矿井提升机液压制动系统
矿井运输提升之提升机的制动系统
提升机制动系统概述制动装置由制动器和传动机构组成。
制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分。
按结构分为：盘式闸和块式闸。
传动机构是控制和调节制动力矩的部分。
按动力来源分为：油压、气压、弹簧等。
一、制动系统的作用：⑴在提升终了或停机时，能可靠地闸住提升机的滚筒或摩擦轮，即正常停车；⑵在减速阶段及下放重物时，控制提升容器的运行速度，即工作制动；⑶当提升机发生紧急事故时，能迅速且合乎要求地自动闸住提升机，保护提升系统；即安全制动⑷双滚筒提升机在更换提升水平、更换钢丝绳或调绳时，能闸住游动滚筒。
二、对制动系统的要求(1)提升机工作制动或安全制动产生的最大制动力矩不得小于提升或下放最大静负荷力矩的3倍；(2)对于双滚筒提升机在调整滚筒旋转的相对位置时，制动装置在各滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒悬挂提升容器和钢丝绳重力所产生的静力矩的1．2倍；(3)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，即不引起钢丝绳打滑；(4)在立井和倾角大于30°以上的斜井，提升机安全制动时，全部机械的减速度在下放重载时不得小于1.5m/s 2;在上提重载时不得大于5m/s 2。
井筒倾角小于30°时，下放重载时安全制动减速度不得小于0.75m/s 2，上提重载时安全制动减速度不得大于自然减速度（由井筒倾角计算得出）。
为什么同一个安全制动力矩，在《煤矿安全规程》中对上提重载和下放重载规定了不同的安全制动减速度限值呢?静阻力矩和制动力矩的方向是否一致(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(由安全制动开始动作起至闸瓦刚刚接触到制动轮上的一段无效时间)气压块闸不得超过0.5s ，液压块闸不得超过0.6s ，盘式闸制动器不得超过0.3s 。
为什么规定制动力矩的大小呢？若制动力矩过小，产生的减速度太小，使本来立即停车能防止的事故，由于停车时间太长而造成事故；若制动力矩太大，产生的制动减速度过大，就会出现过大的动负荷，这对提升系统很不利，会影响机械的使用寿命。
矿井提升机液压制动系统讲义全
振幅
油压上升和下降对应同一控制电流I(电压U)时的油压值之差不得大于下表的规定
设计压力Pmax 油压差值
6.3 ≤0.3
14 ≤0.4
21 ≤0.6
未接入盘形制动器时，在(0.2~0.8) Pmax区间，油压跟随电流(电压)的时间常数应符合 下表规定。
设计压力Pmax 时间常数(s) 6.3 ≤0.1 14 ≤0.15 21
确定的，故应在保证承载能力的条件下，选择合适的介质粘度，工作介质的粘度太大，系统 的压力损失大，效率降低，而且泵的吸油状况恶化，容易产生空穴和气蚀作用，使泵产生噪 声并运转困难， 粘度太小，则系统泄露太多，容积损失增加，系统效率降低，此外，季节改 变，以及机器在启动前后和正常运转的过程中，工作介质的温度会发生变化，因此，为了使 液压系统能够正常和稳定的工作，要求工作介质的粘度随温度变化要小。 b.润滑性良好，工作介质对液压系统中的各运动起润滑作用，以降低摩擦和减少磨损，保证 系统能够长时间正常工作。 c.抗氧化性好，工作介质与空气接触会产生氧化变质，高温、高压和某些物质会加速氧化过 程，因此，要求工作介质具有良好的抗氧化性。 d.清洁度，工作介质中的机械杂质会堵塞液压元件通路，引起系统故障，机械杂质又会使液 压元件加速磨损，影响设备正常工作，加大生产成本。 2.管流及其压力损失 压力损失，它关系到确定系统的供油压力，允许流速，管边的布置和尺寸等，同时压力损 失转变为热能，使流体温度升高，粘度变小，泄露增大，所以我们在安装管边时尽量减小管 边中的压力损失。
