矿井提升机（精选12篇）
矿井提升机 篇1
1多绳摩擦式矿井提升机简介
1.1多绳摩擦式矿井提升机的分类和其结构组成
自矿井提升机发明以来, 随着采矿矿井的深度越来越深, 矿井提升机的应用越来越广泛。其中多绳摩擦式矿井提升机其结构主要分为:交流电机、矿井提升机的制动装置、矿井提升机的深度提升系统以及矿井提升机的速度测速和操纵系统等构成, 其动力来自于与交流或是直流电机。当提升机采用的是低速大扭矩的电动机时, 可以不通过减速系统而直接接入到提升机的动力系统中, 通过将其与承重钢缆的卷筒相连接, 从而达到直接传动的目的, 除了采用上述连接方式外还可以采用将电动机的转子直接装在钢缆卷筒的末端, 直接通过转子进行传动。当提升机的升斗较重时, 一台电机无法工作, 则可以采用将多台电机连接, 从而达到提升的目的。在多绳矿井提升机中, 制动装置是其重要的组成部分, 当矿机提升机丧失动力而需要紧急制动时, 可以通过制动系统来调节制定力矩的液压系统从而达到两级安全制动, 从而达到快速制动且制动较为平稳的效果。而采用交流电动机来作为动力源的多绳提升机, 除了保证以上的制动装置意外, 其还需要具有灵敏的制动力矩的可调性能, 从而达到对于提升机在接近目标位置时运行速度的精确控制。
1.2多绳摩擦式矿井提升机提升工作原理
多绳摩擦式矿井提升机其工作主要是依靠钢丝绳与摩擦轮之间的紧压来进行传动的, 根据其使用的钢丝绳的多少可以分为单绳和多绳, 随着矿井深度的增加和载矿质量的增加, 多绳传动更多的应用于矿井提升机中, 其中多绳摩擦式矿井提升机能够满足大多数的矿井形式。在多绳摩擦式矿井提升机的工作过程中需要将钢丝绳与摩擦轮进行紧密结合, 将钢丝绳的两端均与提升容器相连, 也可以采用一端连接容器而另一端则与配重相连。
2多绳摩擦式矿井提升机的组成部件分析与设计
由于多绳摩擦式矿井提升机是由多个部分组成的, 做好每一个部分的设计并通过对多绳摩擦式矿井提升机的总体安装将其组装起来。
2.1多绳摩擦式矿井提升机各个部分的功能以及构成
多绳摩擦式矿井提升机主要是由:工作结构、制动系统、机械传动系统、提升机保护系统以及提升机的速度观测和操纵系统等组成。其中工作机构主要是指主轴装置和主轴承, 作为搭放提升钢丝绳, 以承受各种正常载荷 (静载荷、动载荷) 以及非常载荷等。而制动系统则主要是由制动液压站, 以及蝶形弹簧等组成, 当提升机停止工作时, 制动系统需要能够紧紧的抱住提升机的传动轴, 确保其不会发生运动。同时当多绳摩擦式矿井提升机靠近停靠点时, 制动系统需要能够控制其运行的速度以便及时的停车。多绳摩擦式矿井提升机的传动系统主要是连接多绳摩擦式矿井提升机的主动力与钢丝绳的卷筒部分, 其主要是由减速箱以及联轴器等部件组成。而多绳摩擦式矿井提升机的观测和操纵系统主要是对提升机电动机的运行速度以及运转方向等进行控制, 当提升机靠近井口 (或井底) 时及时发出减速信号, 而当提升机的下行或上行速度较快时, 需要对运行速度进行控制。对于多绳摩擦式提升机, 能自动调零;测速发电机用于测定机器的实行运行速度。多绳摩擦式矿井提升机的自动保护系统主要是通过对提升机的过速、过卷、闸瓦磨损超限、润滑油超压或欠压、制动油超压或欠压、轴承温升超限、制动油温升超限、电动机过流或欠压等进行测量, 并在发现以上这些测量点任一出现问题后及时发出报警提醒维修或更换, 或是采取紧急制动来对提升机进行保护。多绳摩擦式矿井提升机的其他附件主要是指司机座椅、机座、机架、护栅、挡板、护罩等辅助用具及材料等。
