主提升机操作工(技师).doc

第一章 主提升机的性能测定第一节 提升机钢丝绳的技术测定一、影响提升钢丝绳使用寿命的因素提升钢丝绳是提升设备的重要组成部分之一，保证其安全可靠地运行，对于矿井安全提升具有极其重要的意义，在生产中应予以足够的重视。提升钢丝绳在工作时受到多种应力作用，如静应力、动应力、弯曲应力、接触应力、挤压应力和扭转应力等，这些应力的反复作用将导致钢丝绳疲劳损坏，而磨损与锈蚀也会降低钢丝绳的性能，缩短钢丝绳的使用寿命。钢丝绳因结构不同，在运行中内部钢丝的受力也不相同，因而对钢丝绳的使用寿命也有比较大的影响。钢丝绳横断面的金属密度大小，对其使用寿命也有影响，相同直径大，寿命也将随之而提高。另外，钢丝绳不合理使用也会缩短钢丝绳的使用寿命。这些不合理使用包括：“咬绳”现象；使用无衬垫天轮；弯曲比（卷筒或天轮直径与钢丝绳中最粗钢丝直径之比）较小，增加了钢丝绳的弯曲应力；钢丝绳在井筒中的运行阻力较大；钢丝绳使用一定程度后不调头等。二、提升钢丝绳安全系数的验算根据安全系数法求得钢丝绳安全系数为 （1-1）式中钢丝绳中所有钢丝的破断拉力总和，N； 钢丝绳所受最大静张力，N； 煤矿安全规程规定的钢丝绳安全系数，见表1-1。若按式（1-1）计算出的，说明钢丝绳的强度不够，应及时更换新钢丝绳，以确保提升安全。钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀、麻坑等损伤时，不得用做升降人员。钢丝绳锈蚀严重、点蚀麻坑形成沟纹、外层钢丝松动时，必须立即更换。钢丝绳的使用、保管、维护、检查、试验等应严格按煤矿安全规程的规定执行。表1-1提升用钢丝绳安全系数用途钢丝绳安全系数的最低值单绳缠绕式提升系统多绳摩擦式提升系数新悬挂时使用中新悬挂时专用于升降人员979.2-0.0005H升降人员和物料升降人员时混合提升时升降物料时7.568.2-0.0005H专用于升降物料6.557.2-0.0005H三、提升机最大静张力和最大静张力差的验算提升机静张力和静张力差的验算，实际上就是验算提升机的强度，即校验所用提升机的允许最大静张力和最大静张力差是否大于提升机实际所受的最大静张力和最大静张力差。若大则说明其强度足够；若小则说明其强度不够，必须重选提升机或重新计算扩建挖潜时的一次提升量，选取适当规格的提升容器，一直验算到合格为止。（一）最大静张力的验算1、单绳缠绕式提升系统（1）立井无尾绳提升系统： （1-2）（2）斜井提升系统： （1-3）2、多绳摩擦式提升系统（1）等重尾绳提升系统： （1-4）（2）重尾绳提升系统： （1-4）（1）轻尾绳提升系统： （1-4）（二）最大静张力差的验算1、单绳缠绕式提升系统 （1-7）2、多绳摩擦式提升系统（1）等重尾绳提升系统： （1-8）（2）重尾绳提升系统： （1-9）（1）轻尾绳提升系统： （1-10）式（1-2）至式（1-10）中：提升机实际最大静张力，N；提升机设计允许最大静张力，可由提升机规格表中查得，N；提升机设计允许最大静张力差，可由提升机规格表中查得，N；提升机设计允许最大静张力差，可由提升机规格表中查得，N；一次提升荷量，N；提升容器自重，N；一根主钢丝绳每米重量，Nm；一根尾绳每米重量，Nm；主绳根数；尾绳根数；提升高度，m；从卸载位置到摩擦轮的距离（塔式井架），m；尾绳环的高度，m；主、尾绳每米重量差，Nm；井筒倾角，（）；钢丝绳最大倾斜长度，m；容器运行阴力系数，滚动轴承取0.015，滑动轴承取0.0130.030；钢丝绳运行时与托辊和底板之间的阻力系数，取0.150.20。第二节 提升速度图的测试与验算矿井提升机应该按照设计的速度图运行，为了了解和研究提升机的实际运行规律，验算提升的实际提升能力和电动机功率，验证电气控制设备整定、调式的合理性，尤其是当提升设备有较大变化时，如提升容器的加大、电动机的更换、电控系统的更新改造等，都应该经常性地、及时地实际测试提升速度图。通过对实测速度图的分析和验算，掌握提升机的性能，以便精心维护，确保其安全高效地运行，以防患于未然。一、提升速度图的测试实测提升速度图的基本方法是利用光线示波器拍摄测速发电机的电压变化规律。