第二讲 提升机液压站分类及优缺点比较 一、提升机液压站分类
中低压液压站(TH118；TH119；TH102；TH104；TH112；TH113) 按工作压力划分 中高压液压站(TH114；TH115) 恒力矩（二级制动）液压站 按工作功能划分 恒减速液压站(TH123；TH129；TH129A) 电气延时液压站 按延时方式划分 液压延时液压站 单机双泵单站(TH118；TH119；TH102；TH104) 按结构形式划分 单机单泵双站(TH114；TH115 ；TH123；TH129； TH129A)
矿井提升机液压制动系统
本研究仅针对矿井提升机液压制动系统进行了理论分析和模拟仿真，尚未进行实际现场试验验证。
对制动系统中的摩擦磨损和液压控制元件的可靠性研究不够充分。
需要进一步研究矿井提升机液压制动系统的能效问题，提高制动系统的能源利用效率。
矿井提升机液压制动系统的发展趋势和前景
未来矿井提升机液压制动系统将朝着更加高效、安全、稳定的方向发展。
解决方法
实验和现场应用中遇到的问题及解决方法
07
结数匹配，可实现高效、安全、稳定的制动。
采用先进的液压控制技术，制动系统对负载的适应性较强，可满足不同工况下的制动需求。
矿井提升机液压制动系统具有较为理想的制动性能和稳定性。
研究不足之处和需要进一步研究的问题
组成和工作原理
在提升机正常运行时，液压泵处于工作状态，将液体压力传递到油缸中，使制动器处于松开状态；当需要减速或停止时，控制阀进行调整，液体压力传递到制动器中，使制动器处于制动状态；当需要安全制动时，传感器检测到异常情况并触发紧急制动器，液体压力迅速升高，使制动器迅速制动，避免事故的发生。
工作过程
液压泵站的设计
液压泵站的组成
根据系统需求选择定量泵或变量泵，并考虑其效率和噪声水平。
液压泵的选择
根据液压泵的功率需求，选择合适的电动机类型和功率。
电动机的选择
制动器的组成
制动器的类型
制动力的计算与调整
液压制动器的设计
油管的选择
根据液压油的特性和工作压力，选择合适的油管类型和规格。
油管路的组成
油管、接头、阀门等组成，要求连接可靠、流通顺畅。
效果分析方法
采用对比分析法，设定不同应用条件和应用场景，对比分析应用前后的效果，评估系统的性能提升和应用价值。
矿井提升机制动系统分解
二、制动系统的类型
制动系统中按制动器的机构形式分为块闸（角移 式或平移式）和盘闸两种； 按传动装置中传动介质的不同分为液压、气动和 弹簧三种。 注意：提升机的制动闸是提升系统的一个最重要 的关键部件，其制动力的大小和闸瓦间隙的调整 都有严格的规定，需要专业人员利用专门的工具 和检测方法进行调整，因此严禁提升机司机擅自 调整制动闸，以防止闸瓦间隙过大或过小造成重 大事故的发生。
三、制动装置的有关规定（二）
《煤矿安全规程》第429条规定：保险闸必须采 用配重式或弹簧式的制动装置，除可由司机操纵 外，还必须能自动抱闸，并同时自动切断提升装 置电源。 常用闸必须采用可调节的机械制动装置。 保险闸或保险闸第一级由保护回路断电时起至闸 瓦接触到闸轮上的空动时间：压缩空气驱动闸瓦 式制动闸不得超过0.5s，储能液压驱动闸瓦式制 动闸不得超过0.6s，盘式制动闸不得超过0.3s。 盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于 2mm。保险闸施闸时，杠杆和闸瓦不得发生显著 的弹性摆动。
八、盘式制动闸的工作原理
盘式制动闸的工作原理见图6 盘式制动器见图7 液压站见图8
七、安全保护装置
《煤矿安全规程》第427条规定：提升机 必须具有以下九种安全保护装置： 防止过卷装置、防止过速装置、过负荷和 欠电压保护装置、限速装置、深度指示器 失效保护装置、闸间隙保护装置、松绳保 护装置、满仓保护装置、减速功能保护装 置
