周 慧

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)同家梁礦，山西 大同 037025）

1 同家梁礦礦井提升機(jī)盤(pán)形制動(dòng)器應(yīng)用現(xiàn)狀

同家梁礦維修了很多次井車(chē)主、副房的制動(dòng)器，其盤(pán)形制動(dòng)設(shè)備已經(jīng)老化損壞，急需更換新的設(shè)備。具體表現(xiàn)在：壓力傳感器的碟簧力內(nèi)部有一個(gè)弊端，就在蝶形彈簧的墊片處；筒體的正壓制動(dòng)力和活塞內(nèi)部產(chǎn)生的摩擦力統(tǒng)稱(chēng)為碟簧力，當(dāng)閘盤(pán)與閘瓦無(wú)法貼合，就代表出現(xiàn)了油泥卡滯或者筒體以及活塞出現(xiàn)鐵銹，此時(shí)，就出現(xiàn)了監(jiān)控失效。即使監(jiān)控系統(tǒng)的壓力依然存在，但正壓制動(dòng)力無(wú)法正常反應(yīng)反映。經(jīng)過(guò)一系列的研究總結(jié)，最終確定的方案是將制動(dòng)器替換為盤(pán)形智能監(jiān)測(cè)型號(hào)的，這種制動(dòng)器安裝了傳感器，可以在內(nèi)部監(jiān)測(cè)正壓力，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，可以消除碟簧力傳感器的相關(guān)問(wèn)題。

2 盤(pán)形制動(dòng)器的智能監(jiān)測(cè)

傳感器的誤差嚴(yán)格控制在1%以?xún)?nèi)，把傳感器內(nèi)置在制動(dòng)器中，來(lái)將正壓力制動(dòng)。而正壓力F的制動(dòng)是根據(jù)圓柱形傳感器通過(guò)檢測(cè)閘盤(pán)上制動(dòng)的閘瓦正壓力得到的，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的許用值[F]，是依據(jù)第426 條規(guī)定制動(dòng)裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與旋轉(zhuǎn)力矩的最大載荷之比K，K 值要大于3的規(guī)定來(lái)確定正壓力制動(dòng)值。由此產(chǎn)生準(zhǔn)確的正壓力制動(dòng)值。

在制動(dòng)過(guò)程中，代表可以下次開(kāi)車(chē)的狀態(tài)是F>[F]，同理，代表下次開(kāi)車(chē)閉鎖的狀態(tài)是F<[F]；當(dāng)F=0時(shí)，代表可以敞閘開(kāi)車(chē)，同理，當(dāng)次閉鎖開(kāi)車(chē)的狀態(tài)是F>0，必須當(dāng)次閉鎖開(kāi)車(chē)的原因是制動(dòng)過(guò)程中的制動(dòng)閘發(fā)生故障，要采取相應(yīng)的診斷；在行車(chē)過(guò)程中，制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)閘發(fā)生故障的狀態(tài)是F>0[3-4]，此時(shí)要進(jìn)行安全制動(dòng)。盤(pán)式制動(dòng)器具體的正壓力制動(dòng)的智能監(jiān)測(cè)安裝現(xiàn)場(chǎng)圖，見(jiàn)圖1。

圖1 智能監(jiān)測(cè)制動(dòng)正壓力的盤(pán)式制動(dòng)器

以前采用的測(cè)量閘瓦間隙，是用百分表和塞尺這種傳統(tǒng)的工具來(lái)測(cè)量，不僅要耗費(fèi)大量的時(shí)間精力，而且會(huì)受到很多人為因素的影響，最終得到的精度不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。所以，將測(cè)量閘瓦間隙的方法改進(jìn)為傳感器電渦流非接觸測(cè)量。這種測(cè)量基準(zhǔn)是制動(dòng)器襯板，利用傳感器的探頭來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閘瓦襯板的移動(dòng)，最終確定制動(dòng)器的閘瓦組件狀態(tài)。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用盤(pán)形制動(dòng)器的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 盤(pán)形制動(dòng)器失效案例分析

當(dāng)閘盤(pán)貼合不到閘瓦時(shí)，代表油泥卡死了閘座孔及筒體外圓，見(jiàn)下頁(yè)圖2。當(dāng)F2-f1=F=0，即正壓力F的制動(dòng)是零，說(shuō)明f1數(shù)值太大，會(huì)出現(xiàn)F2=f1的狀態(tài)，碟簧力F2被錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)為與f1相等，F(xiàn)2即使沒(méi)出現(xiàn)檢測(cè)的相關(guān)故障，也會(huì)被認(rèn)為發(fā)生了很大的正壓力制動(dòng)隱患[5-6]。

圖2 監(jiān)測(cè)碟簧力的制動(dòng)器診斷故障的失效案例

閘盤(pán)在敞閘開(kāi)車(chē)過(guò)程里一定要與閘瓦保持一定的閘間隙，才能確保正壓力F的制動(dòng)為0，見(jiàn)下頁(yè)圖3。當(dāng)活塞被F1油壓力壓在后蓋，代表螺栓軸發(fā)生斷裂，當(dāng)F=F2>0 時(shí)，閘瓦被碟簧力F2壓到閘盤(pán)，會(huì)發(fā)生故障，閘盤(pán)及閘瓦和在行車(chē)過(guò)程被磨壞，無(wú)法再用碟簧力監(jiān)測(cè)診斷行車(chē)故障，為了避免這種情況，要設(shè)置很大的F22碟簧力，一直保持在停車(chē)制動(dòng)及敞閘開(kāi)車(chē)這兩種狀態(tài)下。

圖3 監(jiān)測(cè)碟簧力診斷故障的失效案例

3.2 現(xiàn)場(chǎng)處理盤(pán)形制動(dòng)器的方案

將監(jiān)控裝置加裝在制動(dòng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)盤(pán)形智能制動(dòng)器的系統(tǒng)提升。主機(jī)的人機(jī)接口采用的顯示屏是12.1 寸電阻式工業(yè)級(jí)TFT 觸摸屏，工控機(jī)不會(huì)被底層硬件和軟件驅(qū)動(dòng)干擾，減少了病毒影響，專(zhuān)用的ARM 電路板卡可以整體設(shè)置參數(shù)。無(wú)線通信的WIFI 模式，可以使主機(jī)的布線更加簡(jiǎn)單明了；安裝接口全部獨(dú)立，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)房不同部位的安裝；監(jiān)視實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以自行診斷每個(gè)子模塊，顯示工作狀態(tài)[7]。

閘間隙傳感器和觸摸顯示屏以及正壓力制動(dòng)傳感器和儀器設(shè)備箱共同組成了控制監(jiān)測(cè)裝置。閘間隙傳感器與儀器設(shè)備箱和CAN 總線完成的通信過(guò)程即觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的工作過(guò)程。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)CAN 總線進(jìn)行傳輸，再被主機(jī)接收，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成最終的顯示。配合相應(yīng)的數(shù)據(jù)算法，記錄并報(bào)警數(shù)值超限狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制動(dòng)液壓系統(tǒng)的功能。

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)煤炭的相關(guān)工業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)證該礦具備可靠安全的立井提升機(jī)系統(tǒng)，加裝的監(jiān)控裝置以及盤(pán)形智能制動(dòng)器在國(guó)際水平中處于領(lǐng)先地位。制動(dòng)器經(jīng)過(guò)改造，在閘瓦及活塞的連接螺桿處，加裝了正壓力制動(dòng)傳感器，控制在1%以?xún)?nèi)的傳感器誤差，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閘盤(pán)被閘瓦施加的正確制動(dòng)正壓力，提高了監(jiān)控的準(zhǔn)確率。