其依据原理：提升机在运行过程中，测速发电机发出的电压与提升机的转数成正比。也就是说，测速发电机的电压变化规律反映了提升容器的实际速度变化规律。（一）测试测速发电机的电压值测试测速发电机在等速时发出的电压值，可从司机操纵台上的电压表上读得（如220V等）。（二）接线并实测记录把测速发电机发出的电压信号通过适当的电阻匹配，再选用灵敏度合适的振子接到光线示波器的一个插座上。按图1-1接好线，检查无误后，开动光线示波器，调试振子，选好纸速后，方可开车。经开车加速、等速运行、减速爬行，至一次提升完毕，停止记录。这样，得到了一个完整的速度图，如图1-2所示。（三）实际速度标定因为上述记录是测速发电机的电压变化曲线，不是真正的提升容器实际速度的变化曲线，所以必须进行实际速度标定。速度标定的方法是：量出等速运行时的速度与对应的光高，令称为速度比例尺。有了速度标定值就能进行速度的验算了。（四）最大提升速度的测试1、转速表测试法用转速表测试电动机的实际转速，测量出卷筒直径，传动比为已知，则 （1-11）2、标定法实测卷筒每转一周的绳长和在等速运行阶段时间内卷筒的转数，则 （1-12）速度图的合理状况应当是：各变速阶段中的图形尽可能地接近直线；初加速度、主加速度、爬行速度应满足设计速度图的要求；在保证安全的前提下，低速爬行阶段及休止时间应尽可能短，否则电耗大，一次提升时间过长，降低提升能力。二、提升速度图的验算利用光线示波器拍摄出速度曲线和进行速度标定后，就可以对图各阶段进行分析验算。由于主井、副井使用的提升容器不同，所以测出的速度图也不同，有立井罐笼提升速度图和立井箕斗提升速度图。下面以立井底卸式箕斗六阶段速度图为例，介绍提升速度图的验算步骤。已知速度标定值。1、初加速阶段（1）空箕斗出卸载曲轨速度般： （1-13）式中速度为时对应的光高。（2）空箕斗在卸载曲轨中初加速度（一般=0.5）： = （1-14）式中空箕斗在卸载曲轨中初加速运行的时间，s。（3）空箕斗在卸载曲轨中的行程（一般，新标准系列箕斗=2.35m）: （1-15） 2. 主加速阶段 （1）主加速度： = （1-16）式中主加速运行的时间，s。 （2）主加速运行距离： ) （1-17） 3. 等速运行阶段 （1）等速运行的时间及速度：可由实拍速度图查出。 （2）等速运行的距离： （1-18） 4. 减速阶段 （1）主减速度： （1-19）式中爬行速度，；减速运行时间，s。 （2）减速运行距离： （1-20） 5. 爬行阶段 （1）爬行速度（一般=0.40.5）： = （1-21）式中对应的光高，mm。 （2）爬行距离(一般自动操纵时=2.53.3m)： = （1-22）式中爬行时间，s。 6. 施闸停车阶段 （1）减速度（一般）： = （2）施闸制动时间：一般。 （3）施闸停车运行距离（数值极小，可略去不计）： = 其他不同阶段的提升速度图可参照上述方法计算，在此不再赘述。 速度图的验算结果应填入记录表（表1-2）中。表1-2 提升速度图测试前后有关参数对照表测试次数123456运行时间s测试前测试后终速度（m）测试前测试后加速度（m）测试前测试后运行距离m测试前测试后 三、提升机主加、减速度的验算（一）主加速度的验算 对于单绳缠绕式提升机，主加速度受3个方面的限制：一是煤矿安全规程的规定，二是减速器允许的传动扭矩，三是电动机的允许正常过负荷能力。 1. 煤矿安全规程对主加、减速度的规定 煤矿安全规程对主加、减速度的规定可参考表1-3中的数值。表1-3 煤矿安全规程对主加速度、主减速度的规定 立井斜井升降人员升降物料升降人员升降物料、0.75无规定，一般、1.2、0.5、0.72. 按减速器允许的传动扭矩验算 减速器所能传递的最大扭矩值，在提升机规格表中是明确给出的。为满足减速器允许传动的最大扭矩值，电动机通过减速器作用在卷筒上的实际拖动力矩满足下式要求，即 （1-23）式中 电动机通过减速器作用在卷筒上的实际拖动力矩，N m；减速器的允许最大扭矩，N m（查提升机规格表可得）；作用在提升机卷筒上的最大静阻力矩，N m；作用在提升机卷筒上的最大静张力差（双钩提升），单钩提升时；卷筒的实际缠绕直径，m；不计电动机转子变位质量时的提升系统变位质量，kg（查提升机规格表可得）。