矿山机械 (9)

第七章 矿井提升机的制动装置
上次课内容回顾及本次课内容引出：（5分钟）
1、矿井提升机的组成
2、深度指示器的结构和作用
第七章 矿井提升机的制动装置
第三节 提升机天轮
一、安装在井架上，作支撑、引导钢丝绳转向用。

大直径的采用装配方法，小直径的采用铸造方法
天轮的选择： 地面天轮直径 60t D d ≥ 90θ≤
且 1200t D ≥δ
井下天轮直径 60t D d ≥ 90θ≥
40t D d ≥ 90θ≤
且 900t D ≥δ
3提升机和天轮的选择
1）提升机卷筒直径
8080403200mm 12001200 2.63120mm D d D ≥=⨯=⎧⎨≥δ=⨯=⎩
• 卷筒直径D =3.5m ，卷筒宽度B =1.7m ，许用最大静张力F jm=170kN ，最大静张力差F jc=115kN,变位重量G jc=297kN ，减速器输出最大动扭矩M nm=300kN ，两卷筒间隙a =140mm ，两卷筒中心距S =1870mm 。

2）实际需要卷筒的容绳宽度
• ()()304843033340321403.5H B d B D ++⎛⎫⎛⎫'=++=++=> ⎪ ⎪ππ⨯⎝⎭⎝⎭
因而要考虑双层缠绕
3）计算实际缠绕层数
• ()()1303414843034403 1.361700 3.5c H n d B D ⎡⎤+⎛⎫=+++ε ⎪⎢⎥π⎝⎭⎣⎦
⎡⎤+⎛⎫=+++= ⎪⎢⎥π⨯⎝⎭⎣⎦
• 按照《煤矿安全规程》箕斗提升许可缠绕两层。

4）钢丝绳最大静张力校核
600005000057.17484
137700170000jm z F Q Q pH =++=++⨯=<
5）钢丝绳最大静张力差校核
80t D d
≥90θ≥
6000057.17484
87670115000
jc F Q pH =+=+⨯=< 由4）5）项校核可知所选提
升机强度可以满足要求。

矿井提升机的制动装置
一、制动装置的组成及种类
提升机制动系统是提升机重要组成部分，它直接关系到提升机设备得安全运行，它由制动器（闸）和传动装置组成。

制动器直接作用到制动力矩的机构、传动装置是控制并调节制动力矩的机构。

制动器按其结构可分为块闸(角移式和平移式)和盘问；传动装置按传动能源可分为液压、气动及弹簧等。

二、制动装置的作用
（1）在提升终了或提升机不工作时，可靠的闸住提升机——停车制动；
（2）减速阶段参与提升机的速度控制——工作制动；
（3）作为安全机构，发生紧急事故时，进行安全制动，对提升系统进行保护——紧急制动；
（4）双卷筒提升机动作调绳离合器时，应能闸住活卷筒，动作死卷筒。

《煤矿安全规程》对制动力矩的规定.
①对于立井或倾角大于30。

的斜井最大制动力矩不得小于提升或下放最大静负力矩的3倍；
②对于双滚筒提升机．为了使离合器打开时能制动住游动滚筒、制动器在一个滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒悬挂提升容器和钢丝绳重力所产生的力矩的
1.2倍；
③在同一制动力矩作用下,安全制动时，上提及下放货载。

其减速度是不同的。

在立井和倾斜巷道中使用的提升机，安全制动时，全部机械的减速度必须符合下表的规定；
④对于摩擦式提升机工作制动或安全制动的减速度、不得超过钢丝绳的滑动极限。

即不引起钢绳打滑；
⑤安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现，制动器的空动时间(由安全保护回路断电时起到闸瓦接触到闸轮上的时间)气压块闸不得超过0.5秒．液压块闸不得超过0.6秒，盘式制动器不得超过0.3秒。

二、块闸制动系统
1 块闸制动装置
块闸有角移式和平移式两种。

角移式如图9—29所示，前制动梁2和后制动梁7是钢焊接结构件，它们经三角杠杆5，拉杆4彼此相连接．以木质或石棉塑料压制的闸瓦6固定于前、后制动梁上．利用拉杆4左端的螺母8来调节闸瓦与制动轮间的间隙。

顶丝用来支撑调整前制动梁，以保证制动轮两侧的松间间隙相同。

制动时，三角杠杆5按逆时针方向转动。

推动前制动梁2并经拉杆4带动后制动梁7绕各自轴转动，使两个闸瓦压向制动轮产生制动。

当三角杠杆按顺时针方向转动时松闸。

平移式制动器如图9—30所示。

制动梁10用铰接轴同立校7相连后，其下端安设一个三角杠杆6度柱7又用铰接轴支承在混凝土地基上。

前、后制动梁用横拉杆11彼此上、下连接起来，通过制动立杆4、制动杠杆8，受工作制动气缸3或安全制动气缸2的控制，工作制动气缸充气时抱闸，诽气时松闸；安全制动气缸与工作制动气缸相反．即充气时讼间，排气时抱闸。

当工作制动气缸充气或安全制动气缸排气时，都可使制动立扦4向上运动，通过三组三角杠杆6，上、下拉杆11和可调节拉杆12等，驱动前后制动梁10而带动闸瓦13压向制动轮14产生制动作用；反之，若工作制动气缸排气或安全制动气缸充气，都会使立杆4向下运动，从而实现提升机的松闸。

