郝慧學(xué)HAO Hui-xue；王曉莉WANG Xiao-li

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)長治分公司，長治 047100）

（Changzhi Branch of Shanxi Coal Transportation and Marketing Group，Changzhi 047100，China）

在礦井提升系統(tǒng)中，變位質(zhì)量是核算電動機(jī)容量和提升機(jī)性能測試的一個重要參數(shù)，但一些礦井由于各種原因資料丟失無法采用常規(guī)的計算方法來確定其變位質(zhì)量，造成無法對提升機(jī)進(jìn)行電動機(jī)容量核算和性能檢測，但是對于提升機(jī)來說這兩個項(xiàng)目是必須進(jìn)行的，針對此情況我公司積極引進(jìn)了TC-3C 提升機(jī)安全性能檢測儀來對煤礦提升系統(tǒng)及其變位質(zhì)量進(jìn)行檢測。

在提升機(jī)主電動機(jī)、天輪（導(dǎo)向輪）、容器、鋼絲繩等技術(shù)數(shù)據(jù)齊全時，可根據(jù)公式∑m=（Q+2Qz+n1pLp+n2qLq+2Gt+Gj+Gd）/g 通過計算確定提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量。式中：Lp為每根提升主繩實(shí)際全長，單位m；單繩纏繞式提升：Lp=Hc+Lx+3πD+LB+LS其中：LB為圍抱天輪部分鋼絲繩長度，單位m；LB≈1/2πDt；LS為鋼絲繩試驗(yàn)長度，單位m，一般取20～30m；Gd為電動機(jī)轉(zhuǎn)子的變位重力，單位N，公式為：

其中：ID2為電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，單位kg·m2。

在提升系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)發(fā)生變化或缺少技術(shù)資料，因而無法通過計算確定其變位質(zhì)量時，可以通過現(xiàn)場實(shí)際測試來確定。由動力方程式根據(jù)力的平衡可以得到測定提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量的計算式：Σm=（kQ+Δ·H-2Δ·hx）/a3式中：a3為自由滑行減速度，單位m/s2，a3=vm/t3；vm為提升系統(tǒng)等速階段運(yùn)行速度（單位m/s。

其中：D 為滾筒或驅(qū)動輪直徑，單位m；n 為實(shí)測電動機(jī)轉(zhuǎn)速，單位r/min；i 為減速機(jī)速比。

我們在利用TC-3C 型提升機(jī)安全性能檢測儀對礦井提升系統(tǒng)變位質(zhì)量進(jìn)行測試時，儀器要求測試必須在測試速度的基礎(chǔ)上進(jìn)行，儀器通過采集一個提升過程中提升系統(tǒng)的速度信號、主電機(jī)的斷電信號（110-220）V，測出系統(tǒng)總變位質(zhì)量。

首先要檢查被測提升機(jī)設(shè)備是否完好并且在停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)提升機(jī)容器在井口停車位置時，將轉(zhuǎn)速信號線（或測速發(fā)電機(jī)速度信號線）、電流信號線、電壓信號線、給定信號線的一端通過儀器面板相應(yīng)接口接入儀器。如圖1 接線。

圖1

其中：轉(zhuǎn)速信號線是連接轉(zhuǎn)速探頭，轉(zhuǎn)速探頭通過磨擦輪與軸或輪相摩擦接觸；若用測速電機(jī)信號測速度圖時，則必須用測速發(fā)電機(jī)速度信號線連接該信號。信號范圍為直流±250V，不需區(qū)分正負(fù)極；對于電流信號線，在測交流電機(jī)時，將交流電流信號線（鉗型電流表）卡在司機(jī)臺上AC0～5A 的主電流線上，通過所測得的電流的變化，繪制出負(fù)荷電流圖；測直流電機(jī)時，首先將開關(guān)信號短接，直流電流信號線同DC-75mV～+75mV 的電流表并聯(lián)。（如果現(xiàn)場直流電流表的電壓不在DC-75mV～+75mV 范圍內(nèi)，該信號不可以直接接入，但不影響其它項(xiàng)目的正常測試；給定信號線要接速度給定回路的直流輸出端，紅色夾子接正端，綠色夾子接負(fù)端。此信號為直流50V 的電壓信號，如找不到該信號點(diǎn)，可以不接，不影響其它項(xiàng)目的正常測試，但給定速度圖無法測出；電壓信號線要接電流繼電器的常開或常閉觸點(diǎn)（若接入常開觸點(diǎn)影響開車，則改接常閉觸點(diǎn)；反之亦然）。若現(xiàn)場不接此線，不會影響其它項(xiàng)目的正常測試。