因此，实没提升速度图中加速应满足下式要求： （1-24）3、按电动机允许的正常过负荷能力验算当采用金属电阻时，在提升机加速过程中，由于依次切除转子电阻，因此拖动力矩是起伏变化的。为了保证电动机能够启动，其平均拖动力必须满足下式要求： （1-25）在启动过程中，为了充分合理利用电动机的过负荷能力，其平均拖动力为 （1-26）因此，实测加速度值应满足下式要求： （1-27）式中 ，N/m； 电动机过负荷系数（查电动机技术规格表可得）； 电动机的额定拖动力，；提升系统总变位质量，kg；矿井阻力系数，箕斗提升=1.15，罐笼提升=1.20；电动机额定功率，kW；最大提升速度，；减速器的传动效率，一级传动时=0.92，二级传动时=0.85。 主加速度受上述3个条件的限制，经验算后选取其中最小值。如果实测加速度比其中最小值小得多，说明还有潜力可挖，应设法提高值，以充分发挥现有设备的能力。如果值比其中最小值大，说明存在事故隐患，应及时进行改进或调整。(二) 主减速度的验算提升机主减速度除受煤矿安全规程规定的限制外，还与提升系统采用的减速方式有直接关系。下面就4种减速方式进行叙述。1. 采用自由滑行方式减速异步电动机拖动的提升机在减速阶段应尽量采用自由滑行方式减速，这样既能达到减速的目的，又能充分利用提升系统的惯性动能，节省电能。减速开始，主电动机断电，拖动力为零，进入自由滑行减速，减速度可由下式计算： = （1-29）由式（1-29）分析可知，的大小主要由Q及决定。令Q=，称为重量系数。主井提升系统重量系数0.75，则自由滑行减速度就可满足煤矿安全规程的要求。2. 采用机械制动方式减速只有在减速阶段拖动力为负力并且很小，机械制动装置的制动力又是可调节时，方可采用机械制动方式减速。减速开始，主电动机断电，利用制动器操纵提升机停车。为了提高设备效率，避免闸瓦过热，减少闸磨损，制动器所加的制动力小于0.3Q较为便。其减速度由下式计算： （1-30）式（1-30）所得值必须保证满足煤矿安全规程的要求。3、采用电动机方式减速在减速阶段拖动力为正时，应采用电动机方式减速。所谓电动机减速，就是在电动机转子内串入电阻，使电动机发动出小于静阻力矩的拖动力，拖动提升机减速运行。此时，拖动的大小是至关重要的。一方面拖动力必须小于静阻力（但也不能太不），另一方面又要避免电动机在较软的人工特性曲线上运行（不易控制），所以手动力一般不小于0.35倍电动机的额定力。此种减速方式的减速度可由下式计算： （1-31）4、采用电气制动方式减速电动机可以把电能转换为动能，即输入为电能，输出为动能。交直流电动机因有可逆作用，也可以把动能转换为电能，此时的电动机就变为发电机运行，输出电能的大小完全由输入的动能补偿。因此电动机这时的运行就起到了制动作用。根据运行条件不同，有如下几种电气制动方式：（1）发电制动。电动机运行时由于受外力驱动，当转速超过某一临界值时，输出由正转矩变为负转矩，届时电动机变为发电机，发出的电能送回电网，电动机运转起到制动作用，感应电动机的同步转速就是这一临界转速。矿井提升机重载下放给电全速运行时，运行不会超速就是发电制动的作用。（2）动力制动，又叫能耗制动。向电动机定子绕组同静止磁场产生相对运动，园子绕组便产生电动势，通过外回路电阻产生的电流又建立了动矿场，转子动磁场同静磁场相互作用产生的制动，叫做动力制动。动力制动可以在低转速范围运行，所以在提升机上应用比较广泛。（3）反接制动。为了使电动机快速停车或逆转，将电动机电源从电网上拉下来后，再接入同原运转方向相反的电源，使电动机产生负转矩，叫做反接制动。反接制动虽然制动力矩较大而且制动快，担所产生的电流冲击和力矩都不可忽视，在提升机上不可应用。总之，实际测试的减速度，不论采用哪种方式减速，都应该符合设计的减速度值，并保证满足煤矿安全规程的规定要求。对于摩擦式提升系统，其最大加、减速度还应满足防滑的要求，斜井提升系统则还应考虑最大自然减速的限制。四、提升机提升能力的验算根据实测出的一次提升循环时间Tx(s)，即可验算提升机的提升能力。