制动失效分析1new

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1、4.1　盘形制动系统故障分析提升机故障包括很多方面，有机械松动、主轴故障、制动系统故障等，但最主要的是制动系统故障，它是最后一道也是最关键的安全保障装置，制动装置的可靠性直接关系到提升机的安全运行，故以下只对提升机制动系统故障进行分析。目前提升机发生的事故大部分与制动系统有关，如断绳、过卷、墩罐、滑动等，主要体现在两方面：一方面在提升终了或提升机不工作时不能可靠地闸住提提升机；另一方面在减速阶段不能参与提升机的速度控制和发生紧急事故时不能进行安全制动[7]。从矿井生产来看，提升机素有“矿井咽喉”之称，一旦发生事故

2、将引起停产甚至人员伤亡，因而有必要对其盘形闸制动失效进行分析，以便采取相应措施。4.1.1制动系统主要测试内容及要求《煤矿机电设备完好标准》规定盘形闸制动系统瓦间隙一般为1~1.5mm，最大不得超过2mm；安全制动时空动时间不得0.3s；竖井提升时无论工作闸或保险闸工作时其制动力矩不得小于最大静负荷力矩的3倍；调绳时作用到单滚筒上的制动力矩不得小于该滚筒所悬吊负荷力矩的1.2倍；正在使用中的制动盘偏摆量≤1mm，新安装的制动盘偏摆量≤0.5mm；对于安全制动减速度，上升提重载时，下放重载时。其它还包括“液压站性能

3、”、“闸瓦磨损及与制动盘接触情况”、“主轴窜动量”等。4.1.2引起盘形闸制动失效的因素（1）制动力矩不足制动力矩可用下式表示[5、7]：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4－1）式中：－每个闸瓦作用于制动盘上的正压力，N；－闸瓦与制动盘之间的摩擦系数；－制动盘平均摩擦半径，m；－制动盘闸上的个数。从上式可以看出，一台液压防爆提升机设计安装好后，其制动盘摩擦半径和闸瓦个数是确定的，因而制动力矩主要与作用在制动盘上的正压力和闸瓦与制动盘之间的摩擦系数有关，而正压力可用下式表示：　　　　　　　　　　　　

4、　　　　　　　（4－2）式中：－碟形弹簧的刚度，N/m；－弹簧在制动器无液压油时的预压量，m；－盘形闸中活塞运动阻力，N；－盘形闸中残压，Pa；－盘形闸中油缸面积，m2。由公式可见，影响制动力矩的主要因素有弹簧的预压量、闸瓦间隙、碟形弹簧的刚度、活塞运动阻力、盘形闸中的残压、闸瓦与制动盘之间的摩擦系数等，现分析如下：①弹簧预压量和闸瓦间隙　　弹簧预压量直接决定着闸瓦作用于制动盘上正压力的大小，制动器在运行一段时间后，闸瓦由于磨损将使得闸瓦间隙变大，碟形弹簧预压量将随着闸瓦间隙的增大而减小，制动力也随之减小。因此，

5、闸瓦磨损的本质是弹簧预压量减小，并通过闸瓦间隙反映出来，闸瓦间隙将决定制动力矩的大小。②碟形弹簧刚度和寿命施加于制动盘上的正压力是依靠碟形弹簧储积的压力势能产生的。碟形弹簧在频繁使用中由于金属的疲劳现象引起使用应力即刚度急剧下降，致使制动力有较大的变化。由于盘形闸中碟形弹簧数量较多，一旦有一片碟形弹簧损坏，将会使整个制动器失去制动力。因此碟形弹簧是影响盘形闸能否正常工作的重要因素。据设计资料介绍，JTY液压防爆提升机的双盘形闸弹簧的使用寿命是按5×105循环次数设计的。在使用中应当根据实际情况确定弹簧的使用寿命。

6、可按下式计算：　　　　　　　　　　　　　　　（4－3）式中：－每年工作时间数，单位小时(h)；　　　－每小时提升次数；　－每提升一次松闸次数。①运动阻力由于盘形闸在制动过程中，活塞与液压缸之间、筒体与制动器之间的摩擦以及卡缸等原因使得运动阻力比理论值大，在其它影响因素不变的情况下，运动阻力的增大将导致制动力矩的降低，若出现卡缸将使盘形闸制动完全失效。②工作腔残压如果油质差或被污染等因素使油路不畅或堵塞，将出现制动器中油液不能完全回到油箱，从而使制动器工作腔内的残压较大。由于盘形闸是靠油液压力松闸和碟形弹簧力制动的

7、，残压的增大将使制动力矩降低。若出现油路堵塞，制动器中的油液不能回油，使碟形弹簧储存的能量无法释放，从而导致盘形闸制动失效。③闸瓦摩擦系数闸瓦摩擦系数通常认为是一个常数，实际上不同的提升速度、温升、正压力对摩擦系数有不同的影响，另外闸瓦和制动盘若被污染或闸瓦材质差及闸瓦过热，则摩擦系数将大降低，严重时将会使制动失效。④制动盘偏摆度制动力矩不足正压力不足接触面不够摩擦系数下降弹簧故障卡缸液压站故障闸盘污染闸瓦过热疲劳断裂残压高电磁阀芯卡阻由于制动盘本身误差、安装误差、主轴轴向游隙及支撑系统误差，制动盘存在偏摆，使几

8、副闸不能同时作用或在一副闸中单面先接触。制动盘偏摆度过大，使闸瓦与制动盘不能很好地贴合且接触面积减小，并使闸瓦间隙不均匀，造成制动力不稳定并加剧提升机滚筒轴向受力，从而造成提升机运行不稳定和疲劳损坏，同时加剧制动器内碟形弹簧的疲劳。反之，制动力的不稳定和轴向力又加剧制动盘的变形，使其偏摆度加大，可见制动盘偏摆度将影响到制动力矩。图4－1　制动力矩不足故障原因网络图综上所述