 形 闸 的合 闸 与开 闸 过程 都 与 油压 有关 ，
所 以特定 条件 下的 油压 值 一定程 度上 能反 映制动 正
压力 的大小 。基 于油压 值来 间接 检测制 动正 压力 的 典型 方法 为 Ｐ Ｍ 法 。所 谓 Ｐ Ｍ 检 测法 ， Ｂ Ｂ 是指 液 压站 油压 （ ｒｓｕｅ 、 动 闸 （ ｒｋ ） 合 检测 （ ｏ Ｐｅｓｒ） 制 Ｂａ ｅ 联 Ｍ． ｎｔ ｉｇ 法 。如 图 １所 示 ， 闸瓦 间 隙为 零 时 ， 松 ｉｒ ） ｏｎ 当 设 闸过 程 的闸瓦 刚刚离 开 闸盘 的油 压 为 Ｐ。 即松 闸 油 （
（）（ ） １ 、２ 两式 相减 ， 到的合 阻力 为 ： 得
（ 一Ｐ ） Ｐ。 ２ Ａ＝Ｆ３ ＋Ｆ Ｎｏ＝１ ２（ ＋Ｐ２ Ａ ／ Ｐ ） （ ３） （ ４）
两式 相加 ， 得到 盘形 闸弹簧 对 闸盘 的正压力 ， 即
在 线实 时检测 ， 以及 时 发现事 故苗 头 ， 提升机 安 可 是
矿井提升机电气制动的两种控制系统
文 献标 志码 ：Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ —８ ６ ４ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ １ ８ ３ — ０ １
Ｋ型 提 升 机 液压 站 上 装 有 两 套 电液 调 压 装 置 ， 一 套 工作 ， 另
一
套备用 ， 用 ＱＣ３转换 开 关 进 行 转换 。 两 套 电液 调 压 装 置 的动 的 电流 加 大 时 ， 盘形 制 动 器 制 动缸 的 油压 升 高 ， 压迫盘形 弹簧 ，
统为直流 ４ ８ Ｖ 电源 ， 有 不 间 断 的 ＵＰ Ｓ供 电 系统。 ２ ＿ ２ 提 升 机 监 控 系统
辅 助 回路 用 于 对 辅 助 设 备及 控 制 回 路 进 行 供 电与 控 制 。辅
助 回路 由双 回路 三相 电源 供 电 ， 线 电压 为 ３ ８ ０ Ｖ， 主 提 升 机 安 装
引进 索 吉坡 公 司 生 产的 多绳 摩 擦 式 提升 机 ， 主要 由 高低 压
供 电系统 、 提 升 机 监控 系 统 、 安 全 控 制 系统 、 操作程序系统、 箕 斗
在 主 提 升 机 操 作 台上 的 电流 表和 电压 表 等组 成 。 其中 ， 高压 换 向
器 的主 要 作 用 是 使 电动 机 通 电、 断 电和 换 向。 在 采 用 动 力 制 动 的方 式 运行 时 ， 高 压 换 向器 的触 头 断 开 ， 动
摘 要 ：本 研 究 主 要 阐 述 了矿 井 提 升 机 Ｅ ｇ Ｒ 制动的 Ｔ Ｋ Ｄ— Ａ 型 电气控 制 系 统 与 直 流 拖 动 控 制系 统 的 主 要构 成 、 运 作 原理 和 保 护
方式。
关 键 词 ：矿 井提 升机 ： 电气制 动 ： 控 制系统
矿井提升机盘式制动系统安全监测技术研究
刘衍 吴建星 胡光俊
武汉 ４ ０８ ） ３０ １ （ 武汉科技大学资源与环境工程学 院
摘
要
为保障非煤 矿山的生产安全， 防止安全事故 的发生 ， 给出 了一种基于 Ｉｂ ＩＷ 的提升机安全监控 系统 。全面 ． ＶＥ ａ
介绍一种用 于非煤矿山的安全监控系统方案， 运用多重监测量 （ 碟形弹簧力 、 闸瓦间隙等 ） 相互验 证的方法确保提升机发生
事故前 ， 能准确及时地发出报警 ， 防止事故发生 。基于此方案运用虚拟仪器 开发平 台 Ｌｂ ＩＷ 开发的一套与之配套 的提升 ａ判断制动系统是否趋近失效 。 关键词 提升机 制动系统 安全监测
Ｓ ｆｔ ｏ ｉ ｒ ｇＳｕ ｙｏ ｓ ａｅｙＭ ｎｔ ｉ ｔｄ ｆＤｉ ｏ ｎ ｋＢｒｋｎ ｙ ｔｍ ｆ ｉｅＨｏｓｉｇｌａ ｈｎ ａ ｉｇＳ ｓｅ ｏ Ｍ ｎ ｉｔ ￣ ｃ ｌｅ ｎ ￣ Ｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｒｅ ｏｅｂｉ ｎ ｎ—ｃ ａ ｍｉｅｐｏ ｕ ｔ ａｅｙ ａｄ ｐｅｅ ｔｔｅｏ ｃｒｅ ｃ ｆ ａｅ ｃｉｅ ｔ．ｔｉ ｐ ｐ ｒｐｅｅ ｔ ａ ｓｒｃ ｎｏｄ ｒｔ ｌ １ ｏ ｌ ￣ ３ ｏｌ ｎ ｒｄ ｃ ｏ ｓｆｔ ｎ ｒｖｎ ｈ ｃｕｒｎ ｅｏ ｆｔ ａｃｄ ｎｓ ｈｓ ａ ｅ ｒｓｎｓａ Ｌｂ一 ｉ ｎ ｓ ｙ