（1）提升设备小时提升能力As： （1-32）式中 提升设备小时提升能力，t/h； 一次提升载荷质量，t； 实测一次提升循环时间，s；（2）提升设备的年实际提升量： （1-33）式中 提升设备的年实际提升量，t/a； 年工作天数d/a； 每日提升小时数，h/d； 提升不均匀系数，主井提升一般有井下煤仓时取1.101.15，无井下煤仓时取1.20。 （3）提升能力的富余系数； （1-34）式中 提升能力富余系数； 矿井设计年产量，t/a。第三节 提升力图的测试与验算一、提升力图的基本测试原理实测提升力图的基本原理是：当提升机正常工作时，电动机的定子电流与电动机发出的拖动力（力矩）成正比，即与作用在提升机卷筒上的拖动力成正比。因而，定子电流大小的变化规律也就反映了提升机卷筒上拖动力的变化规律。所以，只要测出一次提升循环中各运行阶段的定子电流大小，也就知道了各运行阶段拖动力的大小，就可确定电动机的等效力，从而为验算电动机功率提供依据。 （1-35） （1-36）式中 等效电流，A； 电动机定子线电压，V； 电动机的功率因数； 提升机的最大速度，m/s； 减速器效率，多绳摩擦式提升机无论一级传动还是二级传动，都取=0.9，单绳缠绕式提升机一级传动时取=0.29，二级传动时取=0.85； 等效时间，； 低速时散热不良系数，； 停车时散热不良系数，； 提升休止时间，s。二、提升力图的测试方法1、用光线示波器测试定子电流当用示波器测试时，把定子电流的变化信号（如司机操纵台上的定子电流表），通过适当的电阻匹配，接到示波器的适当振子上，如图1-3所示。光线示波器操作与测速度图方法相同，同时拍摄出定子电流的变化曲线和各阶段运行时间，如图1-4所示。图1-4中测出的电流是相对值，为了确定其定子电流的绝对值，则必须进行标定。为了检查方便，减少误差，观察点取两提升容器的交锋位置，记录此刻电流表的电流 I并同时用光线示波器上的标记开关打上标记，然后量出标记处电流曲线的高度h（mm），求出电流标定值： （1-37）提升各阶段起始和终了的电流绝对值为 （1-38）式中 测试曲线上某点的高度，mm； 与点对应的电流（绝对值），A。有了电流曲线图并进行了标定，便可利用上述公式计算出电动机的等效力来。这种方法比较简单，接线少，不影响生产，但是振子选择灵敏度高，标定要准确，计算比较烦琐。2、用自动记录电流表测试定子电流用自动记录电流表测试定子电流按线图如图1-5所示。用自动记录电流表测出的提升循环中的实际负荷电流曲线，如图1-6所示。将实际负荷曲线电流坐标加以平方得，再利用积分仪求出的面积，即为，然后按式（1-36）计算等效电流，用式（1-35）计算等效力。若无积分仪，亦可用计算方法求出。其方法是：把实测负荷电流曲线按电流变化情况划分成一些合适的阶段，再按下式计算。若某阶段中电流大小接近不变时，则 （1-39）若某阶段始末两点电流相差不太大时，则 （1-40）若某阶段始末两点电流相差较大或该阶段时间较长时，则 （1-41）然后把计算出的各阶段的相加，即可得到。该法比较准确，但要求在测定时电网电压和频率与额定值相差不能太大，一般要求不超过额定值的10%。三、提升力图的验算提升容器自重和载荷最好能用拉（压）力传感器实际称重，然后根据速度图，利用矿井提升系统的基本动力学方程式对力图进行验算。在此，以立井箕斗提升六阶段速度图为例，介绍其验算方法如下：（1）初加速阶段：开始 终了 （2）主加速阶段：开始 终了（3）等速阶段：开始 终了（4）减速阶段：开始 终了（5）爬行阶段：开始 终了（6）拖闸停车阶段：和系机械闸制动，电动机切断电源，不输出力矩，且时间很短，可以忽略不计，如需要，可按下式计算：说明：上列式中，各符号意义同前。立井罐笼提升采用五阶段速度图时，没有初加阶段，此时 斜井提升时，应综合考虑井筒倾角、井口车场形式、提升容器的类型以及容器是在轨道上运行、钢丝绳是在拖辊和底板上运行等这些斜井提升涉及的特殊问题，方可按基本动力学方程式对斜井提升力图进行验算。第六节 提升机制动性能的验算与测试 一、对制动系统的有关要求1、煤矿安全规程对制动系统的要求煤矿安全规程对制动系统的要求见规程相关条款（也可见主提升机操作工初级、中级、高级技能鉴定培训教材第六章第三节内容）。