提升机--制动与安全保护装置

提升机制动与安全保护装置
机电教研室
第一节 提升机的制动装置


制动装置是矿井提升机的重要组成部分。 它由制动器（执行机构）和传动机构组成。制 动器又称为制动闸，是直接作用在制动轮或制 动盘上产生制动力矩的机构。 按其结构可分为块式和盘式两类。 传动机构是用来控制和调节制动力矩的，按传 动能源可分为油压、风压和弹簧三种传动机构。
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一、制动装置的作用 1．制动装置的作用 （1）在提升终了或停机时，闸住提升机的滚筒或摩擦轮， 即正常停车。 （2）在减速阶段及下放重物时，参与提升机的控制，即 工作制动。 （3）当发生事故或紧急情况时，能迅速闸住提升机，即 安全制动。 （4）双滚筒提升机在更换提升水平、更换钢丝绳和调绳 时，闸住游动滚筒，松开固定滚筒。
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三、液压站 液压站是矿井提升机制动系统的驱动和调节压力 的机构，其性能和质量的好坏直接关系到设备与 人身安全的重大问题。 1．组成 为了确保提升机正常工作，一台液压站分为两个 独立的工作制动部分和安全制动部分，一套工作， 另一套备用。两套工作制动部分均由相同的电动 机、油泵、滤油器、电液调压装置、液动换向阀 等部件组成。
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（5）《煤矿安全规程》（第432条）规定：提升 绞车的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩与 实际提升最大静荷重旋转力矩之比K值不得小于3。 （6）在调整双滚筒绞车滚筒旋转的相对位置时， 制动装置在各滚筒闸轮上所发生的力矩，不得小 于该滚筒所悬重量（钢丝绳重与提升容器重量之 和）形成的旋转力矩的1.2倍。
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5．二级制动 为了满足《煤矿安全规程》对立井提升安全制动减速度的 要求，大型提升机的安全制动都要具有二级制动的特性。 盘形制动器由多副闸组成，实现二级制动很方便，可将闸 分为A、B两组，先投入A组产生第一级制动力矩（其数值 应保证提升机重物时安全制动减速度不大于5m/s2，下放 重物时减速度不小于1.5 m/s2，提升机在此制动力矩作用 下速度下降。）B组在滞后一定时间后（提升速度接近零 时）在投入，产生二级制动力矩，以保证及时可靠地将提 升机闸住。
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2．防止过速装置 当提升速度超过最大速度的15%时，必须能自动 断电，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负荷和欠电压保护 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。
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3．盘形制动器 特点：结构紧凑，闸的个数可以根据制动力的大 小灵活增加，盘形制动器一般成对使用；动作快， 其制动空行程时间不得超过0.3s。 盘型制动器的闸瓦间隙按规定不得超过2mm，一 般调定在1～1.5mm之间。盘形制动器闸瓦间隙的 调整通常是靠调整螺钉来实现的，调整螺钉往里 旋，闸瓦间隙变小。
造成全速过卷的主要原因有以下几点： （1）减速开关失效。 （2）电气制动系统、可调闸闭环系统及限 速保护系统的装置不完善，调试不正确。 （3）速度给定装置在减速段不起作用。

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防止全速过卷有以下措施： （1）对减速开关加强维修，深度指示器牌坊或限 速圆盘上安装后备减速开关，并在井架或天轮平 台上安装钢丝绳感应开关，使减速点实现“三保 一”。 （2）将电气制动、可调闸闭环及减速段限速保护 这三个系统分别按要求调试可靠。 （3）对深度指示器及速度给定自整角机和控制部 分加强维修，并增加减速段2rn/s的过速保护。 （4）将测速断线保护继电器整定可靠。
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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度。 5．深度指示器失效保护装置 当深度指示器失效时，能自动断电并使保险闸发 生作用。