ⅥＥ —ｂｓｄｓｅ ｍｏｉｒ ｇｓｓｍ ｕｅ ｎｎｎ ｏｌ ｉ ，ｉ ｈｃ ｈ ｕｔ ｏ ｍ ｄｓ ｓｒ ｇｓｅｓ ｂａｅｃｅｒ ｃ）ｍ ｔａ Ｗ ａｅ ｆｔ ｎ ｏｎ ｔ ｓｄｉ ｏ —ｃａ ｍｎ ｎｗ ｉ ｅｍ ｌ—ｖｌ ｅ（ ｉ ｐｉ Ｉｓ， ｒｋ ｌ ａ ｎｅ ｕｕｌ ａｙ ｔｉ ｙｅ ｅ ｈｔ ｉ ｕ ｃ ｎ Ｔ ａ
矿井提升机智能电液制动控制系统(下)
水平。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
综上所述： ◆ 本项目经过十多年研究形成的矿井提升恒减速电液智能制动技术， 在全方位检测与智能控制、平稳制动效果等方面达到国际领先，可以有 效避免重大安全事故的发生，可以促进矿山装备的技术升级。 ◆ 本项目完成的成果，对矿山行业保障安全、提高效率、增加效益有 显著促进作用，从而保障了该领域的可持续发展。 ◆ 本项目完成的成果，解决了制约国家千米深井提升装备开发的技术 难题，对井工矿山行业的科技进步起到了极大的推动作用。 ◆ 本项目是我国自主研发的智能制动技术成果，打破了国外公司在该 领域的技术垄断，对促进民族工业的发展具有重要的意义。
1、采用先进的油缸后置盘型制动器 2、采用进口密封件； 3、采用进口碟形弹簧； 4、具有闸盘间隙、闸瓦磨损及弹簧疲劳检测监控功能 5、具有闸盘偏摆无接触监测功能； 6、采用进口管接头及管路； 7、采用优质无石棉闸瓦； 8、采用真空造型铸造技术、数控加工技术、镜面磨削技术等
5、产品主要特点（盘形制动器）
五、国内外同类先进技术的综合比 较
3、用户使用报告
用户评价：满足高端大型、特大型提 升使用要求，完全替代进口。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
4、产品检验报告
经国家矿山质量监督检验中心检验， 符合设计和标准要求。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
5、产品鉴定报告
系统整体达到国际先进水平，在
制动控制原理及方法上具有国际领先
传感器
安装于闸盘上，用于检测闸皮位移、闸 盘偏摆、闸盘温度以及制动器油压。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
1、国内外同类产品技术性能比较
生产厂家 制动系统控制方式 闭环调节方式 系统控制物理量 满足防滑条件性能 系统响应速度 瑞典ABB 可控力矩制动控制 单向调节 制动力 差 慢 德国SIMAG 恒值闭环制动控 制 双向调节 制动减速度 好 较快 中信重工 恒值闭环制动控制 双向调节 制动减速度 好 快 综合评价 国际先进 国际先进 国际先进 国际先进 国际领先
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XTZ-Z10提升机盘形制动器
在线监控系统
洛阳翔霏机电科技有限责任公司
2020111111年
年1月
一、一、XTZ-Z10XTZ-Z10XTZ-Z10的目的
的目的1. 1. 矿井提升机是煤矿生产中至关重要的设备，而盘形制动
矿井提升机是煤矿生产中至关重要的设备，而盘形制动器又是矿井提升机中极为重要的组成设备，器又是矿井提升机中极为重要的组成设备，XTZ-Z10XTZ-Z10XTZ-Z10提升机
提升机盘形制动器在线监控系统的目的：
� 在线监控盘形制动器的运行是否符合煤矿安全规程；� 在线监控盘形制动器的运行是否存在缺陷与隐患及其解
决办法决办法;
;� 在线监控盘形制动器运行的受控管理；
� 在线监控盘形制动器重要组成部件——闸瓦、闸盘、碟簧、液压油、各种传感器等的品质与寿命；
目前国内尚无功能完善的提升机盘形制动器在线监2.
