kj型提升機(jī)系統(tǒng)改造技術(shù)的研究

1、· 9 8·煤 礦 機(jī) 械 2 0 0 3年 第 1 1 期 時(shí) 革 新 · 改 造 嗣 文 章 編 號(hào) ： 1 0 0 3 一 O 7 9 4 ( 2 O O 3 ) 1 l 一 0 0 9 8 — 0 2型 提 升 機(jī) 系統(tǒng) 改 造技 術(shù) 的研 究 *姚運(yùn)萍 ， 陳 惠 賢 ， 吳有 澤 ， 商 云 ， 喬 平原 ( 1 ． 蘭 州 理 工 大 學(xué) ，甘 肅 蘭 州 7 3 0 0

2、5 0 ；2 ． 金 川 集 團(tuán) 有 限 公 司 ， 甘 肅 金 昌 7 3 7 1 0 1 )摘 要 ：在 對(duì) 型提 升機(jī) 系統(tǒng)進(jìn) 行認(rèn) 真研 究 的基 礎(chǔ) 上 ， 對(duì) 其 在 使 用過 程 中存 在 的 缺 陷 進(jìn) 行 了全 面 分 析 ， 提 出 了改 造 設(shè) 想 并 從 理 論 上 進(jìn)行 了驗(yàn) 證 。 對(duì)主 軸 裝 置 、 制 動(dòng) 系統(tǒng)及 電控 系統(tǒng) 等 改 造 進(jìn) 行 了具 體 的探 討 ， 總 結(jié) 了改 造 后 的 優(yōu) 點(diǎn)

3、 ， 為 型提 升機(jī) 系統(tǒng) 改 造 技 術(shù)的 優(yōu) 化 和 提 高打 下 了基 礎(chǔ) 。關(guān) 鍵 詞 ： K J型 提 升 機(jī) ； 系 統(tǒng) ； 改 造 ； 優(yōu) 化 中 圖 號(hào) ：T D 5 3 4文獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 ：A1引 言 型 提 升 機(jī) 是 我 國 仿 制 前 蘇 聯(lián) 生 產(chǎn) 的 一 種 老 式 提 升 機(jī) ， 目前 我 國 仍 有 相 當(dāng) 一 部 分 老 礦 井 使 用 這 種 機(jī) 器 。型提 升 機(jī) 屬 單 繩 纏 繞 式 ， 結(jié)

4、 構(gòu) 上 主要 有 以下 特 點(diǎn) ： 制 動(dòng) 器 為 角移 式 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 為 油 壓操 縱 ， 減 速 器 為 漸 開 線 人 字 齒 輪 ， 電 控 系 統(tǒng) 是 K K X 系 統(tǒng) ， 串 電阻 調(diào) 速 。存 在 的 缺 陷 ： 主 軸 裝 置 中 主 卷 筒 各 處 的 剛度 不 夠 均 勻 ， 在 支 輪 、 支 環(huán) 處 筒 殼 承 受 較 大 的 局 部 彎 曲應(yīng) 力 。 筒 殼 較 薄 ， 容 易 產(chǎn) 生 局部 開 裂

5、， 造 成 疲 勞 破 壞 ； 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 中徑 向 角 移 式 油 壓 重 錘 制 動(dòng) 系統(tǒng) 工 作 原 理 復(fù) 雜 ， 機(jī) 械 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 龐 大 ， 工 作 效 率 低 ， 故 障 率 高 。工 作制 動(dòng) 時(shí) 制 動(dòng) 力 矩 難 控 制 ， 全 憑 絞 車 司 機(jī) 的經(jīng) 驗(yàn) 和手 感 操 作 ， 從 而 使 制 動(dòng)力 矩 不 準(zhǔn)確 ， 有 一 定 的沖 擊 ， 產(chǎn) 生 一 定 的 動(dòng) 載 荷 ， 存 在 嚴(yán) 重 的 事 故

6、 隱 患 。安 全 制 動(dòng) 只有 緊 急 制 動(dòng) ， 無 二 級(jí) 制 動(dòng) 。電 控 系 統(tǒng) 是 轉(zhuǎn) 子 回路 配 金 屬 電 阻 的 繼 電 器 、 接 觸 器 系 統(tǒng) ， 繼 電 器 、 接 觸 器 多 ， 接 線 復(fù) 雜 ， 參 數(shù) 誤 差 大 ， 調(diào) 整 不 準(zhǔn) 確 ，備 件 少 ， 系統(tǒng) 故 障 率 高 。 整 個(gè) 電 控 系統(tǒng) 的 調(diào) 速 性 能 差 ， 調(diào) 速 時(shí) 大 量 能 量 消 耗 在 電 阻 上 ， 調(diào) 速 精 度

