浅谈矿用提升机制动器的分析及应用

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【摘要】在矿山矿井提升机是极其重要的设备，它承担矿物的提升运输、人员上下、材料和设备的运送，是联系井下与地面的枢纽设备。制动器是提升机（提升绞车）的重要组成部分之一，直接关系着提升机设备的安全运行，通过分析几种矿用提升机制动器的工作原理及性能，查找出其优缺点，能够根据生产实际情况选择合适的制动器，来更好的为提升机安全运转服务。

【关键词】提升机；制动器；制动力矩；二级制动；紧急制动

在矿山矿井提升机是极其重要的设备，它承担矿物的提升运输、人员上下、材料和设备的运送，直接决定了矿山的开采量，是联系井下与地面的枢纽设备，因此又被人们称为矿山的“咽喉设备”。因此也就意味着提升机和一般的起重设备不同，除了提升物料，还要升降人员，一旦出现事故，直接关系到人员的生命安全。所以这就要求提升机必须具备非常高的安全性，而确保提升机安全性与制动系统是有直接作用，在最终的工作机构——卷筒上，从而更加安全可靠。制动系统是保证提升机安全停车的部件，任何环节失效都要由制动器来完成最终保护。

1.制动器的作用及要求

1.1制动系统的作用

①保证提升容器按给定状态运动，并在需要的位置制动—工作制动；②在可能造成事故的不正常工作状态下，紧急制动以保障人员和设备的安全—紧急制动。

1.2制动系统的要求

①提升机除有制动装置外，还装有zM定车装置，一边在调整卷筒位置时使用；②全部制动力矩，不得小于提升机最大设计静载荷所需转矩的3倍；③一副制动器的制动力矩应大于调绳力矩的1.2倍；④紧急制动时，对于提升重物，减速度必须小于5m/s2；对于下放重物，减速度应大于1.5m/s2；⑤对于摩擦轮式提升，紧急制动时的减速度不应使钢丝绳在摩擦轮上产生滑动。

2.提升机制动器种类分析

提升机制动器至今为止有三大类形式：

第一类是块闸制动器，属径向制动器，分为角移式、平移式、综合式三种。

第二类是液压径向推力平移式制动器，利用盘型制动器的先进技术，采用碟形弹簧制动，而适应于老提升机带闸轮的结构。

第三类是盘型制动器，属轴向制动器，分为固定式盘型闸和浮动式盘型闸。

2.1第一类 块闸制动器

块闸式制动系统用于老产品KJ系列提升机上，它包括块闸式制动器和油压或气压制动传动系统。在KJ2～3m提升机上采用角移式制动器、油压制动传动系统；KJ4～6 m提升机上采用平移式制动器、气压制动传动系统；KJ-A系列过渡型提升机采用综合式块闸制动系统。

2.1.1角移式块闸制动器

KJ型2～3m系列提升机制动装置的执行机构是采用角移式块闸制动器。在双滚筒提升机上，制动器作用于滚筒内侧的制动轮上；在单滚筒提升机上，则作用于滚筒两外侧的制动轮上。角移式制动器的优点是结构比较简单，维护方便；缺点是闸瓦的围抱角较小（=60°～70°），所以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，因而闸瓦上下磨损也不均匀，一般用在中小型提升机上。

2.1.2平移式制动器

平移式制动器的优点是：闸瓦的围抱角比角移式制动器的大，平移式制动器闸瓦的围抱角在90°～110°范围内，因而产生的制动力矩较大，闸瓦压力及磨损比较均匀，所以一般多采用平移式制动器。其缺点是：结构较复杂，安装时调整较为困难。

2.2 液压径向推力平移式制动器

利用盘型制动器的先进技术，采用碟形弹簧制动，从而适应于老提升机带闸轮的结构。这种制动器有安全可靠、动作灵敏、速度快、制动平稳、制动力调节范围广、效率高、尺寸小、重量轻、基础简单等多项优点。该种类型的改造适用于苏制或仿苏型、老JKA型。这种改造是仍然使用原装制动轮的圆柱面作为摩擦副的接触面配以液压径向推力平移式制动器，这种制动器实际上是盘型制动器的一种衍生产品，制动副的运动仍是直线运动，但是制动副的形状不是平面，而是圆弧面。

2.3 盘式闸制动器

盘式制动系统是应用于矿井提升机上的新型制动系统，用于XKT系列和JK系列矿井提升机及JKD型多绳摩擦轮提升机上。

盘式闸制动系统与块闸制动系统比较，它具有以下一些优点：

（1）多副制动器同时工作，即使有一副失灵，也只能影响部分制动力矩，因而安全可靠性高；（2）制动力矩的调节是用液压站的电液调压装置实现的。操纵方便，制动力矩的可调性好；（3）惯性小、动作快、灵敏度高；（4）重量轻、结构紧凑、体积小。

盘式制动装置的缺点为：

（1）对制动盘和盘式闸的制造精度要求高；（2）对闸瓦的性能要求较高；（3）用作工作制动时制动衬垫单位时间内磨损量大目前没有配备制动衬垫磨损自动补偿装置，需要人工调整衬垫磨损补偿。

盘式闸制动系统包括两部分，即盘式闸制动器和液压站。前者是制动系统的执行机构成，后者是系统的控制装置。盘式闸可分为两类固定式盘式制动器和浮动式盘式制动器。

2.3.1 固定式盘式制动器

固定式盘式制动器与块式制动器不同，它的制动力矩是靠闸瓦沿轴向从两侧压向制动盘产生的，制动器径向布置于滚筒周边的制动盘上。为了使制动盘不产生附加变形，主轴不承受附加轴向力，固定式盘式制动器都是成对使用，每一对叫做一副盘式制动器。根据所要求的制动力矩的大小，每一台提升机上可以同时布置两副、四副或多副固定式盘式制动器。各副盘式制动器都是用螺栓安装在支座上，支座为整体铸钢件，经过垫板用地脚螺栓固定在基础上。

2.3.2 浮动式盘式制动器

浮动式盘式制动器工作原理：固定制动器至制动器支架上，制动器打开时，碟簧组件被油压P压缩，主动刹车片首先脱离制动盘，下钳体通过滑轴上复位弹簧的N'迅速离开制动盘；当通入缸体内的油压减小至P=F时，主动刹车片贴合制动盘，下钳体通过N'的整移，对制动盘产生制动力，随着油压P越小，制动力会越大。

浮动式盘式制动器的特点：浮动式安装，自动对准制动盘； 制动器退距均等，不会发生偏刹、干磨等现象； 具有自动补偿功能，不需人工手动调整。

3.结束语

通过以上介绍的提升机制动器的种类与发展，我们可以看出盘式制动系统逐渐显现出其优越的性能，而且从科学技术发展的宏观方向来说盘式制动系统的体积小、智能化高、功能多、高可靠性、低维护率等一系列的优点跟科学技术发展的宏观方向是相吻合的。相信未来的提升机制动系统将会是以可编程控制系统结合液压控制技术作为控制系统，以带有摩擦衬垫自动磨损补偿功能的盘型闸为执行系统的智能化的制动系统。这套制动系统的运用会使提升机的安全性得到提高、使操作设备人员的工作量减少是将来传动系统必不可少的组成模块。

参考文献

[1] 矿井提升机故障处理和技术改造/《矿井提升机故障处理和技术改造》编员会编著.-北京：机械工业出版社

[2]《矿井提升设备》中国矿业学院，煤炭工业出版社