2.2主轴装置设计
2.2.1主轴设计。由于多绳摩擦式提升机工作的特点, 它的主轴装置与缠绕式提升机大不相同。从而, 对主导轮应有静平衡、动平衡的要求, 以保证运转的平稳性。这一点, 对于塔式多绳摩擦式提升机的主导轮尤为重要。多绳摩擦式矿井提升机的主轴装置由主导轮、主轴、两个轴承等组成。主轴用45号钢缎成。轮壳采用普通低合金钢板焊接结构, 钢板厚度为20到30mm。轴承座为铸铁件, 两边的轴承盖盖紧, 防止漏油。
2.2.2摩擦衬垫选择。多绳摩擦轮的传动是一种典型的柔性传动方式。选用衬垫材料时, 需要对其特性进行详细的了解, 同时还需要对摩擦系数可能出现的变化引起足够的重视, 比如:当材料表面具有油、水、煤粉时会对摩擦系数造成一定的影响, 以及随着材料温度的升高致使摩擦系数产生一定的变化。摩擦系数值因测试方法不同而产生的误差。
高摩擦系数的衬垫, 在做好多绳摩擦式矿井提升机传动工作的同时还可以提高提升机的承载能力, 同时对于衬垫摩擦系统的选用需要进行详细的对比, 找出最优的系数, 而不是一味的选用较大的摩擦系统。还应该指出的是:不论用什么方法测定衬垫的摩擦系数, 由于摩擦轮对钢丝绳的比压, 在包角范围内各不相同, 而摩擦系数又与比压有关, 因此, 无论是设计用的, 或是测定的摩擦系数, 都只能看成一个当量的值。
2.2.3微拖动装置。微拖动装置主要由于用于提升机在爬行阶段获得稳定的低速度, 在保证提升容器在卸载点停车位置的准确停车, 另外还可用来检查井筒、钢丝绳、更换钢丝绳, 加工制动盘以及其他需要低速拖动的工作, 微拖速度一般为0.3到0.6m/s。
2.2.4深度指示器选择。多绳摩擦式提升机由于钢丝绳与摩擦轮片非固定连接, 而且钢丝绳在提升过程中不可避免地要产生蠕动, 尤其在当前使用的摩擦衬垫情况下, 还会产生相对滑动, 这就使深度指示器的指针与提升容器在井筒中的位置不对应, 因此多绳摩擦式矿井提升机的深度指示器必须加上补偿的调零装置, 这是与缠绕式提升机不同的地方。
2.2.5车槽装置。在多绳摩擦式提升机使用之前, 需要在摩擦衬垫上车出一定的凹槽, 大小可以使得钢丝绳直接嵌入其中即可, 采用此种方式的目的是为了使钢丝绳能够与摩擦衬垫之间通过三面贴合, 从而增大其与摩擦衬垫之间的接触面积, 增强作用效果。
结束语
本设计主要有矿井提升机主体选型计算, 主要介绍了JKM-2.8/4 (Ⅱ) 型多绳摩擦式矿井提升机, 对其的一些组成部分进行了分析介绍。从经济实用方面考虑, 本设计的JKM-2.8/4 (Ⅱ) 型多绳摩擦式矿井提升机多使用于规模较大的矿井中, 而通过对其进行一定的改进也可以将其应用于中、小型的矿井中。
摘要：矿井提升机是矿井井下和地面的工作机械。本文就是要进一步熟悉多绳摩擦式矿井提升机各部分的工作原理, 对其进行更好的改进, 并对它的提升部分进行细致分析设计, 使其耐用并且省时省力安全性好, 使矿井提升机在工作中能够有更好的经济效益。
关键词：矿井,摩擦,提升机
参考文献
[1]洪晓华.矿井运输提升[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2005, 2, 7.
[2]杜竟贤, 于学谦.矿井运输提升[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1988.