2、煤矿机电设备完好标准对制动系统的要求煤矿机电设备完好标准对制动系统的要求见标准相关条文（也可见主提升机操作工初级、中级、高级技能鉴定培训教材第七章第四节内容）。二、制动力矩的验算制动力矩的验算应按照煤矿安全规程对制动力矩和制动减速度的要求进行。（一）单绳缠绕式提升机制动力矩的验算根据煤矿安全规程对制动系统的要求，单绳缠绕式提升机制动力矩需满足以下条件：最小制动力矩的下限条件： （1-65） （1-66）最大制动力矩的上限条件： （1-67）式中 提升系统变位质量，kg； 提升机卷筒半径，m； 提升机实际最大静阻力矩，；提升机实际最大静张力差，N。双卷筒提升机打开离合器调绳时，制动力矩需满足下式条件： （1-68）式中 调绳时的静阻力矩，。（二）多绳摩擦式提升机制动力矩的验算1、制动力矩的验算对于多绳摩擦式提升机制动力矩，除应满足煤矿安全规程对制动力矩和制动减速度的要求外，还必须满足紧急制动时钢丝绳的防滑要求，故其制动力矩需满足以下条件：最小制动力矩的下限条件： （1-69）最大制动力矩的上限条件： （1-70）式中 提升机实际最大静阻力矩，； 主绳、尾绳每米重量差，； 提升高度，m；上提重载时的防滑减速度，m/s2；下放重载时的防滑减速度，m/s2。2、防滑减速度的计算由多绳摩擦提升机的防滑计算原理，可求出防滑许用减速度的大小。对紧急制动时产生的超前滑动，其许用防滑减速度由下式计算： 式中 上升侧绳的静阻力，N； 下放侧绳的静阻力，N； 上升侧运动部分总质量，kg； 下放侧运动部分总质量，kg； 动防滑安全系数，煤炭工业设计规范规定1.25。 钢丝绳对摩擦轮的包角； 钢丝绳与衬垫间的摩系数，通常取0.2，最大不超过0.25。 （1）上提重载许用防滑减速度为 （1-71）（2）下放重载许用防滑减速度为 （1-72）三、制动器工作参数的验算提升机制动器按动作方式不同分为角移式、平移式、盘式制动器，由于前两种制动器在大型提升机中已被淘汰，这里只介绍盘式制动器的验算。盘式制动器的结构如图1-9所示，其制动力由盘形弹簧产生，而松闸靠液压站高压油作为动力。调节油压大小，即可调整制动力的大小。1、采用一级制动方式工作油压的计算（0.9231.33）采用一级制动时，液压站最大工作油压的合理取值范围为 计算值取 (1-73)式中 制动器闸瓦副数； 闸瓦对制动盘摩擦系数（实测值）； 制动盘制动半径，m； 制动缸活塞有效作用面积，mm2； 提升系统质量模数，； 提升机最大静阻力矩，； 全松闸时闸瓦间隙所需油压，MPa；一片盘形弹簧刚度，N/mm；全松闸时闸瓦与制动盘的间隙，按完好标准要求，一般调整值为11.5mm，磨损后最大不超过2mm，按上述公式计算时，取平均值1.5mm计算；制动缸内盘形弹簧片数；油缸密封等阻力折算油压，取=0.30.4MPa；油压系统残压，即液压站工作时最低油压值，取=0.5MPa（最好按实际值计算）。2 、采用二级制动方式工作油压的计算提升系统质量模数为0.6160.923时，提升机制动器必须采用二级制动方式，第一级制动力矩要满足煤矿安全规程对安全制动减速度的要求，第二级制动力矩要满足大于3倍静力矩的要求。其工作油压计算方法如下：（1）采用二级制动最大工作油压的计算： （1-74）注意：式中在此处计算时考虑的下限条件，闸瓦间隙按最大许用值计算，即=2mm。（2）二级制动时第一级制动油压的计算：二级制动时，第一级制动油压产生的制动力矩满足煤矿安全规程安全制动减速度和摩擦提升防滑减速度的要求计算。目前，国产提升机厂家生产的二级制动特性液压站有两种类型：一种是电气延时型（如B157、B159、TE130、TE131型等），另一种是液压延时型（如TY3S、TK083S、TE002、TE003、TY3D型等）。两者工作原理不尽相同，计算也不同，下面对两种液压站一级制动油压的计算分别进行说明。电气延时型：A组盘式闸迅速回油作用于制动盘上的制动力矩为 B组盘式闸延时回没作用于制动盘上的制动力矩为 （1-75）一级制动时产生的制动力矩为式中 紧闸时闸瓦贴制动盘的制动油压（称贴闸油压），MPa；一级制动油压，MPa；所以按实际所需的一级制动力矩，可求出一级制动油压为 （1-76）液压延时型：一级制动时产生的制动力矩为 （1-77）一级制动油压为 （1-78）在式（1-76）至式（1-80）中：为最大油压整定值，按式（1-74）计算；为全松闸时闸瓦间隙所需油压，计算与式（1-74）相同。