寺河煤矿东副井提升机制动系统的在线监测.pdf

实用技术
第172
doi:10.3969/j.jssn.1005-2798.2013.12.015
寺河蝶矿东副并提升机制动条统的在线监测
王建会,王跃楠
(晋城煤业集团公司寺河煤矿,山西晋城048205)
摘要;通过对矿井提升机液压制动系统的分析,自行研制了一套提升机液压制动系统的在线监测系统装
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:TD534
文献标识码:B文章编号;1005-2798(2013)12-0042-02
寺河煤矿东副井提升机担负着提升矸石和设映油路堵塞情况。从而实现回油制动液压站的监
备、下放材料的重要任务,是联系井上和井下的重要测。
设备,提升机的安全可靠运行,直接关系到矿工的生1.2闸间隙监测装置
命和煤矿安全生产。提升机制动系统的作用是实现
安装闸间隙传感器监测闸间隙,传感器安装在
提升机的松闻和回油进行工作制动、安全制动等。每个闸瓦上,闸盘两侧的一对闻间隙应调整相等且
现在大部分提升机使用的是盘式制动器,其工作原偏差不超过0.1m,以制动盘为基准,实现对闻间
理是靠油压松闸,靠盘型弹簧力制动。提高制动系隙的监测。见图1。
统的安全可靠性,是确保提升机安全运行的保障。
《煤矿安全规程》对提升机总制动力矩有具体的要
闸禽
倪间隙传感器
求。特别是在安全制动状态下,若总制动力矩过小,
就不能正常实现安全制动,会造成事故的发生;若总
制动力矩过大,会产生过大的制动减速度,产生很大
的动负荷,造成提升设备损坏、提升钢丝绳断裂等重
大事故的发生。通过认真分析,结合寺河煤矿副井
提升机制动液压系统的现状,研制了一套提升机液
阿瓦
间间隙
压制动系统的在线监测系统。对预防和杜绝事故的
图1闻间隙传感器安装示意
发生具有重要意义。
监测的方法是实时在线监测闸瓦的偏摆量,即
滚筒运行一周时测得每一个闸瓦的间隙最大值和
在线监测系统的硬件部分
最小值之差,所有闻间隙差值的平均值为闻瓦偏摆
在线监测系统的硬件由回油制动液压站监测装量,并由偏摆量反映闸间隙的大小。当闸间隙即偏
置、闸间隙监测装置、制动正压力监测装置、制动力摆量的最大值超过2m时,说明制动力矩达不到
矩监测装置四部分组成。
规程要求,制动系统失效。
1.1回油制动液压站监测装置
当提升机进行安全制动时,还能同时在线监测
提升机盘型制动器的工作原理是靠油压松闻,记录瓦从接收到安全制动信号制动闸开始动作
靠盘型弹簧力制动。由液压站提供不同的工作油压到闸瓦贴紧闸盘即闸间隙为零时的时间。这个时间
以使制动闸实现松闸或制动。若油压不符合要求,叫空行程时间。通过空行程时间的监测,可以判断
将会导致重大安全事故。因此有必要对液压站主要提升机安全制动性能是否良好。
回路油压进行监测。
1.3制动正压力监测装置
监测的原理是在液压站各主要回路设置多个油
现用盘式制动器结构如图2(a)所示,制动正压
压传感器,模拟油路流动状态,监测油路压力;安装力是由碟簧产生,靠油压松闸。磔簧长时间往复运
单片机计时板与油压传感器联合使用,监测安全制动会造成疲劳损伤甚至断裂。碟簧疲劳会导致制劲
动延迟时间和工作制动回油时间,根据回油时间反正压力减小,碟簧断裂会导致制动闸卡阻故障等使
收稿臼期;201308-07
作者简介;王建会(1968-),男,山西晋城人,工程师,从事机电技术工作。
201312周
王建会等;寺河煤矿东副井提升机制动系统的在线监测
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制动系统失效。