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（4）《煤矿安全规程》（第431条）规定：保险 刚或保险闸第一级由保护回路断电时起至闸瓦接 触到闸轮上的空动时间：压缩空气驱动闸瓦式制 动闸不得超过0.5 s，储能液压驱动闸瓦式制动闸 不得超过0.6 s，盘式制动闸不得超过0.3 s。对斜 井提升，为保证上提紧急制动不发生松绳而必须 延时制动时，上提空动时间不受此限。盘式制动 闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。保 险闸施闸时，在杠杆和闸瓦不得发生显著的弹性 摆动。
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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 报警。箕斗提升时，松绳保护装置动作后，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报警和自动断电。
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（7）在立井和倾角大于30度的倾斜井巷提 升装置的保险闸发生作用时，全部机械的 减速度必须符合下列规定：下放重载时， 不得小于1.5m/s2；提升重载时不得大于5 m/s2。 在倾角小于15度的倾斜井巷下放重载时的 制动减速度不得小于0.75 m/s2，提升重载 时的制动减速度不得大于自然减速度。

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二、制动装置的原理 制动器主要有角移式、平移式、复合式三 种。角移式制动器结构简单，但压力及磨 损分布不均，制动力矩较小，多用于中小 型提升机。平移式及复合式制动器的压力 分布比较均匀，主要用于大型提升机。

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1．角移式制动器 （1）结构 主要由前制动梁、后制动梁、三角杆组成， 用拉杆彼此连接，闸瓦固定在制动梁上， 拉杆左端的螺母来调节闸瓦与制动轮之间 的间隙。顶丝用来支撑前制动梁，以保证 制动轮两侧的松闸间隙相同。
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思考题： 1．制动器主要有哪几种类型？ 2．盘型制动器的优点是什么？ 3．电液调压装置的作用有哪些？ 4．各种类型的制动器的闸瓦间隙和制动空 行程时间是如何规定的？ 5．什么是液压站的残压？

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一、《煤矿安全规程》对安全保护装置的 有关规定 《煤矿安全规程》（427条）规定：提升装 置必须装设下列保险装置，并符合下列要 求： 1．防过卷装置

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（1）当提升容器超过正常终端停止位置（或出车 平台）0.5 m时，必须能自动断电，并能使保险闸 发生制动作用。 （2）在提升速度大于3m/s的提升系统内，必须 设防撞梁和托罐装置，防撞梁不得兼做他用。防 撞梁必须能够挡住过卷后上升的容器或平衡锤； 托罐装置必须能够将撞击防撞梁后再下落的容器 或配重托住，并保证其下落的距离不超过0.5m。 （3）立井提升装置的过卷高度和过放距离应符合 规定。

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《煤矿安全规程》（第433条）规定：对摩擦轮 式提升绞车常用闸和保险闸的制动，必须满足以 下防滑要求：①各种载荷（满载或空载）和各种 提升状态（上提或下放重物）下，保险闸所能产 生的制动减速度的计算值，不能超过滑动极限。 钢丝绳与摩擦轮间摩擦系数的取值不得大于0.25。 由钢丝绳自重所引起的不平衡重必须计入②在各 种载荷及提升状态下，保险闸发生作用时，钢丝 绳都不出现滑动。严禁用常用闸进行紧急制动。
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9．减速功能保护装置 当提升容器（或平衡锤）到达设计减速位 置时，能示警并开始减速。防止过卷装置、 防止过速装置、限速装置和减速功能保护 装置应设置为相互独立的双线形式。 立井、斜井缠绕式提升绞车应加定车装置。

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二、相关安全保护的原理 1．过卷保护原理 过卷保护是由过卷开关实现的，防过卷装置主要由机械开 关或无触点开关组成，目前主要采用机械限位开关，并将 其成对地安装在井架上距正常卸载位置0.5m处，其接点串 入安全回路。为了起双重过卷保护作用，在深度指示器上 也安装一对防过卷开关，并超前动作。 当提升机过卷时．提升容器便碰击过卷开关．使安个回路 断路，主电动机断电，同时使提升机保险闸发生作用。
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2．制动装置的技术要求 按照《煤矿安全规程》及有关技术规范， 提升机（绞车）的制动装置必须达到下列 要求： （1）提升机必须装设操作工不离开座位即 能操作的常用闸（即工作闸）和保险闸 （即安全闸）。保险闸必须能自动产生制 动作用。