矿井提升机制动系统
霍州煤电集团团柏矿
前 言
制动系统是矿井提升机的重要组成部分， 制动系统的可靠性直接影响矿井提升设备 的安全运转。它由制动器和传动机构组成， 是依靠直接作用于制动轮或制动盘上的制 动力矩来进行控制并调节制动力的机构。
矿井提升机液压站制动油压计算及维护技术指引
提升机液压制动系统油压整定计算及维护技术指引（试行）主编部门：中煤第设机电管理部批准单位：中煤第设施行日期：2015年3月25日目次1 围 (1)2 规性引用文件 (1)3 技术术语 (1)4 液压站及盘形制动器简介 (2)4.1液压站 (2)4.2盘形制动器 (5)5 制动油压值计算及整定 (6)5.1单钩提升 (6)5.2双钩提升 (10)6 安装及调试要点 (12)6.1制动盘 (12)6.2盘形制动器 (12)6.3液压站及管路 (13)7 调绳操作要点 (13)8 日常维护要点 (14)提升机液压制动系统油压整定计算及维护技术指引1 围本指引对公司围在用提升机液压站进行分析综述，进一步规制动油压计算，对提升机液压站及制动系统日常维护提出具体要求。
本指引适用于公司围所有在用提升机。
2 规性引用文件煤矿安全规程2011版煤矿建设安全规（AQ 1083—2011）矿井提升设备(煤矿工业玉蓉周法孔主编)矿山大型固定设备技术测试（中国矿业大学于修等主编）煤矿用单绳缠绕式矿井提升机安全检验规AQ 1035—2007矿井提升机和矿用提升绞车盘形制动器JB 8519—1997立井井筒施工标准（试行）QB/LJSG002-2011斜井井筒施工标准（试行）QB/XJSG006-2012巷道及硐室施工标准（试行）QB/HDDSSG007-2012矿井提升机说明书矿井提升机液压站说明书3 技术术语3.1 单（双）钩提升单（双）提升容器或串车（作上、下交替）提升的方式。
3.2 多水平提升一台矿井提升设备同时用于一个以上开采水平的提升方式。
3.3 出绳角钢丝绳绳弦与水平面之间的夹角。
3.4 钢丝绳安全系数钢丝绳所有合格钢丝的破断拉力总和与其所承受的最大静拉力（包括绳端载荷和钢丝绳自重）之比。
3.5 钢丝绳弦长提升钢丝绳在卷筒与天轮公切线上两切点之间的距离。
3.6 错绳圈卷筒上做多层缠绕式，留作定期错动钢丝绳接触相对位置的绳圈。
主井提升机ST3-F型液压制动系统的应用
１ ２ ３
行， 因此在 ２ ０ １ ３年对原制动 系统进行 了改造 ， 从德 国西 马格
台功 率为 ２ ５ ０ ０ ｋ Ｗ 的直 流电动机 拖动 ， 制 动器为 盘闸液 压 制动器。 由于使用年限久 ， 制 动系统 盘式制 动器 、 Ｓ 电控 装 置及 液压阀等老 化严 重 ， 已严 重危 胁 到 了提 升机 的安 全 运
车， 由此 在一道工序 内完 成清 渣 、 除锈工 作 。工作 时将 大 中
小车将渣滓等废弃物转至可 回收物存储 箱 ， 可完成 １ ０ ０ ％ 的
废 物再利用 ， 避免 了喷砂机等 除锈 时的额外分离工作 。该 设 备可以应 用于火焰切割 下料 、 火焰切 割坡 口坡 口加 工 、 锻 造
等各 种 热 加 工 后 处 理 工 序 ， 它 实 现 了在 一 道 工 序 中 完 成 清
时， 在 １ ０ ａ ｒ ｉ ｎ内能够手动切换到另一套备 用 电控 系统上 ， 保 证矿井生产的连续性 。为进一步确 保提升 机安全 平衡地 运 行， 通过对钱矿提升 系统有关 参数 的分 析和计 算 ， 如果再 增 加一 台 Ｓ Ｔ ３ ． Ｄ型系统 （ 既有 恒减速 制 动又有 恒力 矩制 动 ） ，
钱家营煤矿主井提升机为 ４绳落地式摩擦 轮提升机 ， 滚
筒 直 径 为 ． ５ ｍ， 提 升载荷 ３ ２ ｔ ， 最大静 张力 ９ ６ １ ｋ Ｎ， 由 两
料放入滚筒 ， 待开启 电动机 ， 通过物料在滚筒 内互相 刮擦 ， 碰
