浅谈多绳摩擦式提升机的安装工艺

＊王应洲

（潞安化工集团余吾煤业公司 山西 046000）

多绳摩擦式提升机采用的是挠性体摩擦传动原理，钢丝绳搭在摩擦轮上，利用钢丝绳与衬垫之间的摩擦力来提升或下放材料或人员。矿井提升设备在运行过程中一旦发生机械或电气事故，就会造成停产，甚至造成人员伤亡，因而多绳摩擦式提升机的安装的质量的控制尤为重要。如果现场安装质量把关不严，将会对提升机今后的使用埋下安全隐患。下面主要介绍多绳摩擦式提升机的安装方法、安装过程中的注意事项，以及提升机安装后性能测试方法。

提升机安装过程大致分为四部分：

（1）提升系统机械部分的安装包括：各设备基础的验收及处理；井架的竖立，滚筒、天轮的安装；首绳、尾绳、罐笼的组装与连接；电机的组装与安装；液压系统、润滑系统的安装等。

（2）提升系统电气部分的安装包括：变频器、高压柜、低压柜、液压站控制柜等各工艺控制柜的安装；各设备电缆的布置与连接，以及高压系统的耐压试验等。

（3）提升系统设备调试包括：单机调试、挂绳前的调试、挂绳后的调试（含重载调试）。

（4）提升系统的性能测试包括：

①提升装置的测试主要包括提升机的运行速度以及提升机运行时加减速段的最大加速度、最大减速度。

②提升机制动系统的测试。A.安全闸空洞时间测试；B.闸瓦正压力及闸盘间隙的测试；C.闸垫与制动轮的接触面积测试；D.制动轮圆度及制动轮偏摆度的测试；E.制动力矩及闸垫摩擦系数的的测试测定。

1.提升系统机械部分的安装

（1）井架的安装（俗称“竖井架”）。余吾煤业南进风立井提升机为四绳落地摩擦式提升机，提升机配套井架重145t，主要由底座、架体、行车平台、上天轮平台、下天轮平台等四部分组成，其中架体的地面焊接组装最为复杂，用人用时最多，工艺要求也最严格，一般需要先在工厂按设计图纸分段制作好方钢型中空钢结构并编号，制作完成后按编号运输至安装现场，在地面进行组装焊接，组装焊接后整体起吊（俗称“竖井架”），井架起吊采用桅杆起吊。这也是井架安装关键的一步，也是最危险的一步，准备工作比较麻烦，并且需要多部绞车配合，同时进行起吊作业。

地面组装井架：所有方钢型中空钢结构件按组装控制线摆放到位。这是为了减小找正时钢结构的移动距离，节约组装时间，需焊接的两钢结构的接缝两侧分别摆放两件钢支架，钢支架用于支撑所要焊接的钢结构，并且钢支架放置处地基必须夯实，以减少因地基沉降而导致两结构件焊接的变形。按顺序组装时，还要考虑斜架在焊接过程中的变形，合理预留接缝间隙。顺序组装时不得碰触已组装但未完成焊接的构件，构件组装完成后需垫平支稳各支点，并在焊接前严格进行复查。

桅杆基础要求：起吊作业采用桅杆起吊，在竖立井架过程中桅杆正向压力较大，动土后地基难以承受数百吨的压力，因而在井架基础开挖时将桅杆所需场地一并挖至相同深度，待基础施工完毕后用三七灰土逐层回填并夯实，在三七灰土基础上还需铺设一层道木，道木与道木之间用扒钉连接牢固。道木上铺设一层I32工字钢，工字钢需焊接成一体，保证整体受力均匀。

井架吊装：首先进行主斜架的吊装，当起吊至主斜架主腿内侧与地平面约成70°时，停止主斜架的吊装。然后进行副斜架的吊装，副斜架吊装到位后，主副斜架进行初步合龙，初步合龙后将各主腿的地脚螺栓安装固定但不可紧固到位，以防在初步合龙后进行找正过程中无法调整主斜架与副斜架角度。由于构件过长及构件自身弹性的存在，副斜架吊到位后会有挠度变形，此时用100t油压千斤顶配合作业，将主、副斜架组合部位找正并合龙。