矿井提升机 篇2
1、矿井运输的任务是什么？
答：⑴把工作面采下的煤经由井下巷道及井筒运输提升至地面指定地点
⑵把掘进工作面掘下的矸石经由井下巷道及井筒运输提升至地面矸石山
⑶承担往返运送人员和矿井生产用的设备，材料。矿井运输的特点：1井下运输设备在巷道中工作，由于受井下巷道空间限制，因而运输设备结构应紧凑，尺寸应尽量小。2井下运输环节多，为了适应各种不同工作条件的需求，矿井运输要求有多种类型。3井下运输流动性强，要求井下运输设备要耐腐蚀，耐粉尘，并且具有防爆性能。
运输设计生产力是由矿山产量任务和它的工作制度所决定的单位时间的运输量
运输设备的运输能力是运输设备在单位时间内所能运送的载货量。分为连续运行式和往返运行式。连续运行式运输能力①均匀连续装载时Q=3.6qv（q=Aγ）②载货均匀Q=3.6Aφγv③容器等间距Q=3.6（G/a）v 往返运行式运输量Q=60（ZG/T）生产率Q=KA/T 运行阻力：当矿车沿水平直线钢轨做等速运动时产生以下阻力1轴颈与轴承之间的摩擦力2车轮沿钢轨运行时产生的滚动摩擦阻力3车轮凸缘与钢轨间的摩擦阻力
直线段运行阻力分为①链条滑行F=qLgω②滚轮链运行F=(q+q0)Lgω1③牵引构建在托辊上运行①重载Fzh=（q+qd+q＇g）Lgω＇②空载Fk=（qd+q＇＇g）Lgω＇＇
机车是轨道车辆运输的一种牵引设备，按使用的动力分，有电机车和内燃机车
矿车的基本部件是车箱、车架、轮对、连接器。车箱是矿车装盛物料的箱型容器。车架包括车梁、缓冲器和轴卡。轮对是矿车的走行部分，按结构不同有开式和闭式两种。链接器都是牵引链型，由牵引链、插销和插销座组成。
矿用电机车的机械设备包括车架、轮对、轴承和轴箱、弹簧托架、制动装置、加砂装置、齿轮传动装置及连接缓冲装置等。
列车运行有三种状态1牵引状态2惯性状态3制动状态
列车组成的计算按三个条件进行：电机车的粘着质量；牵引电动机的允许温升；列车的制动条件，结果取最小值。
辅助运输的任务:是在矿井内运送材料、设备和人员的设备。
单轨吊车运输是将材料、设备等通过承载车或起吊梁悬吊在巷道顶部的单轨上，由单轨吊车的牵引机构进行运输的系统。
单轨吊车按牵引方式的不同分为钢丝绳牵引和机车牵引两大类。机车牵引又分为防爆净化柴油机车和蓄电池机车牵引两种。
钢丝绳牵引单轨吊车主要由驱动装置、牵引车、储绳筒、承载车、起吊梁、安全制动车、张紧装置、回绳站、悬吊装置、连接装置、轨道等部分组成。卡轨车系统主要由轨道装置、卡轨车车辆及牵引控制设备三部分组成。
矿用提升钢丝绳都是丝-股-绳结构 分类：依绳股在绳中的捻向分：左捻钢丝绳 右捻钢丝绳依钢丝在股中和股在绳中的捻向分有：同向捻钢丝绳、交叉捻钢丝绳。依钢丝在股中的接触情况分有：点接触，线接触和面接触三种。
提升钢丝绳选择原则：绳的捻向与绳在卷筒上的缠绕螺旋线方向一致。应考虑一下因素：1在井筒淋水大、水的酸碱度较高且处于出风井中的提升钢丝绳，因腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。2以磨损为主要损坏原因时，应选用外层钢丝绳较粗的钢丝绳。3以弯曲疲劳为主要损坏原因时，应优先选用线接触式或三角股钢丝绳。4用于高温和有明火的地方应选用金属绳芯
钢丝绳。
调绳离合器分为：齿轮离合器、摩擦离合器和涡轮杆离合器
制动装置由制动器和传动系统组成。制动器按结构形式分为盘闸和块闸。按传动能源分为油压、气压或弹簧制动装置。
制动器的四个作用：1在提升机正常操作中，参与提升机的速度控制，在提升终了时可靠的闸住提升机，即通常所说的工作制动。2当发生紧急事故时，能迅速的按要求减速，制动提升机，以防事故的扩大，即安全制动。3在减速阶段参与提升机的速度控制。4对于双卷筒提升机，在调节绳长、更换水平及换钢丝绳时应能分别闸住提升机活卷筒及死卷筒，以便主轴带动死卷筒一起旋转是活卷筒闸住不动。
矿井提升机深度指示器分为：机械式、机械电器混合式及数字式等。
缠绕式提升机与井筒相对位置的参数：①钢丝绳弦长Lx及偏角。弦长Lx限制在60m以内，内外偏角均小于1030’。②井架高度Hj及井筒提升中心线至卷筒中心线距离Ls：Hj=HX+Hr+Hg+0.75Rt。Ls最小大于等于0.6Hj+D+3.5 ③下绳弦与水平线夹角β
斜井提升有斜井串车、斜井箕斗及斜井胶带输送机等三种提升方式。