撞 实现清渣 、 除锈工作。设备工作过程 中可 以定 时操 作无人 值守， 待＿ ＿ ［ 作 时间到达清渣工作结束后打开封板 落料 人转运
E141A液压制动系统的原理及应用
ｉｇＩ ｄ ｓｒ ． ， ｄ ｎ ｎ ｕ ｔ ｙ Ｃｏ Ｌｔ ．，ｔ ｅ ａ ｔ ｏ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ａ ｆａ ｈ ｅ ｉｇ ｂ ａ ｎ ｃ ｏ ｄ ｎ Ｏ ｔ ｅ ｇｖ ｎ ｄ ｃ ｌｒ ｔｏ ｈ ｕ ｈ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈｅｗ ｙ ｏ ｃ ｉｖｎ ｒ ｋｉｇ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｉｅ ｅ ｅｅ ａ ｉｎ ｂ ｅ ｕ ａ ｉ ｇ ｔ ｒ ｋｉ ｏ ｑ ｅ ａ ｏ ａ ｉａｌ ｙ ｒ ｇ ｌ ｔｎ ｈｅｂ ａ ｎｇ ｔ ｒ ｕ ｕｔ ｍ ｔｃ ｌｙ，ｗｈ ｃ ａ ｕ ｄ ｍ ｅ ｔ ｌｙ ｉ ｐ ｏ ｅ ｈ ｒ ｋ ｎ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｎ ｉｈ ｈ ｓｆ ｎ ａ ｎ ａｌ ｍ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅｂ ａ ｉ ｇ ｐ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ａ ｄ
提升机 正 常工作 ， 压 站一式两 套 ： 套 工作 ， 套备用 ； 液 一 一
制 动 器 为 盘 形 闸 。该 系 统 所 具 备 的 几 种 制 动 方 式 如 图 Ｉ
其 是 负 载 变 化 较 大 的 副井 提 升 ， 全 制 动 减 速 度 可 能 在 一 安
个 很 大 范 围 内变 化 ， 对 钢 丝 绳 和 提 升 机 显 然 是 不 利 的 。 这 对 于 多 绳 摩 擦 式 提 升 机 来 说 ， 大 的 减 速 度 可 能 导 致 钢 绳 过 滑 动 突 破 防 滑 极 限 ； 于 单 绳 提 升 机 ， 增 加 断 绳 的 危 险 对 则
Ａｏ Ｊｎ ｏ ｇ ｉ ｌ ｎ
（ ｎ ｌ ｎ ｉ ｉ ｇ Ｉ ｄ ｓ ｒ ． ， ｄ ，Ｆｅ Ｃｈ ｎ Ｆｅ ｇ ｏ ｇ Ｍ ｎ ｎ ｎ ｕ ｔｙ Ｃｏ Ｌｔ ． ｎｇ ｅ ｇ，Ｊ ａ ｇ ｉ３ １ ） ｉｎ ｘ ３ ３ １ １
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｂｙ ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅｃ ｓａ ｔｙ ｄ ｃ ｌｒ ｔｄ ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｋ ｙ ｔ ｍ ｆＥ１ Ａ ｏ ｓｅ ｎ Ｆｅ ｇｏ ｇ Ｍ ｉ— ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｏｎ ｔ ｎ ｌ － ｅ ｅｅ ａ ｅ ｄ ａ ｌ ｂ ａ ｅ ｓ ｓｅ ｏ ４１ ｈ ｉｔｒｉ ｎ ｌｎ ｎ ｃ
液压系统比较2
两种提升机恒减速液压制动系统的比较SIEMAG公司和ABB公司是世界上矿用提升设备的两大制造商，其制造的矿井提升机各有特色，而提升机液压制动系统更是体现了各自的设计理念：SIEMAG公司安全至上，ABB公司简洁实用。
本文重点介绍两公司恒减速液压制动系统的工作原理和各自的特点。
一、ABB公司恒减速制动液压控制原理图（一）所示是ABB公司恒减速制动液压系统原理图，工作原理如下：1.松闸：油泵6启动，阀32、37、39带电关闭，阻止阀11、16的回油。
