礦井制動(dòng)器可靠性功能檢測(cè)論文

時(shí)間:2022-11-03 02:30:00

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礦井制動(dòng)器可靠性功能檢測(cè)論文

摘要:制動(dòng)器是直接作用于制動(dòng)輪或制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng)力矩的機(jī)構(gòu),按結(jié)構(gòu)可分為塊閘和盤閘,現(xiàn)在礦井提升機(jī)用的制動(dòng)器大部分是液壓盤式制動(dòng)器,因此,對(duì)盤式制動(dòng)器工作可靠性的分析及監(jiān)測(cè),具有客觀現(xiàn)實(shí)的意義。

關(guān)鍵詞:提升機(jī)制動(dòng)器可靠性

引言

在礦井提升系統(tǒng)中,礦井提升機(jī)的主要任務(wù)是沿井筒提升煤炭、礦石和矸石;升降人員和設(shè)備;下放材料和工具等。礦井提升設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的主要提升運(yùn)輸工具,因此它在整個(gè)礦井生產(chǎn)中占有重要的地位。制動(dòng)裝置是礦井提升機(jī)的重要組成部分之一,直接關(guān)系著提升設(shè)備的安全運(yùn)行。由于提升機(jī)的安全運(yùn)行,很大程度是要完善設(shè)備的保護(hù)設(shè)施的可靠性和自動(dòng)化程度,減少維修量,延長(zhǎng)使用壽命,更重要的是取決于制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性,防止和杜絕故障的發(fā)生。因此,努力提高液壓傳動(dòng)裝置和盤形制動(dòng)器的可靠性有著非常重要的實(shí)際意義。

一、盤式制動(dòng)器的可靠性理解

從狹義可靠性理解,盤式制動(dòng)器包含不可維修因素,如制動(dòng)彈簧失效之后,影響制動(dòng)力矩,需要更換新彈簧才能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到原有水平;閘瓦與閘盤之間摩擦系數(shù)衰減,也只能靠更換新閘瓦方能維持原有可靠性水平。從廣義可靠性理解,盤式制動(dòng)器含有可維修因素,如閘瓦磨損后產(chǎn)生的間隙增大,經(jīng)調(diào)整便可達(dá)到原有可靠性;液壓站零件發(fā)生故障,修理后也能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)水平。由此可知,制動(dòng)器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的綜合反映。固有可靠性是由制動(dòng)器設(shè)計(jì)制造及材料等因素決定的,在制動(dòng)器產(chǎn)品出廠時(shí)便已明確,使用可靠性則是安裝、維護(hù)及操作等因素決定的,它反映了制動(dòng)器固有可靠性在實(shí)際運(yùn)行中的發(fā)揮程度,因此,固有可靠性的體現(xiàn),受使用可靠性的限制,固有可靠性再高,使用可靠性卻較低,制動(dòng)器的實(shí)際工作可靠性依然不會(huì)高。

二、制動(dòng)器的故障模式分析

提升機(jī)制動(dòng)器的故障,是指制動(dòng)器未能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的要求(如制動(dòng)力矩不足或制動(dòng)減速度超限),因而完不成規(guī)定的制動(dòng)任務(wù)或完成得不好。盤式制動(dòng)器有許多故障,但并不是所有故障都會(huì)造成嚴(yán)重后果,僅是其中一些故障會(huì)影響制動(dòng)器功能或造成事故損失。因此,在分析制動(dòng)器故障的同時(shí),還需要對(duì)故障的影響或后果進(jìn)行評(píng)價(jià),這稱為故障模式和影響分析。制動(dòng)系統(tǒng)中包括功能件、組件和零件。所謂功能件,是指由幾個(gè)到幾百個(gè)零部件組成的,具有獨(dú)立功能的子系統(tǒng),例如液壓站、盤閘、控制臺(tái);組件是由兩個(gè)以上的零部件構(gòu)成的并在子系統(tǒng)中保持特定功能的部件,如電磁閥、電液調(diào)壓裝置;零件是指無(wú)法繼續(xù)分解的具有設(shè)計(jì)規(guī)定的單個(gè)部件。一般情況下,零件故障都可能導(dǎo)致制動(dòng)器的故障。在運(yùn)行過(guò)程中,規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)法啟動(dòng),預(yù)定時(shí)間內(nèi)無(wú)法停車,制動(dòng)能力降級(jí)或受阻。顯然,制動(dòng)力矩不足等故障將直接引發(fā)制動(dòng)器致命性故障,應(yīng)倍加注意。近年在實(shí)際使用中,已多次發(fā)生盤式制動(dòng)器剎不住車引發(fā)的“放大滑”事故,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)上述可靠性的論述,制動(dòng)器的固有可靠性和使用可靠性的串聯(lián)乘積,正體現(xiàn)了制動(dòng)器的工作可靠性。