7、低 ， 安 全 保 護(hù) 和監(jiān) 測(cè) 環(huán) 節(jié) 不 完 善 。 而 且 由 于 異 步 電 機(jī) 在低 速運(yùn) 行 時(shí) 特 性 曲線 軟 ， 在 次 同 步 狀 態(tài) 下 無 法 產(chǎn) 生 有 效 制 動(dòng) 力 ， 所 以 難 以準(zhǔn) 確 地 控 制 提 升 機(jī) 的 停 車 位 置 。根 據(jù) 《 煤 礦 安 全 規(guī) 程 》 中對(duì) 礦井 提 升 機(jī) 的性 能參 數(shù) 的 明 確 要 求 ， l的要 求 。2 ． 1主 軸 裝 置 主 軸 裝 置 是 提 升

8、機(jī) 的 主 要 工 作 和 承 載 部 件 。 主 要 由卷 筒 、 主 軸 和 主軸 軸 承 等 組 成 。型 提 升 機(jī) 均 服 役 了很 多 年 ， 但 是 主 軸 裝 置 仍 然 完 好 ， 可 不 更 換 。進(jìn) 行 改造 時(shí) ， 要 根 據(jù) 改 造 后 達(dá) 到 的 提 升 能 力 進(jìn) 行 主 軸強(qiáng)度和剛度的校核。其內(nèi)容包括 提升機(jī)力學(xué) 模型 的 簡(jiǎn) 化 、 受 力 計(jì) 算 、 主 軸最 大 變形 計(jì) 算 和 主 軸 的 彎 曲

9、 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計(jì) 算等?。若 需更 換滾 筒 ， 則在 設(shè)計(jì) 中要 注 意 在結(jié) 構(gòu) 上 盡 量 取 消 支 環(huán) ， 克 服 原 滾 筒 易 開 裂 的 缺 陷 。2． 2 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 制 動(dòng) 裝 置 是 礦 井 提 升 機(jī) 重 要 組 成 部 件 之 一 ， 用 來控 制 提 升 機(jī) 的 正 常 停 車 、 工 作 制 動(dòng) 和 安 全 制 動(dòng) 。型 提 升 機(jī) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 改 造 方 法 很 多 ， 以 往 主要 是 在 高速 軸

10、 上 附 加 小 抱 閘 ， 實(shí) 現(xiàn) 雙 線 制 動(dòng) 以 及 改 造 液 壓 站實(shí) 現(xiàn) 二 級(jí) 制 動(dòng) 等 。這 些 改 造 方 式 沒 有 改 變制 動(dòng) 力 大小 不 可 調(diào) 節(jié) 的缺 陷 。盤 式 制 動(dòng) 器 是 目前 礦 井 提 升 機(jī) 普 遍 采 用 的一 種 機(jī) 械 制 動(dòng) 裝 置 ， 它 是 提 升 系統(tǒng) 正 常 減 速 停 車 及 在 各 種 提 升 故 障 情 況 下 實(shí)施 緊 急 制 動(dòng) 停 車 的 最 終 手 段 ，

11、是 保 證 提 升 機(jī) 安 全運(yùn) 行 的重 要 安全 裝 置 。 圖 l 所 示 維普資訊 http://www.cqvip.com 2 0 0 3年 第 1 1 期 l ( J型提 升機(jī) 系 統(tǒng) 改造 技術(shù) 的 研 究— — 姚 運(yùn) 萍 ， 等 ·9 9 ·是一 種 利 用 盤 型 閘 原 理 ， 將 原 有 的 油 壓 重 錘 式 手 動(dòng) 大 抱 閘 系 統(tǒng) 改 為液 壓 控 制 碟 形 彈 簧 徑 向推 力

12、 大抱 閘 系統(tǒng) 。I 放大 圈 1系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 圖 № ． 1 ． I 1鰳m咖 r em硼期 m o f鯽哪 ! ． 嗣 動(dòng) 器 2 ． 彈 簧 動(dòng) 力 裝 置 3 ． 基 礎(chǔ) 件 全 系 統(tǒng) 由制 動(dòng) 器 、 彈 簧 動(dòng) 力 裝 置 、 基 礎(chǔ) 件 和 液 壓 站等 幾 部 分 組 成 。 改 造 后 的 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 其 優(yōu) 點(diǎn) 主 要 是 ： ( 1 ) 縮 短 了 空行 程 時(shí) 間 ； ( 2 ) 閘 瓦 材