液压油经阀23、19和17向蓄能器12充液，同时液压油通过阀23到达盘形闸油缸，随着压力的升高打开盘形闸。
2.工作制动：当提升容器运行到距离停车位置0.5m时，阀39失电，电液比例阀37电压降低，系统压力降到贴闸压力，提升机在贴闸状态下运行；当提升容器到达停车位置时阀37、32失电，系统压力降到最低（残压），盘形闸制动定位。
3.安全（紧急）制动：当安全回路触发紧急制动指令时，电机31失电，阀32、39、40失电，蓄能器向系统补液，电液比例阀37控制系统压力，实现恒减速制动。
二、SIEMAG公司恒减速制动液压控制原理图（二）所示是SIEMAG公司恒减速制动液压系统原理图，工作原理如下：1.松闸：油泵启动，首先液压油经阀62、60、25.2进入蓄能器47充液，当达到设定压力时阀39带电动作，阀53带电关闭，阀57处于关闭状态，液压油经阀39到达盘形闸，电液比例阀43.1和43.2控制系统压力升高到松闸压力，盘形闸打开，同时液压油经阀39、38、29、25.1向蓄能器24充液。
2.工作制动：根据提升机到位情况，电液比例阀43.1和43.2控制系统压力下降，实现盘形闸制动定位。
3.安全（紧急）制动：当安全回路触发紧急制动指令时，电机3失电，电液比例阀控制系统压力到贴闸压力，阀39失电将盘形闸的油液与油泵断开，阀57带电，蓄能器47经阀25.2、61、伺服换向阀59、阀57向系统补液，这样电液比例阀43.1、43.2和伺服换向阀59相互配合控制系统压力，实现恒减速制动。
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一、 概述
1、 提升机组成
天轮 制动系统 主轴装置
电控系统
一、 概述
多绳摩擦
单绳缠绕
一、 概述
3、 按工作压力划分 液 压 按工作功能划分 站 的 按延时方式划分 分 类
按结构形式划分
中低压液压站（TE130、TE131、TE160、TE161）
中高压液压站（TE150、TE151、E138、E149A） 恒力矩（二级制动）液压站
E141A
中高压 恒减速 液压站
常见液压制动系统
E141A
中高压 恒减速 液压站
二、常见液压制动系统的简介 1、中低压液压站（TE13*)
二、常见液压制动系统的简介
TE130
TE131
TE132
二、常见液压制动系统的简介
典型液压系统特性（JB/T3277-2004）
二、常见液压制动系统的简介
二、常见液压制动系统的简介
• 制动防滑性能好 • 故障率低 • 回路简单 • 采用进口元器件 • 调试容易
• 抗污染能力强 • 维护工作量小 • 外形美观 • 可靠性高
二、常见液压制动系统的简介
绿
黄
色
色
为
为
速
速
度
度
给
实
定
测
曲
曲
线
线
基本说明
蓝色—测速机实测速度曲线 黄色—速度给定速度 红色—油压调整曲线 绿色—安全回路
恒减速液压站（E141A、E142A、DE143） 电气延时液压站
液压延时液压站 单机双泵单站 单机单泵双站 单机双泵双阀组单站
一、 概述
4、 液压制动系统的作用
(1) 静制动力矩 (2) 安全制动 (3) 调绳
一、 概述
5、常用术语
工作制动service braking 安全制动safety braking 恒减速制动constant decelerating braking 恒力矩二级制动（二级制动）
工作制动 井中恒减速安全制动 井中恒力矩二级制动 井口一级安全制动 系统自诊断功能 故障监控功能
盘形制动器
液压系统
控制系统
闸控柜外观
进口测速装置
控制系统
实时动态监控画面
智能检测系统
动态仿真平台
动态仿真平台
计算机仿真 曲线和参数
产品建模 动、静态特性分析
出厂联调 相关试验
专利证书
产品业绩
系统组成
新型盘形制动器 恒减速液压站 恒减速电控柜
系统组成
测速装置
