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        雙速絞車保護裝置的改進設(shè)計

        2020-02-17 04:44:28
        機械管理開發(fā) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:行程開關(guān)指示器絞車

        陳 強

        (西山煤電屯蘭礦, 山西 古交 030200)

        1 工程概況

        煤礦井下絞車是提升煤炭和矸石、下放材料、升降人員的重要運輸設(shè)備,必須有深度指示器失效保護、盤形閘間隙保護、松繩保護等保護裝置,同時要求保護裝置具有高可靠性。以井下JYB-50×1.40S雙速運輸絞車為研究對象,在該絞車原有保護裝置不動的情況下,另外將深度指示器失效保護、盤形閘間隙保護、松繩保護集成在一套單獨系統(tǒng)中,由一個控制單元對這三種保護進行集中控制,并根據(jù)實用性高、安全可靠、成本低的原則,對該絞車保護一體化裝置的安全性、實用性和現(xiàn)場試驗進行分析。

        2 設(shè)計方案及工作原理

        2.1 深度指示失效保護

        當絞車深度指示器的傳動系統(tǒng)發(fā)生斷軸、脫銷等故障時,深度指示器失效保護裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動斷電、停車抱閘,避免事故的發(fā)生。從經(jīng)濟實用的角度出發(fā),在對礦用絞車傳統(tǒng)的機械式深度監(jiān)控器結(jié)構(gòu)不做改動的情況下,采用單片機和光電開關(guān)構(gòu)成深度指示器失效保護是最理想的一種方法。

        深度指示器的運行和絞車滾筒有嚴格的對應(yīng)關(guān)系。把裝在深度指示器傳動鏈條的霍爾元件的脈沖信號與提升機發(fā)出的速度脈沖信號做比較,脈沖發(fā)生差異時表明兩者不同步,即出現(xiàn)了深度指示器失效。而實際改造工作中,是將霍爾元件的脈沖信號與提升機的變頻器發(fā)出的速度信號兩者進行比較,當兩者信號差大于規(guī)定值時,使對應(yīng)的開關(guān)量輸出繼電器動作,切斷絞車電控安全回路,從而起到了深度指示失效保護的作用。整個比較周期每秒一次,為防止保護誤動作,將程序設(shè)置為連續(xù)兩次出現(xiàn)不同步時,輸出繼電器動作,使保護動作更為可靠[1-2]。

        2.2 閘間隙保護

        煤礦絞車提升裝置的盤形閘間隙保護裝置總體設(shè)計目標是為了測量盤形閘襯與制動盤之間的動態(tài)工作間隙,當閘襯磨損后間隙超過差值時實現(xiàn)報警或斷電,現(xiàn)在絞車普遍采用行程開關(guān)作為閘間隙檢測裝置,閘間開關(guān)監(jiān)視制動器閘襯的磨損量,磨損超限可使開關(guān)動作井報警或斷電由于行程開關(guān)自身結(jié)構(gòu)、精確度不高,彈簧長期處于壓緊狀態(tài),易產(chǎn)生疲勞斷裂,當板張開時或板磨損到一定數(shù)值時,只能調(diào)整開關(guān)的大概位置,開關(guān)動作內(nèi)部行程無法測得,造成與實際位置用襯磨損程度和閘間隙大小不符。在煤礦現(xiàn)場,由于設(shè)備精度的限制,原有絞車的閘盤精度低,端面跳動大,致使現(xiàn)有的行程開關(guān)無法調(diào)整,誤動作頻繁,影響絞車的正常運行,目前屯蘭莊礦原有的閘間隙保護均使用這種行程開關(guān)保護裝置,但由于閘盤的偏擺,行程開關(guān)無法調(diào)整,在較車運行中,個別地方的間隙有可能大于2 mm[3],為此,新設(shè)計的間隙保護采用位移傳感器,同時將測量閘盤兩面的間隙總和作為判據(jù),這樣就把閘盤的偏擺誤差考慮進去,便于調(diào)整,同時還設(shè)置有聲光報警功能。