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《煤矿安全规程》（第428条）规定：常用 闸和保险闸共同使用1套闸瓦制动时，操作 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。对具有2套闸 瓦只有1套传动装置的双滚筒绞车，应改为 每个滚筒各自有其控制机构的弹簧闸。 提升绞车除设有机械制动器外，还应设有 电气制动装置。

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（2）特点 结构简单，但围抱角小，所产生的制动力 矩也较小，而且由于闸瓦表面的压力分布 不够均匀，故闸瓦上下磨损也不均匀。

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（3）原理 传动机构为油压传动进行制动。提升机的 工作制动与安全制动均由重锤来实现，松 闸则利用油压实现。角移式制动器的闸瓦 间隙，中心处不得超过2.5 mm，上下间隙 偏差不得超过0.5 mm，其制动空行程时间 不得超过0.5s。
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3．原理 液压站为盘型制动器提供了不同油压的压 力油，油压的变化由电液调压装置来调节， 油压的变化通过操作工控制电液调压装置 的信号电流来实现，从而达到调节制动力 矩的目的。液压油中切忌气泡混入，否则 将引起系统的不稳定。

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4．电液调压装置 是液压站中的主要工作机构，主要作用是： （1）根据提升机的实际工作额定负荷，确定最大 工作油压值，是通过手把来实现的。 （2）通过改变线圈的电流大小来实现系统油压的 可调性，保证实际制动力矩的需要（定压和调 压）。 当操作手把在紧闸位置时，电液调节装置动线圈 没有电流流过，液压站所残存的压力即为残压。 通常残压不超过0.5MPa。
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（8）制动器的工作行程不得超过全行程的 3/4，必须留有1/4作为调整时备用。主提升 机操作工操作台上制动把手的移动应当灵 活，在抱闸位置时应有定位器来固定把手， 防止把手从抱闸位置自动向前移动。 （9）制动轮的椭圆度在使前（新安装或大 修后）不得超过0.5～1 mm；使用中如超过 1.5mm时，应重新削或更换。
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提升过卷以全速过卷破坏性为最大，全速 过卷就是提升机在减速段没有减速，以等 速段的最大速度碰撞过卷开关后，才投入 紧急制动。它会造成断绳、坠毁提升容器、 毁坏井筒设施、使井架和箕斗等装载设备 受到不同程度的损坏等事故，更为严重的 是会造成罐内人员的伤亡。
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2．平移式制动器 工作制动力矩的大小由工作制动气缸的气压确定， 而气压的控制是利用压力调节器来进行的。利用 压力调节器，能保证制动力矩与操作工制动把手 位置相对应，与闸瓦磨损无关，性能较好。 平移式制动器的闸瓦间隙不得超过2mm，且上下 间隙相等，其制动空行程时间不得超过0.5s。
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2．主要作用 （1）可以为盘形制动装置提供不同油压值的压力 油，根据提升机的实际需要，产生不同的工作油 压，控制盘形制动器的工作制动力矩，从而实现 工作制动。 （2）在安全制动时，可以使制动器的油压经过延 时，迅速回到零，使制动器达到全制动状态。 （3）可以供给控制单绳双滚筒提升机调绳装置所 需要的压力油，打开离合器，进行调绳或更换提 升水平。

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（2）《煤矿安全规程》（第429条）规定： 保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装 置，除可由司机操作外，还必须能自动抱 闸，并同时自动切断提升装置电源。常用 闸必须采用可调节的机械制动装置。 （3）提升机除有制动装置外，应加设定车 装置，以便调整滚筒位置或修理制动装置 时使用。