智能闸检测系统
动态仿真软件
基本说明
恒减速制动 备用
恒力矩制动
上提 工况 下放
基本说明
控制 PLC
全方位覆盖
分析
采取措施 安全有效制动
推理
压力 传感器
温度 传感器
阀芯位移 传感器
测速机
编码器
其它检测 元件
基本说明
E143原理图
恒减速电液制动控制 装置是矿井提升机的重 要安全控制部件，它和 盘形制动器共同组成矿 井提升机电液制动系统。
二、常见液压制动系统的简介
恒减速电液制动控制装置具有减速度恒值 闭环自动控制功能。
在安全制动时，可以在各种载荷、各种速 度及各种工况下，使提升系统按照给定的恒定 减速度进行制动。从而提高了制动平稳性和安 全性，提高了钢丝绳防滑极限，对提高矿山咽 喉设备—矿井提升机的安全可靠性，提高生产 效率具有重要意义。
二、常见液压制动系统的简介
二、常见液压制动系统的简介
比例溢流阀是通 过比例控制技术对 溢流阀的先导级进 行调压的压力调节 阀，所调定的压力 能够根据比例电磁 铁输入信号的改变 而线性变化。
二、常见液压制动系统的简介
二、常见液压制动系统的简介
TE160原理图
（1）调压主回路 （2）二级制动回路 （3）一级制动回路 （4）调绳工作回路
二、常见液压制动系统的简介
二、常见液压制动系统的简介 3、中高压液压站（E149A）
• 更新换代产品 • 进口变量泵 • 进口电液比例调压阀 • 单机单泵双站
二、常见液压制动系统的简介
E149A系统原理图 压制动系统的简介
4、恒减速液压站（E141A）
电液调压装置
二、常见液压制动系统的简介
TE130液压原理图 （1）工作制动回路 （2）二级制动回路 （3）调绳工作回路
二、常见液压制动系统的简介 2、中低压液压站（TE16*）
• 更新换代产品 • 进口变量泵 • 进口电液比例调压阀 • 采用插装阀组 • 温度和压力传感器
二、常见液压制动系统的简介
矿井提升机液压制动系统
目录
一、概述 二、常见液压制动系统的简介 三、液压系统油压值的选择 四、液压系统常见故障及排除
一、 概述
矿井提升系统是井工矿山输送设备、产品和 人员的唯一通道，无论是稳定生产或事故抢险它 都是保障安全的咽喉设备； 由于提升系统向大载荷、高速度方向发展， 制动系统的可靠性和制动特性成为矿井提升系统 安全的最终保障。
±15% ±10% Q/HM1162-2010 矿井提升机智能恒减速电液制动系统
基本说明
电气控制方框图
二、常见液压制动系统的简介
E141A系统原理图 （1）调压主回路 （2）恒减速制动回路 （3）二级制动回路 （4）一级制动回路
二、常见液压制动系统的简介
二、常见液压制动系统的简介 5、智能闸控系统
二、常见液压制动系统的简介
1.工作制动 2.井中恒减速安全制动 3.井中恒力矩二级制动 4.井口一级安全制动 5.系统自诊断功能* 6.故障监控功能 *
二、常见液压制动系统的简介
恒减速制动控制 的主要元件，通过 比例电磁铁控制阀 芯的位移，达到精 确控制的目的。
二、常见液压制动系统的简介
• 控制精度较高 • 响应速度快 • 动态性能好 • 双向调节
two-period braking 一级制动one-period braking
常见液压制动系统
TE131
中低压 恒力矩 液压站
常见液压制动系统
TE138
中高压 恒力矩 液压站
常见液压制动系统
E149
中高压 恒力矩 液压站
常见液压制动系统
TE160B
中低压 恒力矩 液压站
常见液压制动系统
三、液压系统油压值的选择
1、正常工作油压Pmax:
Pmax Px Pc
式中： Px :为贴闸皮油压值P贴 Pa
Pc :综合阻力折算成的油压值， 查盘形制动器参数可得。Pa
其中： Px N K FC R A A n μ RCP
三、液压系统油压值的选择
以μ =0.35, Rδ /RCP-=0.9 代入(2)式得