矿用提升机系统制动力矩的测试探讨

郭二鹏

（山西正诚矿山安全技术研究所， 山西 晋城 048000）

引言

《煤矿安全规程》（2016 版）规定提升机制动装置产生的制动力矩与实际提升最大载荷旋转力矩之比K值不得小于3。

煤矿在用提升机系统安全检测检验规范AQ 1014—2005、AQ 1015—2005、AQ 1016—2005 中 明确规定：提升机的常用闸和保险闸制动时，所产生的制动力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比K值不得小于3[1]。

以上标准规定中，仅给出了提升机制动装置产生的制动力矩应满足的技术条件，但具体的测试方法没有给出，本文根据实际现场检测中遇到的问题，具体介绍了几种测试方法，以解决测试中遇到的各种问题。

1 提升机制动力矩测试原理

制动力矩的检测是提升机性能测试的一项重要指标，该项检测属于静态测试的一部分，其原理是利用提升机测试仪及其辅助工具，模拟提升机制动时的情况，通过不断增加提升机的载荷，直到闸盘与制动盘之间产生了相对运动时，这个载荷即为该副闸瓦所产生的制动力Fi，制动力Fi与制动半径Ri（压力传感器与滚筒的连接点到滚筒中心轴线之间的距离）的乘积即为制动力矩Mz，将提升机的所有闸瓦的制动力矩相加即为该提升机系统的制动力矩[2]。

式中：Mz为每副闸瓦实测制动力矩之和，N·m；Fi为每副闸瓦施加的制动力，N；Ri为检测时，Fi作用的制动半径，m。

根据提升机的不同类型，因地制宜采用不同的方法，大致可分为拉力传感器法和压力传感器法。

2 压力传感器法测试制动力矩

CTD21W 矿用提升机无线多参数测试仪作为提升机性能测试的第三代产品，其运用了检测技术、信号分析、计算机技术等，通过无线模块进行数据传输，使用方便、数据准确。该设备用于缠绕式提升机系统测试制动力矩，常采用压力传感器法。

2.1 测试位置的选择

压力传感器法测试制动力矩多用于缠绕式提升机，凿井期间采用吊桶提升系统时，将吊桶停放在井口的安全门上，单绳缠绕式提升机系统将罐笼停在井口位置，使用钢轨将井口封闭，将罐笼停放在钢轨上；双滚筒缠绕式提升机系统将两侧罐笼停在井筒中部位置，并增加相应的配重，保证两根钢丝绳提升相同的重量[3]。

2.2 仪器设备的安装及测试

1）选择在缠绕式提升机定车孔处安装制动力辅助工具，转动滚筒将挡绳板上的定车孔转至合适位置，确保制动力臂安装后垂直投影面平整。

2）在制动力臂底部安装压力传感器，传感器底部用千斤顶顶起，调整千斤顶和压力传感器的位置，保证两者在同一垂线上，产生的压力方向沿滚筒的切线方向。

3）关闭一副盘形闸抱住制动盘，启动液压站将其余制动器的闸瓦完全打开。

4）将压力传感器通过无线模块与主机连接好，测试仪在测试主界面下，进入制动力测试界面，输入制动半径Ri。

5）点击“开始”按钮，进入测试状态，手摇千斤顶，此时测试仪显示的制动力不断增大，当测试仪制动力Fi不再增加后，点击“保存”按钮，自动保存该副闸的制动力。

6）按3）—5）的步骤重复测试，直到所有制动闸全测完，将所有制动闸的制动力Fi测完与制动半径Ri相乘，自动生成制动力矩Mz。设备安装如图1 所示。

从表4中可以看出，漳泽水库的总氮和总磷都较高，据中国湖泊富营养化的评价标准，2014年和2015年总氮均值大于2.0 mg/L，2014年和2015年总磷均值都等于0.11mg/L，2014年和2015年叶绿素a均值都大于10 mg/m3，2014年和2015年高锰酸盐指数均值都大于4 mg/L，按单一指标叶绿素来看，水质是富营养型，按总氮指标看，水质属于超富营养型，按总磷指标看，水质是富营养型，按高锰酸盐指数看，水质是富营养型，故需综合营养状态指数最终确定水质的营养状态。