13、料 同 盤 形 制 動(dòng) 的 閘 瓦 材 料 一 樣 使 用 耐磨 石 棉 橡 膠 ， 摩 擦 系 數(shù) 大 ， 比 壓 大 ， 經(jīng) 久 耐 用 ； ( 3 ) 閘 瓦 圍 包 角 減 小 ， 更 有 利 于 閘 瓦 與 閘 輪 的貼 合 ， 閘 瓦 與 閘輪 間 隙 要 求 同 盤 形 制 動(dòng) 器 ；( 4 ) 制 動(dòng) 力 矩 有 所 增 大 ， 制 動(dòng) 更 加 平 穩(wěn) 可 靠 ； ( 5 ) 操 縱 輕 便 、 靈 活 ， 維 護(hù) 更

14、加 簡(jiǎn) 單 。 改造 后 的 制 動(dòng) 器要 對(duì) 制 動(dòng) 力 矩 進(jìn) 行 檢 測(cè) ， 確 保 符合 《 煤 礦 安 全 規(guī) 程 》 的要 求 。2． 3 電 控 系 統(tǒng) 的 改 造 電 控 系 統(tǒng) 改造 普 遍 采 用 P L C控 制 ， 改 造 后 的 系 統(tǒng) 具有 更 完 善 的 軟 硬 件 保 護(hù) 環(huán) 節(jié) ； 提 升 操 作 系 統(tǒng) 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 調(diào) 繩 檢 修 、 手 動(dòng) 、 半 自動(dòng) 運(yùn) 行 ； 除 常 規(guī) 保 護(hù) 外 ，

15、還 具 有 深 度 指 示 器 斷 軸 保 護(hù) 、 減 速 點(diǎn) 后 備 保 護(hù) 、 錯(cuò) 向 保 護(hù) 、 給 定 方 向記 憶 保 護(hù) 、 二 級(jí) 制 動(dòng) 解 除 保 護(hù) 、 減 速 段 超 速 保 護(hù) 、 自動(dòng) 換 向 等 功 能 ； 安 全 回路 由 P L C 內(nèi) 部 和 外 部 A C 回 路 串 聯(lián) 實(shí) 現(xiàn) 冗 余 ； 動(dòng) 力 制 動(dòng) 電 源 裝 置 能 實(shí) 現(xiàn) 腳 踏 動(dòng) 力 制 動(dòng) 、 速 度 及 電 流 閉環(huán) 、 滿 足

16、各 種 載 荷 所 需 的 制 動(dòng) 力 矩 ； 系 統(tǒng) 能 實(shí) 現(xiàn) 提 升 機(jī) 啟 動(dòng) 、 加 速 、 等 速 運(yùn) 行 、 減 速 、 停 車 、 制 動(dòng) 全 過 程 自動(dòng) 監(jiān) 控 ， 對(duì) 提 升 機(jī) 運(yùn) 行 過 程 中 的參 數(shù) 及 可 能 危 及 提 升 機(jī) 正 常 運(yùn) 行 的設(shè) 備 進(jìn) 行 監(jiān) 測(cè) ， 并 具 有 故 障 顯 示 、 報(bào) 警 功 能 ； 具 有 和 上 位 機(jī) 通 訊 的接 口 ， 實(shí) 現(xiàn) 遠(yuǎn) 程 診 斷 和 數(shù)

17、據(jù) 采 集 功 能 等 。2 ． 4 主 參數(shù) 核 算 改 造 后 的提 升 機(jī) 可 利 用 光 線 示 波 器 拍 攝 出 速 度 曲線 ， 進(jìn) 行 速 度 標(biāo) 定 后 ， 對(duì) 速 度 圖各 階段 進(jìn) 行 分 析 驗(yàn) 算 [ 2 l 。 為充 分 發(fā) 揮 設(shè) 備 能 力 ， 消 除 事 故 隱 患 ， 應(yīng) 對(duì) 實(shí) 測(cè) 主加 速 度 口 。和主 減 速 度 口 ， 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 ， 以 獲 取 最 佳 值 。 經(jīng) 多 次 改造 ， 結(jié)

18、 合 理 論 分 析 ， 主加 減 速 度 計(jì) 算 方 法 如 下 ：主 加 速度 口 。 ， 應(yīng) 按 減 速 器 允 許 的 傳 動(dòng) 扭 矩 驗(yàn) 算 2 [ M J—一J c 口 I ≤ — — 一式中 [一 ] ——減速器 的允 許最大扭矩 ；D— — 滾 筒 的 實(shí) 際 纏 繞 直 徑 ；m— — 提 升 系統(tǒng) 變 位 質(zhì) 量 ；，— — 作 用 于 提 升 機(jī) 滾 筒 上 的 最 大靜 張 力 差 ， F=。主 減 速 度