井架的其它部件安装：主副斜架合龙后安装井架的三个平台，三个平台分别为行车平台、上天轮平台、下天轮平台、井架安装完成后安装井口套架、天轮。在提升机房完成电机、滚筒的安装后再进行罐笼、提升机首尾绳等附属设备的安装[1]。

（2）提升机机械部分的安装。提升机基础中心线的测量：必须由专业的测量人员找出矿井工业广场建设时留下永久标高点，以该永久标高点作为参考点使用专业测量仪器测出提升机房的标高，同时用经纬仪或全站仪测出提升机的中心线和主轴中心线，架好线架，挂好十字中心线。

提升机基础垫铁的布置及找正：布置提升机基础垫铁时，在垫铁上画出十字中心线，为提升机就位时提供准确地依据。余吾煤业南进风立井提升机垫铁厚度120mm配置，厚度由1mm到50mm不等，主轴底座垫铁的大小通常规定在300mm×300mm，共16组；电机底座垫铁的大小通常规定为240mm×240mm，共12组；盘形闸底座垫铁的大小通常规定200mm×200mm，共32组。垫铁大小选择及厚度配置在提升机制造商提供的基础图中会有详细说明。余吾煤业南进风立井提升机生产厂商为德国西马格公司，其对基础垫铁的要求与国内制造商会有所不同。国内制造商一般选用成对的斜垫铁，找平后用电焊焊牢，国外制造商通常使用平垫铁，平垫铁比斜垫铁承受负载能力强，且能承受设备运行时产生的较强连续振动，平垫铁布置时厚垫铁放在下面，薄垫铁放在上面，最薄的安放在中间。垫铁布置前，垫铁布置区域内的基础表面做下沉处理，即用风镐凿除水泥表面松散部分，露出水泥坚硬部分，并用水冲洗干净，以便获得绝对坚固的浇筑结构，避免日后基础塌陷。为方便工作和更精确地找正垫板，在设备基坑内搭设工作平台，在垫铁的各轴线位置设置一定数量的线架，线架的高度为1～1.5m。利用垫铁上的十字中心线、方框水平仪及钢板尺、线坠等对垫铁进行找平找正。

提升机基础的二次灌浆：各垫板水平校准后方可进行灌浆，灌浆料采用非收缩性混凝土，灌浆前应采取必要措施，用表面光滑的木板制作模板，螺栓孔临时封闭，防止灌浆料进入预留的地脚螺栓孔内。灌浆时必须保证室温在10℃以上，以便灌浆后48h灌浆料更好凝固，灌浆料凝固后用抛光机铁刷清理干净基础表面。电机底座校准后可进行第二次灌浆，待转子、定子完全安装完成后进行最后灌浆，滚筒底座和闸盘底座可在滚筒、闸座安装完成校准后进行最后灌浆。

（3）提升机主轴及滚筒的安装。轴承底座及轴承的下半部分安装到位后，开始主轴的安装。主轴安装时首先应用煤油清洗防锈涂层。清洗完毕后，利用提升机房的起重机将主轴吊起，运送到位。起吊时，起吊用钢丝绳与主轴接触部位要加防护软垫层，防止损伤主轴。起吊时，要平稳，吊装物严禁倾斜，作业人员要做到两个严禁，起重物下严禁站人，吊装物运动趋势方向严禁站人。主轴及下半部分轴承校准后安装轴承的上半部分，轴承上下部分连接时，螺栓周围连接面涂抹密封胶，螺栓紧固时必须按规定的力矩进行紧固，并且要做到对称紧固，不可一次性紧固到规定的力矩。

当安装滚筒时，先将一半安装到主轴上，再通过提升机房内的行车使其转动180°，再安装另一半，其连接螺栓、螺母使用前涂抹二硫化钼。一方面防止螺栓在以后使用过程中锈蚀，给后期维护带来不必要的麻烦；另一方面二硫化钼具有锁紧作用，防止螺栓松动，滚筒上下连接时要检查连接面，用锉刀或抛光机去除毛刺。