图1 压力传感器法测试制动力矩设备安装示意图

3 拉力传感器法测试制动力矩

摩擦式提升机系统由于无挡绳板，无固定制动力辅助工具的定位孔，多用拉力传感器法测试制动力矩[4]。

3.1 测试位置的选择

摩擦式提升机系统多用于深井开采，提升机房内大多安装有天车，可利用天车来增加载荷。提升容器应在空载状态下进行，两侧罐笼重量不同时，要在较轻侧容器内增加一定重量，保证钢丝绳两侧等重，并将容器停在井筒交锋位置。

3.2 仪器设备的安装及测试（见图2）

1）选择滚筒切线方向上一压块，并将其螺帽拧下，安装上提前加工好的压板，再拧上螺帽，固定好压板。将压板与U 形环或带绳扣的钢丝绳连接，拉力传感器一端与倒链和天车连接，另一端与绳扣连接。将拉力传感器通过无线模块与主机连接好。调整天车位置，保证天车与滚筒切线方向一致。

2）关闭一副盘形闸抱住制动盘，启动液压站将其余制动器的闸瓦完全打开。

3）确保传感器连接后，测试仪在测试主界面下，进入制动力测试界面，输入制动半径Ri。

4）开始测试，拉动倒链或开动天车，逐渐加大拉力，此时测试仪显示的制动力不断增大，拉动倒链或开动天车至测试仪制动力Fi值不再增加，点击“保存”按钮，自动保存该副闸的制动力。

图2 拉力传感器法测试制动力矩设备安装示意图

5）按2）—4）的步骤重复测试，直到所有的制动闸制动力测完，自动生成提升机的制动力矩Mz。

3.3 其他适用情况

1）利用提升机房内的天车和提升机挡绳板上的定车孔处穿一销轴，测试位置选择、仪器设备的安装与摩擦式提升机相同。设备安装如图3 所示。

图3 拉力传感器法测试缠绕式提升机制动力矩设备安装示意图

2）若缠绕式提升机无法使用压力传感器法且提升机房内又无天车时，可以利用缠绕式提升机定车装置的地锚螺栓作为固定点，与倒链、拉力传感器连接测试制动力矩。设备安装如图4 所示。

图4 利用地锚螺栓测试缠绕式提升机制动力矩设备安装示意图

4 应用实例

以某矿的JK-2×2 的缠绕式提升机为例，该提升机提升最大载荷3 000 kg，制动半径为1 m，实际提升最大静载荷旋转力矩Mj=32.32 kN·m。

使用CTD21W 矿用提升机无线多参数测试仪采用压力传感器法测得该提升机4 副制动闸产生的总制动力矩Mz=115.82 kN·m。

Mz=115.82 kN·m 与Mj=32.32 kN·m 的比值为3.5＞3，满足标准规定。

5 安全注意事项

1）采用压力传感器法测试时，要密切观察压力传感器和千斤顶是否倾斜，若倾斜角度大时应卸压整理好重新安装，以防止传感器与千斤顶脱落。

2）采用拉力传感器法检测时，倒链、钢丝绳应拉直且传感器不打转，倒链的小链可以顺畅拉升后再将制动力信号线的接头与无线模块连接。

3）测试完一副制动闸后，进行切换制动闸的操作，要安排专人进行操作，防止混淆，造成测试数据错误。

4）测试过程中，当制动盘与制动闸产生相对位移时，不应停止施加载荷，应继续施加载荷，直至制动力不再变化后，再进行记录。

5）拉倒链之前要设置好警戒区域，除操作人员外，无关人员要在警戒区域以外。

6 结论

1）针对不同的提升机类型，根据提升机房内的实际情况，提出了多种可操作性强、安全系数高、准确性好的测试提升机制动力矩的方法。

2）总结日常检测工作中的经验，提出了在制动力矩检测过程中的安全注意事项，对提升机的制动力矩检测具有指导意义。