其他符号意义同上。四、制动系统的性能测试（一）制动盘偏摆度的测试对制动盘偏摆度的要求，在煤矿机电设备完好标准中有明确规定。目前使用的测试方法有多种，传统的方法是用千分表测试。用千分表测试盘式制动器制动盘偏摆度时，将千分表架平稳地固定在闸座基础上，将千万表的触头对准制动盘，缓缓转动制动盘，沿圆周可测得其偏摆量。若偏摆量超过规定，则应进行车削研磨处理。在此重点介绍使用电涡流非接触位移传感器配光线示波器进行测试的方法，接线方式如图1-10a所示。该测试方法的优点在于测试结果有记录，便于分析。测量时，将传感器用千分架固定在基础上，使传感器与制动轮（盘）之间保持3mm左右的间隙。然后让提升机在全松闸状态下低速运行（可利用验绳之况）进行测量。在提升机转动几圈后记录曲线如图1-10b所示，上下之差值就是椭圆（偏摆）度。实测椭圆（偏摆）度值为 式中 记录曲线最大幅值光高，mm； 传感器每毫米位移光高比例尺，mm/mm。（二）闸瓦间隙和空动时间的测试测试闸瓦间隙和空动时间的方法以往是使用塞尺和电秒表分别测量，这里介绍作用电涡流非接触式位移传感器和光线波器对闸瓦间隙和空动时间进行同时测量的方法。测试仪器和传感器的接线方法如图1-11a所示。测试先前将提升容器卸空，放在井筒交锋位置，用定车装置将卷筒锁住。然后将闸完全松开，即可安装传感器进行测量。对于盘式闸，将传感器固定在闸座上，并使传感器与闸瓦后侧面在全松状态下保持2mm左右的间隙。传感器装好后，制动器动作时，传感器与盘闸后侧面之间的间隙变化量就是所测闸瓦的间隙。空动时间的测试是用接在安全回路中的开关K，给出安全制动断电信号点，结合闸瓦位移曲线贴闸点并利用记录纸时标线进行测量。现将记录曲线（图1-11b）分析如下：闸瓦位移曲线上的A点为开始紧闸点，B点为贴闸点，A、B两点间的垂直距离就是闸瓦间隙，其值为 式中 记录曲线上A、B两点间的垂直距离，mm； 传感器每毫米位移光高比例尺，mm/mm。而断电信号点C与贴贴闸点B之间的水平距离，表示安全制动空动时间走纸长度，所以安全制动空动时间为 式中 C、B两点间的水平距离，mm； 示波器测试的纸速（时标），mm/s。（三）盘式制动器制动力矩的测试1、闸瓦正压力的测试由盘式制动器工作原理可知，闸瓦最大正压力可由下式计算； （179）式中 闸瓦副数； 油缸活塞有效作用面积，mm2； 所有闸的平均闸制动油压，MPa； 各闸瓦贴闸制动油压，MPa； 液压站系统残压，MPa。由式（1-79）可知，闸瓦最大正压力的测试就是对各闸瓦贴闸制动油压和液压站系统残压的测试。测试信号有贴闸信号和油压变化信号。贴闸信号可采用电涡流位移传感器测试闸瓦位移变化信号或采用锡箔纸；油压信号采用油压传感器（配油压表三通）串在液压站总油压表处，并配动态应变仪和光线示波记录，其接线方式如图1-12a所示。测试前应注意以下事项：（1）将提升容器卸空，放在井筒交锋位置，并用定车装置锁住卷筒。（2）检查各闸瓦隙并调整为要求值，一般在11.5mm范围内。然后对各闸瓦编号、逐个测试，其过程是在全松闸（最大油压）下缓慢拉动制动手柄，慢慢紧闸与此同时，打开示波器，记录闸瓦位移和油压变化曲线，如图1-12b所示。（3）测贴闸点信号时在13或14（图1-12b）两种方式中选一种即可。在曲线图（图1-12b）中，与闸瓦位移曲线上贴闸点（或锡箔贴闸信号点）在时标上相对应的油压曲线点处的油压值即为贴闸油压，而油压曲线与油压零线间的最大差值和最小差值则分别对应于油压表上的最大油压和工作残压，所以由最大油压表值和油压曲线上贴闸点的油压值光高可计算出贴闸油压为式中 油压曲线贴闸点处光高，mm；油压曲线最大油压处光高，mm；油压表指示最大油压值，MPa。按以上方式对各闸瓦进行测试，便可以得出各闸的贴闸油压值，代入式（1-79）求出制动器在最大油压整定值条件下的最大正压力。为提高测试精度，各闸可进行多测试，取其平均值进行计算。2、闸瓦摩擦系数的测试闸瓦与制动盘摩擦系数的大小，直接关系到制动力矩的大小和制动性能的可靠性。