矿井提升机安全制动与防滑安全区域

煤炭工业部南京设计研究院 王耀文
摘要
对矿井提升机液压制动系统整定公式计算表明,在一般情况下,油压值允许有一定的整定区间,而不是以往常用的特定值.将使设计,调试与日常维护工作简便易行,还对多绳摩擦提升系统的防滑问题作了综合性讨论,提出"安全区域"概念,将防滑计算归结为平面图像问题,直观明了.并从设计角度举例说明之.
叙词:矿井提升机 液压制动系统 整定区间 防滑 安全区域.
1 立井单绳缠绕式提升系统安全制动的整定
对于洛阳矿山机器厂的B157,B159和TE002等盘形闸液压系统,油压为P时产生的制动力矩为:
Mz=2AxυRz(P2-P) (N·m) (1)
式中,A——每一制动油缸的有效面积,m
X——参与制动的盘闸对数
υ——制动盘与闸瓦间的摩擦系数
Rz——等效制动半径,m
P2 ——闸瓦贴制动盘时的松闸油压(俗称贴闸皮油压),Pa
要满足《煤矿安全规程》第409条的规定,制动系统产生的静阻力矩倍数K≥3,即
Mz=2AXυRz(P2-P0)≥3Mj=3RS (N·m) (2)
式中,P0——液压系统残压,Pa
Mj ——提升系统最大静阻力矩,N·m
R——主导轮(滚筒)半径,m
S——提升系统最大静张力差,N
考虑到闸瓦允许磨损量δ(一般在δ≥1mm时,闸瓦磨损开关应动作),应对P2值作一调整,其值为δK/nA (Pa) .由式(2)及P2调整值可得
式中,k——碟簧刚度,N/mm
n——每一制动油缸内的碟簧片数
调绳时,盘闸产生的静阻力矩倍数不得小于1.2,此时仅有半数盘闸参与左滚筒制动
AXυRz(P2-P0)≥1.2Mj ′=1.2RSt (N·m) (4)
式中,Mj′——调绳时静阻力矩,N·m
St——调绳时左滚筒上的最大静张力,N
同样可得
式(3)和(5)给出了闸瓦贴制动盘时的松闸油压下限值.
二级安全制动时,半数油缸直接回油P=P0;另半数油缸内油压值降至P1(P0≤P1≤P2 ,P1称为二级制动时第一级制动油压值〈Pa〉),直至安全制动结束才完全回油.此时的制动力矩
Mz=AXυRz(P2-P0)+AXυRz(P2-P1)
=AXυRz(2P2-P1-P0) (N·m) (6)
在忽略运动阻力时,重载下放安全制动力矩
MZ =Rmax′+RS (N·m) (7)
式中,m——提升系统变位质量,kg
ax′——重载下放时安全制动减速度,m/s
由于规定立井下放安全制动减速度ax′≥1.5m/s2 ,代入上两式后得P1上限值
同样,重载上提时安全制动力矩
MZ=Rmas′-RS (N·m) (9)
式中,as′——重载上提时安全制动减速度,m/s

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