2. 目前国内尚无功能完善的提升机盘形制动器在线监控系统。
至今，在煤矿使用的提升机盘形制动器绝大
XTZ-Z10具具部分尚未配备功能完善的在线监控系统，
部分尚未配备功能完善的在线监控系统， XTZ-Z10有完善和强大的提升机盘形制动器在线监控功能对提高和保障盘形制动器，从而提高和保障提升机的安全运行，具有重要的意义和作用。
无压力传感器型间隙、油压、制动力、总制动力矩、闸盘偏摆、无数据库
有压力传感器型间隙、油压、制动力、总制动力矩、闸盘偏摆、闸瓦空行程时间、无数据库
XTZ-Z10 1.静态数据
间隙、压力、油压、制动力、总制动力矩、一副闸瓦正压力差、
一副闸瓦间隙差、闸瓦位移空行程时间、油压空行程时间、压力空
行程时间、总制动力矩空行程时间及其越上限和越下限值及报警、
闸瓦磨损、碟簧刚度系数与疲劳系数、闸盘偏摆最大摆幅、最大正
向偏摆和反向偏摆及其越上限报警。
2.动态曲线数据
紧急制动、合闸、松闸等的闸瓦位移、碟簧压力、油压、总制动力
矩等的历程(时间)曲线和组合历程(时间)曲线；
闸瓦磨损、碟簧刚度衰减与疲劳系数、闸盘偏摆、油压空行程时间
与残压等的趋势曲线。
3.管理数据
紧急制动汇总表、紧急制动汇总表、越上限汇总表、越下限汇总表、
闸瓦磨损、碟簧刚度系数与疲劳系数、液压油空行程时间与残压等
的趋势曲线、重要部件更换日期、品质与寿命汇总表；
4.实时/历史数据库、管理数据库
二、 XTZ-Z10系统结构
1. 1. 系统结构
系统结构在线监控系统组成框图
BLC-130 传感器传感器传感器传感器
变送器变送器变送器变送器
提升机
电控系统
2. 2. XTZ-Z10XTZ-Z10XTZ-Z10的特点与意义
的特点与意义1) 1) 自行设计、开发和制造闸瓦位移传感器和碟簧压力传感自行设计、开发和制造闸瓦位移传感器和碟簧压力传感
器；
后置式油缸用传感器
前置式油缸用传感器
XTZ-P-04偏摆传感器XTZ-L-05油压传感器
XTZ-L-05油压传感器
无线远程专家诊断系统
2）自行设计和开发高速和大容量数据采集软件
）自行设计和开发高速和大容量数据采集软件;;
3）自行设计和开发功能全面、性能优良和技术先进的在线监控软件；
4）自行设计和开发功能全面和强大的在线数据库及其联机实时查询和历史追溯查询功能软件；
5）自行设计和开发与提升机电控系统的双向整合硬件与软件；
6）自行设计和开发直观、方便、快捷和图示化的使用者操作界面软件。
三、主要技术性能指标及对安全的作用
1. 主要技术性能指标：
1）模拟量输入（模拟量输入（AI AI AI）
） 通道数通道数通道数484848路－路－路－808080路
路 A/D A/D位数－位数－位数－121212位
位2）数字量输入（数字量输入（DI DI DI）
） 通道数通道数通道数16
163）数字量输出（数字量输出（DO DO DO）
） 通道数通道数通道数16
16
4）碟簧压力传感器
测量范围（最大量程）：2.5t 2.5t，，4t 4t，，5t 5t，，8t 8t，，10t 10t（可选）
（可选） 分
分 辨 率：1.3kg —3kg 测量误差：测量误差：不大于不大于0.01t
0.01t 5）闸瓦位移传感器