由于摩擦系数的大小受摩擦副工况条件的影响，因而厂家产品的标出值仅能作为参考值，实际条件下的摩擦系数需要通过实测来确定。摩擦系数测试使用的仪器有油压传感器、动态变仪、光线示波器等。测试原理是：在提升机下放容器内装入已知重量的重量的重物，使提升机在电动机械动工况下，以2m/s左右的速度匀速下放，当容器到达交锋位置时，重物产生的静力矩与制动器的制动力矩平衡，只要测出此时的制动正压力，就能计算出摩擦系数。具体测试步骤如下：（1）在提升容器内装入已知重量的载荷Q，提至交锋位置上方20m处停车加闸。（2）慢慢松闸，当提升机卷筒以低速向重容器侧匀速转动时，手柄停止推动，记录在交锋位置时的制动油压，记录曲线如图1-13所示。由实测曲线可以得出工作制动油压为式中 交锋位置制动油压的光高，mm；最大油压的光高，mm；最大油压值，MPa。（3）实测闸瓦摩擦系数为 （1-80）式中 提升容器装载量，N；提升机卷筒半径和制动盘制动半径，m；所有闸瓦贴闸油压的平均值，；闸瓦副数；制动活塞有效面积，mm2。3、制动器最大制动力矩的实测计算在闸瓦最大正压力和闸瓦摩擦系数实测后，制动器最大制动力矩的计算式为 （1-81）最大制动力矩应满足煤矿安全规程的有关规定；若不能满足，应检查液压站工作油压整定值是否合理，同时检查贴闸油压较低的各制动缸盘形弹簧的工作性能及活塞等部件的工作情况，排除隐患，使制动力矩满足要求。（四）二级制动特性的测试二级制动特性测试的目的，是考察二级制动油压（B管油压）信号和总油压（A管油压）信号。测试仪器包括两个油压传感器（配油压表三通），动态变仪和光线示波器。二级制动特性测试接线方式如图1-14所示。安全制动信号由开关K接于安全回路中，两个油压传感器分别接在液压站B管油压表和总油压管（A管）油压表上，若液压站采用A、B管同时延时降压泄油制动，则只需用一个油压传感器接在A管或B管均可。测试前先将提升容器缷空，放在井筒交锋位置，用定车装置将卷筒锁住，然后进行安全制动测试。实测记录如图1-15所示。如图1-15所示，断电信号点A与油压信号曲线的交点B之间的时标值就是制动器平均空动时间： 式中 记录纸上A、B两点间的水平距离，mm；示波器拍摄时的纸速，mm/s。而油压曲线上B点和C点之间的时标值就是第一级制动的延时时间：式中 油压曲线上B、C两点间的水平距离，mm。在图1-15a中曲线4的B管油压和图1-15 b 中曲线6在B、C两点间的稳定油压就是一级制动油压：式中 一级制动油压值的光高，mm；最大油压对应的光高，mm。 根据一级制动油压可求出一级制动力矩如下：采用A、B管分别延时降压制动的液压站为 （1-82）采用A、B管同时延时降压制动的液压站为 （1-83）一级制动力矩和一级制动延时时间就满足煤矿安全规程对紧急制动减速度和摩擦提升防滑减速度的要求，否则应及时调整有关工作参数。（五）安全制动减速度的测试为了检验实际安全制动减速度是否符合煤矿安全规程的有关规定，必须进行人为的安全制动以测试实际安全制动减速度的大小。测试安全制动减速度使用光线示波器进行。此时利用光线示波器拍摄测速发电机发出的电压变化，记录安全制动阶段提升机的速度曲线，如图1-16所示。安全制动减速度式中 安全制动前的最大提升速度，m/s； 安全制动时间，s。注意事项如下：（1）由于安全制动时减速度较大，机器各部分所承受的负荷较大，所以为了确保机器的安全，试验前必须认真周密地做好一切准备工作。对钢丝绳、提升容器的连接装置及井筒罐道等作一次详细的检查，尤其是对制动系统要进行全面的检查，确认安全后方可开始测试。（2）在进行此项试验时必须先对制动装置闸瓦摩擦系数、制动力矩进行实验验算，特别是对摩擦提升机钢丝绳防滑安全制动减速度进行认真验算，确认符合安全要求后，方可进行试验。（3）为了使测试工作能安全可靠地进行，测试的顺序是：先进行上提重载的低速试验，然后进行上提重载的全速试验（由全速的1/4速度开始，逐渐提高到全速），最后进行下放重载的低速和全速试验。应注意的是，若上提重载试验中的安全制动减速度不能满足煤矿安全规程的要求，应及时对闸的制动力矩进行调整，然后再次进行上提重载试验，直到制动力矩符合要求，才能进行下放重载试验。（4）在试验过程中，最好是当提升容器在井筒中到达交锋位置时施闸。