19、Q—A( H 一2 h 3 )+0 ． 3 Q玎 t式 中 p—— 提 升 載 荷 ；△—— 尾 繩 重 量 差 ；^—— 減 速 度 段 運(yùn) 行 距 離 ；— — 礦 井 阻 力 系 數(shù) ， 取 k=1 ． 1 5一1 ． 2 ；∑ m— — 提 升 系 統(tǒng) 總 的 變 位 質(zhì) 量 。3 結(jié) 語 以 往 l < J型 提 升 機(jī) 的 改 造 存 在 的 問題 是 不 注 意 系統(tǒng) 的整 體 性 而 注 重 局 部 的 缺 陷

20、， 一 般 對(duì) 改 造 的 提 升機(jī) 也 不 做 綜 合 測(cè) 試 和 整 體 評(píng) 估 ， 改 造 方 案 缺 乏 系 統(tǒng) 性 。本 文通 過 對(duì) 系統(tǒng) 改造 技 術(shù) 和 具 體 位 置 改 造 方 案 的全 面 分 析 ， 提 出 了 具 體 的 切 實(shí) 可 行 的 方 法 ， 為 l < J 提 升 機(jī) 的 系 統(tǒng) 改 造 技 術(shù) 的 優(yōu) 化 和 提 高 奠 定 了 基 礎(chǔ) 。經(jīng) 過 對(duì) 金 川 公 司 等 單 位 多 套 l

21、< J型 提 升 機(jī) 的 改 造 ， 效 果 良好 。此 系統(tǒng) 改 造 技 術(shù) 充 分 挖 掘 了 l < J型 提 升 機(jī) 的 潛 力 ， 為進(jìn) 一 步 發(fā) 揮 設(shè) 備 能力 奠 定 了基 礎(chǔ) 。參 考 文 獻(xiàn) ：[ 1 ] 程居 山 ． 礦 山機(jī) 械[ M ] ． 徐 州 ： 中國礦 業(yè)大學(xué) 出版 社 ． 1 9 9 7 ．[ 2 ] 顧 永輝 ， 等 ． 煤礦 電工 手冊(cè) [ M ] ． 北京 ： 煤 炭 工業(yè) 出版社

22、 ． 1 9 9 9 ．[ 3 ] 陳雄 健 ． 等 ． 測(cè) 試 技 術(shù) 手 冊(cè) [ M] ． 徐 州 ： 中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 出 版 社 ． 1 oo R 作者 簡(jiǎn)介 ：姚運(yùn) 萍 ( 1 9 6 6 一) 。 女 。 河 北 唐 山 人 ． 副 教授 ， 博 士 生 。1 9 9 1年 畢 業(yè) 于 原 甘 肅 工 業(yè) 大 學(xué) ． 曾 發(fā) 表 論 文 多 篇 。 現(xiàn) 主 要 從 事 機(jī) 電 一 體 化 方 面 的 教 學(xué) 與 科 研

23、 工 作 ． T e l ： 0 9 3 1 —2 7 5 5 3 2 4．收 稿 日 期 ： 2 0 0 3 — 0 7 — 1 7Re s e a r c h0 nt r a n s f l 0 r m a t i 0 nt e c h n o l o g yi nK Je l e v a t o rY A O Y u n - p i n g ’ ， CH E NHu i — x i a n ’ ， W UY o u — z e。

24、 G AOY u n ’ ．QI A O P i n g - y u a n ’【 1 ． L a n z h ~ U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 。L a n z h o l l7 3 0 0 5 0 - C h i n a ；2 ． J i n c h u a nG r o u pL i m i t e dC o r p o r a t i o n - J i n c h a n

25、 g7 3 7 1 0 1 - C h i n a )Ab s t r a c t ： I nt hi sp a p e r ．t h eo l d— f a s h i o n e dK Je l e v a t o rs y s t e m i nc a r e f i d l y~ a r c l i e d．a(chǎn) n de x i s t i n gd e f e c t sa r ef u l l ya r i a ．1 y

26、s e d ．Th et r a n s f o r m a t i o ni de ai Spr e s e n t e da n da l g o r i t h m i nt h e or yi sd e s i g n e d．Tr a ns f o r m a t i o n so ns p i n d l ed e v i c e．br a k ．i n gs y s t e m ．e l e c t r o nc o n

27、 t r o la n dS Oo na r ec o n c r et e l yd i s c u s s e da n da d v a n t a g e so ft r a n s f o r me ds y s t e m a r e s u mma r i z e d．T h ewo r kma k e sb a s e so no p t i mi z a t i o na n di mp r ov e me n t