机,确保提升机的安全运行。
《煤矿安全规程》第四百三十五条第七项规定
要测试盘形闻的贴闸油压。贴闻油压决定了制动正
2在线监测系统的信号采集处理部分
压力的大小,直接监测制动正压力可反映贴闸油压。
在线监测系统的信号采集部分是将硬件监测装
监测的方法是自行研制了蝶簧座传感器安装在制动置测得的数据,通过信号传感器输送至主机,通过主
器中,见图2(b)。以蝶簧的行程表示蝶簧的正压力机的信号采集部分得到信号,将信号进行预处理、数
的大小。且制动器在不改变原结构性能的前题下实据分析处理后,进行数据实时显示,主机设置在主控
现了直接监测制动正压力的功能。并以此数据来判室,使运行维护人员能够随时掌握提升机液压制动
断碟簧是否疲劳和断裂。
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。
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(a)原制动器
(b)监测正压力的制动器
1一制动盘;2闸瓦组件;3碟资:4一液压缸
一碟簧座;一碟簧座传感器;7一碟簧卡环
图2制动器的制动正压力
一被制动的工作机圆盘;2一渐开线齿轮;3一千斤顶轴线;4一顶杆
1.4制动力矩的在线监测装置
5一手动连机构;6千斤顶;7~地基;8一地下洞室
9-测油压装置;10一单向阀;11一液压泵;12一可调溢流阀
提升机检修时需调整制动器的闸间隙或更换蝶
图3渐开线制动力矩测量装置
形簧等,这都会引起制动力矩的変化,提升机制动力
1)信号采集部分。这一部分是采集上述传
矩的大小,制动效果如何,决定了制动器的工作性感器的信号,采集现场的闸瓦动态位移值、相关油路
能。《煤矿安全规程》规定:提升机制动器完全制动油压值、制动正压力值、制动力矩值等。
时,总制动力矩要大于3倍最大静负荷力矩。因此,
2)信号预处理部分。传感器采集到信号之
需对提升机的总制动力矩进行实时在线监测。
后,先经过与传感器相配套的前置器进行信号的转
提升机的总制动力矩M=N,N为制动正压换和放大,输入到信号采集卡,通过采集卡的模拟量
力,r为提升机滚筒半径,为摩擦系数。其中,制动通道,可以将信号融合变换成能够进入计算机进行
正压力N在上节中已经监测得知,为提升机滚筒处理的信号,由标配的信号线将所有采集信号输入
半径,为已知量,而摩擦系数「则受制动盘和闻瓦之到计算机中。在这里数据采集卡的使用使数据采集
间的磨损、租糙度、被油污染等因素的影响,需进行到处理环节的过程更方便容易。
重新计算确定。
为此,研制了渐开线制动力矩测量装置(如图3在线监测系统的软件部分
3),其主要原理为安装干斤顶,使千斤顶推力的作
在线监测的软件部分主要由“系统监测”、“报
用线与半径为R的滚筒外圆相切,通过千斤顶供回警査询”“实时曲线”、“系统调试”、“退出运行"几
油装置测得制动力矩。然后将其他的制动器全部敵个大部分组成。主要由监测软件完成,将系统监测
开,其中一个制动器全部制动,用千斤顶施加推力至的全部信息都通过这个部分展示给操作者,对于每
滚筒刚刚开始转动,测得制动力矩M试。根据f=
个监测参数的报警也主要通过软件的分析判断完
Mは/NR得出此制动器的摩擦系数,同理可得其成。在实际使用中软件部分展示给用户的是以图形
他制动器的摩搽系数。将此摩擦系数作为已知量,和数值的方式体现的。
带入M=V中,即可得出这个制动器的制动力矩。
其各个画面的主要功能如下
若提升机有n个制动器,则其总制动力矩Ma=
“系统监测”画面。主要完成闻瓦开、合动
∑M。从而实现了每个制动器的制动