这种制动器前后制动梁的动作是近似平移的．前制动梁10受立柱7和辅助立柱5的支承．形成四连杆机构。

当辅助立住5和立柱7接近垂直位置时(别动梁的位移仅达到2mm左右)，基本上可以保证前制动梁的平移性。

但是，后制动梁由于仅由立柱7支承，它的平移性并不是在所有情况下部能保证。

顶丝9的作用是保证间瓦两侧间隙相同。

平移式制动器和角移式制动器相比、其优点是：闸瓦压力及磨损比较均匀。

其缺点是：结构比较复杂，安装时调整比较困难。

二、盘式制动系统
1．盘式制动器
盘式制动器与块闸不同，它的闸瓦沿轴向而不是沿径向作用在制动盘上，为使制动盘不承受附加的轴向载荷和不使主轴承受轴向力，盘式制动器都成对使用，制动盘两面的作用力基本平衡，一一对称．每一提升机可按其工作条件选择所需的副数，其数目可达六副或更多。

型盘式制动器，制动器安装在机架上、它依靠碟形弹簧1的作用力，把闸瓦2压向制动盘，如同夹住制动盘一样。

松闸时将压力油通入A腔，使弹簧被压缩。

调整螺母3是用来调整闸瓦与制动盘之间的间隙。

连接螺栓4把几个零件连接在一起。

它是把蝶形弹簧放在靠近闸瓦的一端，而把液压缸部分放在后面，目的是为了避免油渗漏时污染闸瓦．降低摩擦系数。

当液压缸中存有空气时，由于空气的可压缩性将延缓压力上升时间，从而使开闸时间延长,因此当第一次向制动液压缸充油，或者混在油液中的空气积存于液压缸时，需拧开放气塞。

2、液压站
液压站是盘式制动器的驱动机构，其作用为：
(1)工作制动时，根据所需制动力矩，调节工作油压
(2)安全制动时，迅速回油．并实现二级制动；
(3)调绳或更换水平时．控制游动滚筒和固定滚简上的制动器单独动作。

电液调压装置是液压站中的关键部件．如图9—33所示。

它是由溢流阀和喷嘴挡板系统组成，它有两个作用：①定压作用。

即限定最大工作油压P x。

整定定压的方法是用手将电液调压装置的控制杆5向下压．同时将它的调节手轮慢慢拧紧，直到压力表上达到尺值为止，用背帽锁紧调节螺母。

此时，通过定压弹簧8及锥体
10的作用，将系统的压力限定在P x内，如果D腔的压力超过P x值时．压力油从锥阀座中顶出．并从阀芯中部回油孔流入油箱以保持不超过入值。

②调压作用。

使工作油压在Px范围内变化可调。

油泵产生的压力油，由K管进入C腔，并通过滤油器14和节流阀13进入G、D腔，滑阀12受C腔、D腔及辅助弹簧11的咋用，以一定的开口度，处于暂时平衡状态。

如果D腔压力小于C腔．滑阀上移，开口度加大，流入油箱的流量加大．于是K 管处压力下降，C腔压力也相应下降，滑阀又向下移动，开口度减小．压力上升．C 腔内压力也上升，滑阀处于新的平衡状态。

这样、滑阀跟随D腔内压力的变化，经常上下运动，处于动平衡状态。

腔内的压力变化由电液调压装置中可动线圈3输入电流的大小来决定．可自动或手动控制。

从图中可以看到，控制杆5挂在十字弹笛2上．在控制杆上固定一个可动线图3．当线圈通入直流电后，线圈在永久磁铁4的作用下．产生向下的位移，在输入电流达到最大值时(本系统为250mA)控制杆下部的挡板把喷嘴6的油孔全部盖住．此时G腔内的压力达到最大值。

若电流减小，控制杆就上移一定炬离，G腔内的油压也就相应地下降。

当控制杆离开喷嘴的距离达到最大限度时，控制油就自由地经过喷嘴沉入油箱，G腔内的压力降到最小值。

因为G腔与D腔相连通，所以o腔压力随之改变，综上所述．手动控制调压原理和过程如图
液压站如图9—35所示。

由电动机1、油泵2、网式滤油器、纸质滤油器3、电液调压装置4等组成两旁油路系统，一套工作、一套备用。

正常工作时，G3、G3＇、G4通电。

G1、G2、G5断电，液压油经B、A两管分别进入左、右滚筒上的制动器．并通过电液调压装置来控制其工作制动油压。

安全制动时，G1、G2、G3、G3＇全部断电．与A管相连的制动液压缸中的油经G3阀迅速回油池，即该部分闸的制动力全部加到制动盘上；另一路液压油经减压阀6、单向阀9、蓄压器8、溢流阀7使B管内油压力控制在一定值，即与B管相连的闸仅施加一部分制动力。

A管相连闸的全部制动力及与B管相连闸的这一部分制动力为一级制动G4，延时断电，G5延时通电，此时与置管相连制动器中的剩余压力油全部回油箱、另一部分制动力也加到制动盘上，为二级制动。

当提升容器接近井口进行安全制动时，G4不经延时而直接断电，使油经B管迅速回油池。

电磁阀G1、G2是为调绳油缸而设置的。