第七节 多绳摩擦式提升机的防滑测试一、提升钢丝绳在摩擦轮衬垫上的防滑条件为了保证多绳摩擦式提升机安全可靠地运行，防止提升钢丝绳在摩擦衬垫上产生滑动，应对提升钢丝绳在摩擦轮上各运行变速阶段（加、减速阶段）是否产生滑动进行验算。实践证明，提升高度小或每次提升量较大的提升系统往往不能满足防滑要求，会产生滑动现象。针对这种情况，采用的解决办法主要是增加提升容器的自重或将双容器提升系统改为单容器（带平衡锤）提升系统，以改善提升系统的防滑性能。罐笼提升时，由于自重较大，一般不需要再加配重就可满足防滑要求。箕斗提升系统，尤其是双箕斗提升，由于自重小，往往要增加配重来满足防滑的要求。提升钢丝绳是否满足防滑的条件，要进行静防滑和动防滑两个方面的验算。煤炭工业设计规范规定：静防滑安全系数不得小于1.75，即；动防滑安全系数不得小于1.25，即二、静防滑的验算静防滑安全系数就满足： （1-84）式中 重载侧和轻载侧钢丝绳静张力，N； 提升钢丝绳与衬垫间的摩擦系数；钢丝绳在摩擦轮上的包角。三、动防滑的验算（一）提升重载时，加、减速过程的动防滑验算1、加速过程如图1-17所示，提升重载加速过程中，作用在摩擦轮两侧钢丝绳上的张力由静张力和惯性力两部分组成，提升钢丝绳的静张力与惯性力的方向相反，只会产生与运动方向相反的相对滑动。此时上升侧的张力为 （1-85）下放侧的张力为 （1-86）式中 提升系统的加速度，m/s2；上升侧总运动部分的质量，；下放侧总运动部分的质量，（包括导向轮），；重力加速度，m/s2。将式（1-85）、式（1-86）代入钢丝绳处于滑动临界状态公式中：即 以极限加速度代替上述加速度，得整理此式得到极限加速度为或 (1-87)其中 提升重载加速过程中，为使钢丝绳在摩擦衬垫上不产生滑动，必须使实际的加速度小于极限加速度，即或者采取措施改变摩擦轮两侧钢丝绳静张力的比值来满足。2、减速过程提升重载制动减速过程中，作用在摩擦轮两侧钢丝绳上的张力如图1-18所示。只会产生与运动方向相反的滑动，按上述原理得到此式表示提升重载减速过程中，摩擦轮两侧钢丝绳的张力处于临界状态，式中表示临界减速度，即极限减速度，整理上式得到 （1-88）提升重载减速过程中为使钢丝绳在摩擦轮衬垫上不产生滑动，必须使实际的减速度小于极限减速度，即或者采取措施改变摩擦轮两侧钢丝绳静张力的比值来满足。（二）下放重载时，减、加速过程的动防滑验算1、减速过程下放重载制动减速过程中，作用在摩擦轮两侧钢丝绳上的张力如图1-19所示，作用在摩擦轮两侧钢丝绳上的张力由静张力和惯性力两部分组成，只会产生与运动方向相同的滑动，按前述原理得到整理此式得到极限减速度为 （1-89）下放重载减速过程中，为使钢丝绳在摩擦轮衬垫上不产生滑动，必须使实际减速度小于极限减速度，即或者采取措施改变摩擦轮两侧钢丝绳静张力的比值来满足。2、加速过程下放重载加速过程中，重载侧的张力等于静张力减去惯性力，空载侧的张力等于静张力加上惯性力，此时摩擦轮两侧的张力差趋于减小，在一定范围内的加速度越大则张力差越小，滑动的可能性也越小，所以不需要进行防滑验算。（三）下放重载时，安全制动状态下的防滑验算在下放重载安全制动状态下，防滑条件最差，最容易导致钢丝绳在摩擦轮上滑动，验算防滑安全系数时，即使制动系统采用二级制动也难以满足防滑要求。煤炭工业设计规范没有明确规定下放重物安全制动时的防滑安全系数，所以动防滑是按滑动极限进行验算，即动防滑安全系数可放宽到1，但在任何情况下动防滑安全系数均不得小于1。四、防滑性能分析下面对防滑性能中各种最不利的情况进行分析。1、静防滑双容器提升时，以一侧提升重物，另一侧下放空容器时，对防滑不利；单容器提升时，以一侧提升平衡锤，另一侧下放空容器时，对防滑不利。等重尾绳系统提升过程中的任一点、重尾绳系统提升终了时的终点为最容易产生滑动的滑动点。2、动防滑双容器提升时，以提升重载，下放空容器时的加速阶段，且导向轮位于下降侧时，对动防滑最为不利；单容器提升时，以一侧提升平衡锤，另一侧下放空容器时的加速阶段，且导向轮位于平衡锤侧时，对动防滑最不利。等重尾绳系统提升过程中的任一点、重尾绳系统最大加速阶段的终点为最容易产生滑动的滑动点。3、安