滚筒安装完成后安装滚筒闸盘。闸盘安装前要用稀料进行清洗闸盘表面，再用抛光机清理表面毛刺，分别吊装至滚筒两侧并与闸座使用螺栓进行固定。

（4）提升机液压站与润滑站的安装。液压站与润滑站安装时要注重内部的清洁，安装前先将油箱里的杂物清理干净，然后用白棉布擦干净，最后用汽油进行二次清洗。管路安装时，将管道注入稀盐酸进行除锈，48h后将稀盐酸倒出，并用氧气将油管吹干。

3.电气设备的安装

（1）提升系统电气部分的吊装。设备的起吊点及捆绑点位置要合理。一般情况下，电气设备的包装箱有明确的起吊标识，此时按照起吊标识悬挂钢丝绳或吊装带即可。如果电气设备的包装箱没有明确的起吊标志，吊装前应找到包装箱的重心，并在包装箱两侧等距离布置钢丝绳或吊装带，试吊无问题后方可正常起吊，钢丝绳或吊装带的夹角不能大于60°且包装箱棱角受力处要加圆弧铁件进行防护，防止钢丝绳或吊装带损坏包装箱，进而损坏包装箱内部电气设备。

当使用厚壁管移动柜体时，管壁厚度必须大于6mm，且管壁包裹多层塑料布，防止损坏设备壳体，管道必须比运输设备或柜体长至少1/5。如需改变方向，则应将管道倾斜摆放在运输设备前方。

（2）电缆的安装。不同种类的电缆应分别敷设在不同层上，由上而下依次：U＜65V的控制电缆与65V≤U≤3.3kV的控制电缆均位于第一层，但要分开敷设；220V≤U≤1kV的动力电缆位于第二层；1kV＜U≤3.3kV的主传动动力电缆位于第三层；U≤10kV的动力电缆位于第四层；电缆桥架空间有限，控制电缆与低压电力电缆也可以在同层敷设，敷设时控制电缆与低压电力电缆的间距不小于150mm，以免影响控制电缆工作时信号传输错误造成事故，提升机电机一般功率较大，因而电机主回路多选用单芯动力电缆，提升机房内为了环境整洁多采用桥架承接电缆，电缆短路会产生强大的电动力现象。这就要求选用的电缆桥架有足够强度，并且电缆桥架固定要可靠，单芯电缆可采用水平型布置或品字型布置，但考虑到提升机房电缆布置的紧凑型多采用品字形（也叫“三叶形”）布置，但无论使用哪种方式布置电缆，布置的电缆都必须分段绑扎，绑扎的距离不得大于电动力影响距离，电缆进入盘柜应排列整齐，固定可靠。

接地系统与防雷共用一套接地系统。接地电阻应不大于1Ω。若不满足要求，应补打接地极。接地极规格为50mm×5mm的镀锌扁钢，设备与设备之间增加70mm2软铜线作为接地线连接。室内接地线主干线沿电缆桥架敷设，电缆桥架与接地线应有可靠电气连接，所有带电设备的外壳与框架均要可靠接地。接地干线与设备接地母线或接地端子之间采用软铜线相连[2]。

4.设备调试

(1)机械电控系统调试

①挂绳前调试。主要工作内容有：高压系统的耐压、过流、速断实验；变压器的耐压试验、变比检查；电机的绝缘阻值测量；低压配电系统的电缆接线校验、通讯测试；提升机试送电；冷却风机控制柜、工艺控制柜、闸控柜、变频器柜程序调试；内外水冷系统试运行；提升机速度、位置编码器粗调等。

②挂绳后调试。主要工作内容有：井筒开关（同步开关、过卷开关、到位开关）的安装与调试，速度与位置编码器的精调；闸控系统的的优化试验；提升机手动方式与自动方式运行的精调；井筒信号与操车系统的联合调试；提升机闭环控制的优化；最后进行提升机的带载调试。

(2)性能的测试

①提升系统测试方法。提升机的速度及加速度、减速速度的测试，这是通过现场测试用转速传感器测得的数据获得的。具体操作方法：测试人员手持转速表，转速表的摩擦轮与提升机的闸盘外沿接触，测试开始时提升机运行时测试仪跟踪记录提升机运行速度并存储，提升机运行结束后，可根据测试仪记录的数据直接读出提升机运行速度，绘制出提升机的运行曲线，通过绘制的提升机运行曲线可以得出提升机加减速度。