確定正確接線后，開啟儀器進(jìn)入速度圖測試。經(jīng)開車加速、等速運(yùn)行、減速爬行、至一次提升完畢，測量結(jié)束。

然后做好測變位質(zhì)量的接線（與測速度圖時取速度信號相同）。其中，連接轉(zhuǎn)速信號線時必須將探頭安裝在同測速度時同一位置；連接測速電機(jī)信號線時（與轉(zhuǎn)速信號二者取其一），接法同速度測試電壓信號線：接主電機(jī)斷電信號（即主電機(jī)斷電而電壓信號線給出220V 電壓信號）作為測試起點(diǎn)。

經(jīng)檢查上述各項(xiàng)工作合格后，開機(jī)，輸入?yún)?shù)，包括井深H、電流互感器變比CT、等效力參數(shù)Fdx、阻力系數(shù)k、載荷Q 等各參數(shù)。其中：電流互感器變比CT，對交流電動機(jī)，取主電機(jī)電流互感器的變比；對直流電動機(jī)，變比系數(shù)CT=75/Vm×80×Im/4000（Vm、Im取接入電流表顯示范圍最大值）。等效力參數(shù)Fdx=ηU1cosφ。式中:η 為減速器效率，多繩摩擦式η=0.9；單纏繞式一級減速時η=0.92，二級減速時η=0.85。

進(jìn)行變位質(zhì)量測試前需要使容器一個重載，一個空載。進(jìn)行測試時，載重容器由井底向上，通過啟動、加速、等速運(yùn)行一段時間后，至交鋒位置，同時將提升機(jī)主令控制器手柄迅速扳到零位，切斷主電機(jī)，重載容器向上，提升系統(tǒng)開始自由滑動減速,待提升機(jī)將要停止時施閘停車，信號采集完畢，根據(jù)輸入的相關(guān)參數(shù)計算出系統(tǒng)變位質(zhì)量Σm和減速度的值。

上述測試計算方法,對準(zhǔn)備工作要求較少，基本不用停車，而且計算方法簡單，對生產(chǎn)沒有影響。但是，在測定過程中，由于提升載荷Q 值不準(zhǔn)確，以及受到阻力系數(shù)等因素的影響，導(dǎo)致誤差偏大。

兩容器不等重和載荷重量不準(zhǔn)確。設(shè)自由滑行減速度a3＝0.2m/s2，如果載荷重量誤差100kg，即981N，則變位質(zhì)量誤差為4905kg。因此，測試時最好使用荷重傳感器精確稱重。

礦井阻力的影響。礦井阻力在容器運(yùn)行中是變化的，因此，許多因素對礦井阻力系數(shù)“K”值造成影響。通過不同的載荷分別進(jìn)行測試，進(jìn)而在一定程度上減小礦井阻力對變位質(zhì)量的影響。

最大繩速Vm不準(zhǔn)確。通過前面公式可知，自由滑行減速度a3與Vm成正比。Vm的測試誤差在一定程度上對變位質(zhì)量的計算產(chǎn)生影響。設(shè)a3誤差0.02m/s2，將會造成變位質(zhì)量誤差約3874kg。為準(zhǔn)確測定Vm，可以用光電數(shù)字式轉(zhuǎn)速表測電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，或者通過電渦流傳感器與光線示波器相互配合的方式對滾筒轉(zhuǎn)速進(jìn)行測定，進(jìn)而確定Vm，后者方法相對準(zhǔn)確一些。

準(zhǔn)確地記錄減速的起始時間,了解測定過程中電機(jī)是否出力，制動系統(tǒng)是否施加了制動力，需要對主電機(jī)定子電流信號和制動系統(tǒng)的信號進(jìn)行測定。比如我公司古韓永豐煤業(yè)提升系統(tǒng)采用直流拖動電力控制系統(tǒng)，由于沒有相應(yīng)控制系統(tǒng)的人員配合，無法完全消除電動機(jī)的拖動力，因此自由滑行減速度的值必然偏小，最終不能正確計算出系統(tǒng)的變位質(zhì)量。

提升系統(tǒng)變位質(zhì)量是進(jìn)行動力學(xué)計算和驗(yàn)算電動機(jī)容量的重要參數(shù)，是礦井提升機(jī)性能測試的一個主要項(xiàng)目。為了提高計算精確度，應(yīng)設(shè)法降低變位質(zhì)量的測量誤差。

[1]陳維建，齊秀麗，肖林京，張永建.礦山大型固定設(shè)備測試技術(shù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2007.

[2]AQ1015-2005,煤礦在用纏繞式提升機(jī)系統(tǒng)安全檢測檢驗(yàn)規(guī)范[S].北京：煤炭工業(yè)出版社,2005.

[3]魯建東，鄭永仁.提升系統(tǒng)變位質(zhì)量的測法和提高測量精度的措施[J].徐煤科技,1998(2):12-13.