三、制動(dòng)器工作可靠評(píng)定

制動(dòng)裝置各單元之間常常表現(xiàn)為串聯(lián)關(guān)系,只有液壓站的動(dòng)力部分是冷儲(chǔ)備關(guān)系,而多副盤形閘的制動(dòng)力矩則是表決狀態(tài)關(guān)系(或簡(jiǎn)化為并聯(lián)關(guān)系),這些復(fù)雜的功能關(guān)系使制動(dòng)裝置的可靠性評(píng)定比較復(fù)雜。在實(shí)際工作中,制動(dòng)裝置可靠性評(píng)定分為現(xiàn)場(chǎng)可靠性評(píng)定和理論可靠性評(píng)定?,F(xiàn)場(chǎng)可靠性評(píng)定是通過(guò)收集現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行提升機(jī)的壽命數(shù)據(jù),對(duì)制動(dòng)器的MTBF、λ和壽命分布等參數(shù)進(jìn)行估計(jì);理論可靠性評(píng)定則是依據(jù)可靠性計(jì)算方法,對(duì)制動(dòng)器關(guān)鍵單元的可靠性做分析計(jì)算。顯然,現(xiàn)場(chǎng)可靠性評(píng)定具有全面性,方法簡(jiǎn)單;而理論可靠性評(píng)定則過(guò)于抽象,但卻具有指導(dǎo)意義。

四、制動(dòng)器維護(hù)可靠性評(píng)定

我們從實(shí)踐中可以體會(huì)到,維護(hù)良好的制動(dòng)器一般情況下都能夠發(fā)揮應(yīng)有的功能,而維護(hù)不善的制動(dòng)器則往往潛伏事故隱患。從制動(dòng)器的故障模式分析不難看到,保證制動(dòng)器的固有可靠性的主要維護(hù)工作包括:①制動(dòng)閘瓦與閘盤間隙的調(diào)整;②閘盤污染控制;③液壓站油壓值整定及殘壓限制。在以上三項(xiàng)維護(hù)工作中,若有一項(xiàng)維護(hù)工作未做好,都會(huì)影響制動(dòng)器的固有可靠性發(fā)揮。因此,維護(hù)可靠性是這三項(xiàng)單元可靠性的串聯(lián)組合,即閘瓦同步貼閘可靠性、閘盤污染可靠性與液壓站殘壓可靠性三者的乘積。貼閘可靠性是指制動(dòng)器所有制動(dòng)閘同步貼閘的能力;若貼閘同步能力差,則制動(dòng)力矩達(dá)不到設(shè)計(jì)值,固有可靠性保障能力差。閘盤污染可靠性是指污染閘盤與閘瓦摩擦制動(dòng)力矩不減值的能力;殘壓可靠性則是指液壓站殘壓不超過(guò)規(guī)定值的能力。由于當(dāng)前維護(hù)工作和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)閘盤污染都給予高度重視,所以發(fā)生非人為污染的概率非常小。殘壓可靠性與液壓系統(tǒng)故障和電液閥調(diào)整、閥彈簧的抗疲勞能力有關(guān)。因此,維護(hù)可靠性的重點(diǎn)在于閘瓦間隙調(diào)整而影響的貼閘可靠性。

一般情況下,制動(dòng)閘不同步的原因在于閘瓦間隙差別和油缸阻力差別。貼閘油壓的離散程度能夠反映制動(dòng)閘的貼閘可靠性,貼閘油壓越集中,同步貼閘數(shù)目越大,貼閘可靠性也越高;反之,貼閘油壓愈分散,貼閘同步性愈差,貼閘可靠性也愈低。

五、制動(dòng)器與液壓傳動(dòng)裝置的監(jiān)測(cè)

為了進(jìn)一步提高制動(dòng)器與液壓傳動(dòng)裝置的可靠性,增強(qiáng)監(jiān)測(cè)功能是必要的。如果制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障,特別是液壓的殘壓以及油污染會(huì)導(dǎo)致電磁換向閥的卡住等,都會(huì)造成嚴(yán)重后果。監(jiān)測(cè)用的常用方法有:①PBM監(jiān)測(cè)方法:利用該儀器與液壓站油壓制動(dòng)閥聯(lián)合使用,監(jiān)測(cè)制動(dòng)力矩,閘瓦間隙和閘瓦同步狀態(tài),而且還具有檢測(cè)制動(dòng)閘空動(dòng)時(shí)間,閘瓦摩擦;能夠識(shí)別諸如蝶性彈簧斷裂失效,閘瓦磨損,殘壓過(guò)高,油路不暢通和油缸受卡等故障。②盤形制動(dòng)器控制補(bǔ)償增壓裝置:為了保證盤形制動(dòng)器的工作可靠性,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)盤形制動(dòng)器控制補(bǔ)償增壓,利用該裝置,能夠在制動(dòng)器制動(dòng)力矩意外降低而剎不住閘時(shí),補(bǔ)償制動(dòng)力矩,增大制動(dòng)力,從而保證提升機(jī)安全可靠。公務(wù)員之家

六、結(jié)束語(yǔ)

目前,因盤式制動(dòng)器已經(jīng)克服了塊式制動(dòng)可靠性不高的缺點(diǎn),已被廣泛地使用。制動(dòng)裝置是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分,提升機(jī)的各種保護(hù)措施,都要終結(jié)于制動(dòng)裝置,其可靠性直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn),因此,對(duì)提升機(jī)盤式制動(dòng)裝置可靠性的研究,了解其工作可靠性評(píng)定、維護(hù)可靠性評(píng)定將對(duì)提升安全系統(tǒng)具有特別重要的意義,有利于了解設(shè)備運(yùn)行的規(guī)律,制定科學(xué)的維護(hù)制度,另外,減少和預(yù)防油污染對(duì)提升機(jī)系統(tǒng)的可靠性有重大意義,從而保證煤礦安全生產(chǎn)。

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