测量范围（最大量程）：测量范围（最大量程）：15mm 15mm，，25mm 25mm（可选）（可选） 分分 辨 率：3.63.6μ
μm —6μm 测量误差：测量误差：不大于不大于0.01mm
0.01mm
6）油压传感器
测量范围（最大量程）：测量范围（最大量程）：6.36.3、、1010、、14MPa 分
分 辨 率：0.001MPa 测量误差：测量误差：不大于不大于0.02MPa
0.02MPa 7）闸盘偏摆传感器
测量范围（最大量程）：测量范围（最大量程）：5mm 5mm，，20mm 20mm（可选）（可选） 分分 辨 率：3.63.6μμm ～5μm 测量误差：测量误差：不大于不大于0.02mm 0.02mm
8）动态数据采集频率：1k 1kb
b s ；9）空行程时间测量误差：不大于不大于1ms 1ms 1ms；
；1010）
）从检出合闸间隙越上限，空行程时间越上限和总制动力矩越下限到发出越限报警控制信号的时间延迟：
300ms 300ms；
；1111））数据库查询的一般响应时间不大于1s 1s；
；
我公司产品
“制动器在线监测系统”已通过相关机构检测
2.
对提升机盘形制动器运行安全的作用
2. 对提升机盘形制动器运行安全的作用
�可以保障矿井提升机盘形制动器安全运行；
�可以提高盘形制动器运行和维护的水平与检修效率；
�可以遏制矿井提升机盘形制动器引起提升机事故的发生。
四、XTZ-Z10的特点
具有全方位和完善的自动跟踪和在线监控盘形制动器1.1.具有全方位和完善的自动跟踪和在线监控盘形制动器
动态特性和静态特性数据与强大的在线监控功能。
1）在线监控八大类数据类：
■合闸数据类■二阶段紧急制动数据类
■松闸数据类■闸瓦、碟簧数据类
闸盘、传感器数据类 ■合闸数据越上限类■闸盘、传感器数据类
■合闸数据越下限类■自动跟踪数据类
2）在线监控八大类数据类中包含：
■ 功能完善的静态数据
－例如间隙、位移、压力、正压力、制动
力、总制动力矩、正压力差、间隙差、油压、
位移空行程时间、压力空行程时间、油压空
行程时间、闸瓦磨损、碟簧刚度系数与衰减、
闸盘偏摆与最大摆幅等等；
■ 功能完善的动态数据
－例如松－例如松－例如松/
/合闸和紧急制动的位移、压力、油压、总制动力矩等的历程油压、总制动力矩等的历程((时间时间)
)曲线
3）在线监控的八大类数据类几乎包含了盘形制动器全部在线监控功能及其管理的数据类型。
例如：
�煤矿安全规程对盘形制动器所要求的监控功能（数据） －合闸间隙：
－合闸间隙：<2mm －合闸闸瓦位移空行程时间：
－合闸闸瓦位移空行程时间：<300ms －合闸总制动力矩：－合闸总制动力矩：>3>3倍最大静张力差（旋转力矩）倍最大静张力差（旋转力矩）
2.
具有完善和功能强大的二阶段紧急制动、合闸和松闸2. 具有完善和功能强大的二阶段紧急制动、合闸和松闸
的动态历程（时间）曲线和监控功能。
）具有55种紧急制动动态历程（时间）曲线：
1）具有
�压力历程（时间）曲线
�制动力历程（时间）曲线
�总制动力矩历程（时间）曲线
�闸瓦位移历程（时间）曲线
�油压历程（时间）曲线
2）具有
）具有55种合闸、松闸动态历程（时间）曲线：�压力历程（时间）曲线
�制动力历程（时间）曲线
�总制动力矩历程（时间）曲线
�闸瓦位移历程（时间）曲线
�油压历程（时间）曲线。