        在具體設(shè)計中,由4對測點來測量間隙,每個測點都由一個電感式位移傳感器來測量工作問隙,然后,由傳感器輸出0~5 V的電壓信號,經(jīng)過系統(tǒng)對該信號的處理來確定間隙的大小再將其信號轉(zhuǎn)化為0~5 mm的距離顯示到顯示屏上[4],8路測點的任何一路的工作間隙超過2 mm都要產(chǎn)生報警,每一路測點還要對應(yīng)一個調(diào)零按鍵,按下此鍵可以將此時測量的工作間隙的數(shù)值寫到掉電保護存儲區(qū)中作為間隙參考值,下次讀取的數(shù)據(jù)將與該值進行比較,把比較的差值顯示到顯示屏上,8測點組成4對,采用總間隙不超4 mm來確定報警值。

        2.3 松繩保護

        《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:纏繞式提升機應(yīng)當設(shè)置松繩保護裝置并接入安全回路和報警回路。在斜并提升中,絞車出現(xiàn)松繩現(xiàn)象的原因是:在升降物料進入變坡點時,礦車在并巷內(nèi)掉道或被卡平巷松車時曲繩過長、過放等。

        在斜井提升中,可能出現(xiàn)松繩現(xiàn)象,主要是在上提、下放物料進入變坡點時,或礦車在礦井內(nèi)掉道或被卡等原因造成鋼絲繩速度與較車速度不匹配而出現(xiàn)鋼絲繩在滾筒上松弛、下落現(xiàn)象且礦車載荷速度加快,往往由于繩松而造成沖擊致使鋼絲繩損壞現(xiàn)有的絞車松繩保護一般采用的是行程開關(guān)成接近開關(guān)來實現(xiàn)的,即在絞車滾筒下方設(shè)置傳導(dǎo)鋼絲繩,傳導(dǎo)鋼絲繩一端固定在基礎(chǔ)上,另一端固定一個行程開關(guān)。當提升鋼絲繩下垂時會下壓傳導(dǎo)鋼絲繩,傳導(dǎo)鋼絲繩拉動行程開關(guān),行程開關(guān)常閉觸點斷開安全回路,使提升機進行安全制動,采用行程開關(guān)實現(xiàn)松繩保護的方式存在缺陷,主要是表現(xiàn)在:鋼絲繩與行程開關(guān)的距離不好調(diào)整,如果間距過小會引起頻繁停車,間距過大時,即使松繩也很難使行程開關(guān)動作;同時,行程開關(guān)在長期使用下會有接點接觸不良的現(xiàn)象,造成絞車的誤動作而出現(xiàn)停車,本裝置采用雙光束紅外對射探測器,其結(jié)構(gòu)是收發(fā)成對組成,其原理是:探測器的發(fā)射器發(fā)出長波段紅外LED,接收機收到紅外光束后轉(zhuǎn)為電信號輸出至“保護一體機”,利用光束被阻斷后接收機接收不到光信號而使保護動作開啟,探測器探測方式為雙光束同時遮斷檢驗式,有效避免松繩保護的誤動作。

        3 一體化保護裝置的結(jié)構(gòu)和安裝

        該綜合保護裝置主機為1.5 mm厚的不銹鋼板折壓焊接而成,為密封防潮設(shè)計,顯示窗口為厚的有機玻璃隔擋且密封防水,上部設(shè)有吊掛用提手,左、右、下側(cè)共有16個接線喇叭口,要求所接電纜外徑為48~12 mm,現(xiàn)場安裝時可吊掛或固定在墻壁上,避免有淋水,且遠離高壓電纜、大型電機等有強磁場干擾的地方。閘間隙位移感應(yīng)元件是通過一只L形腳鐵固定在盤形閘體上,首先將L形腳鐵焊接在盤形閘體上,并與閘瓦平行且保持5~7 cm的距離,再將感應(yīng)元件固定在L形腳鐵上,感應(yīng)元件與絞車距離不大于4 mm。

        4 結(jié)論

        根據(jù)以上方案對井下JYB-50×1.40S雙速運輸絞車的電控系統(tǒng)進行了改造設(shè)計,試車時一次成功。該絞車一體化保護裝置的設(shè)置簡單、調(diào)試方便。正常的試驗簡單易行,原有的保護裝置可以繼續(xù)保留,新的一體化保護裝置作為后備保護使用。從2018年5月以來,保護裝置改進后的絞車在這一年多的運行時間內(nèi)未發(fā)生任何故障,提高了絞車運行的安全性能。該裝置的改進與應(yīng)用也提高了煤礦檢測儀器的智能化水平,這對保證提升機的安全運行起到十分重要的作用。

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