空洞时间的测试方法：在打开安全闸的情况下向闸垫上黏锡箔纸，测试仪上两个专用接头，其中一个接在锡箔纸处，另一个接制动盘处,接好后进行测试。当测试空洞时间时，可用计时器作为计时开始信号，此时合上安全闸开关量信号导通，计时结束，计时器测得时间值就是闸瓦的空洞时间。

闸瓦间隙测量最简单易行的办法是使用塞尺测量，具体的实施办法是将安全闸打开并使用塞尺在闸盘与闸垫间不同位置进行多次测量，记录下所有测量值，计算所有测量值的平均值即为闸瓦间隙值。

闸瓦的正压力测试最简单易行的办法：提升机停止状态下分别测量每个制动单元或者抽取测量多个制动单元的制动力，取其平均值，即为制动单元的平均制动力。这样一来，就可得到闸控系统的的制动力，现场操作方法为将所要测量的制动单元的油路阀门关闭，所要合格的吊具通过拉力计与闸盘连接，并且吊具与提升机房检修用行车的吊挂相连，打开提升机安全闸，开的行车向上吊起，当闸盘有旋转趋势或者在闸盘旋转瞬间拉力计的读数，即为该制动单元制动力，逐一测量便可得出闸控系统制动力，闸垫与闸盘的摩擦系数是已知的，通过计算便可得出闸瓦的正压力。

以上的测试方法虽然简单易行，不需要太多的测量工具，但测量过程费时费力严重影响生产，并且测量结果误差较大，对测量人员的素质要求也较高。随着科学技术的发展，新的测量方法及测量工具不断更新，余吾煤业公司中央区主副井及南风井副井共安装五套四绳落地摩擦式提升机（均为进口产品），提升机安装完成后，外方工程师首先要对提升机性能进行自检，自检过程非常简单，进口提升机每个闸控单元上都安装有专用的快速接口，其所用的检测工具可以很方便与快速接口连接，并及时与闸控单元的油路连通，其检测工具内置的芯片可通过监测闸控单元的油压压力变化及油的通断时间等数据进行分析得出所需要的测试数据和曲线，并且该测量工具具有打印功能，整个测量过程在30min内可完成，安装工程完工后第三方进行了提升机的性能检测，最终证明外方工程师的自检是完全合格的因而随着科技的发展尤其是网络技术的发展，我们必须改变自己传统的思维和方式，更应向着检测数据的实时监控发展，随时掌握设备运行状况，保障设备安全稳定运行。

②提升机性能测试的数据处理。根据煤矿机电设备完好标准规定：制动轮的椭圆度不得大于1mm；正在使用中的制动盘偏摆量不得大于1mm；新安装的制动盘其偏摆度不得大于0.5mm；否则应根据要求制动盘进行车削研磨。当制动盘偏摆度符合要求时再看测得的闸瓦空洞时间是否符合要求。

根据《煤矿安全规程》第四百二十六条的规定：“保险闸（或保险闸第一级）的空洞时间（由保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的时间），盘式制动闸不得超过0.3s，盘式制动器的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。”以此查看各保险闸是否符合要求。如果达不到要求，则需更换闸瓦。

在处理贴闸压力和制动力矩的测量值时，可根据贴闸油压测试中测得的贴闸压力判断闸瓦是否有弹簧疲劳现象。

制动力矩，应满足3倍静力矩的要求，如不符合则应对闸瓦进行车削或打磨处理[3]。

5.结语

煤矿提升机设备的安装关系到煤矿企业的生产建设，提升机设备的安装人员的素质、安装管理人员的管理水平、安装工艺、安装现场使用的工器具等方方面面都与安装质量密切相关,而且提升机安装后的性能测试也至关重要,关系到提升系统安装完成后的安全稳定运行,现场负责安装的技术人员应认真负责、监督到位。因此，煤矿企业在安装设备时要加强安装质量管理，根据现场实际情况改进安装工艺，提高安装人员素质，确保安装工作能够顺利完成。