斜井箕斗提升特点：生产能力大，装卸载自动化等特点，但是需要安设装卸载设备和煤仓，故较串车提升投资较大，设备安装时间长。
刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械，是为采煤机工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安置在中部槽的槽面。刮板输送机除了运煤之外还有四种功能：给采煤机作运行轨道；为拉移液压支架作伸缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管登。
矿用刮板输送机分类：
按刮板链的形式分有三种：中单链型、边双链型、中双链型。
按功率大小分为：轻、中、重型。
刮板输送机由机头部、机尾部、中部槽及其附属部件、刮板链、紧链装置、推移装置和锚固装置组成。机头部由机头架、链轮、减速器、盲轴、联轴器、电动机。
给刮板链施加张紧力的装置叫紧链装置。紧链方式三种：电动机紧链、液压马达紧链、专用液压缸紧链。安装维护：一稳一不漏、二全二不准、三平三直。带式输送机基本组成：输送带、托辊、驱动装置、机架、拉紧装置、装载装置、清扫装置。
输送带既是牵引机构又是承载机构。有三种：橡胶输送带、塑料输送带、钢丝绳芯胶带。
输送带连接方法：机械法、硫化法、冷粘法。托辊是承托输送带使它的垂度不超过限定值以减少运行阻力，保证带式输送机平稳运行的部件。按用途分为：承载托辊、调心托辊、缓冲托辊。
防止输送带跑偏的另一种方法：将槽型托辊中两侧辊的外侧向前倾斜2~3度。
一般的驱动装置由电动机、联轴器、减速器、传动滚筒及控制装置组成。
提高传动装置牵引力的方法：增大分离点张力F、增大围抱角α、增大摩擦因素μ。
带式输送机的设计计算分为设计型和选型型两种。带式输送机的最大输送能力Q=3600Avk。考虑物料质量则Q=3.6Avγk
带式输送机的运行阻力：主要阻力、附加阻力、特种阻力。
矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石升降人员和设备下放材料的大型机械设备。是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，是矿山运输的咽喉。较常见的提升系统有：竖井单绳缠绕式箕斗提升系统、竖井单绳缠绕式罐笼提升系统、竖井多绳摩擦式箕斗提升系统、竖井多绳摩擦式罐笼提升系统、斜井
箕斗提升系统、斜井串车提升系统。提升容器分类：
竖井：A主井：箕斗 底卸式箕斗、侧卸式箕斗、翻转式箕斗。B副井：罐笼普通罐笼、翻转罐笼C凿井时期：吊桶
斜井：a箕斗 后壁卸载式箕斗、翻转式箕斗。B矿车；C人车。
提升容器的选择：确定合理的经济速度v、估算一次提升循环时间、计算小时提升量、计算小时提升次数、计算一次合理提升量。
矿井提升机：缠绕提升机、摩擦提升机
缠绕提升机：单绳缠绕：单卷筒、可分离单卷筒、双卷筒
多绳缠绕：布雷尔式
摩擦提升机：a单绳摩擦：塔式、落地式B多绳摩擦：塔式、落地式
调绳离合器三种类型：齿轮离合器、摩擦离合器、涡轮干离合器
离合器的作用是使活卷筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳长或更换水平时、能调节两个容器的相对位置。
制动要求：一，器必须给出一个恰当的制动力矩、二，制动必须能自动、迅速和可靠的实现。
恰当的制动力矩包括：
1、制动力矩足够大
2、制动装置产生的制动力矩不得小于静力矩的1.2倍。
3、制动力矩的数值必须保证安全制动减速度在一定范围内。
盘闸制动系统包括两部分：盘闸制动器和液压站。利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳以实现提升容器的升降，这种提升方式称之为摩擦提升与单绳缠绕式提升机相比摩擦轮的宽度明显减小，而且不会因为井深的增加而增大。同时，由于主轴跨度的减小而使的主轴的直径和长度均有所降低，整机的质量大为下降，而且由于提升机回转力矩减小，使得提升机电动机容量降低，能耗减少。分类：井塔式和落地式。
多绳摩擦提升机结构特点（1）主轴装置。主轴法兰盘与摩擦轮采用高强度螺栓连接，借助螺栓压紧辐与夹板之间的摩擦力传递扭矩。这种结构便于拆装及运输，但制造要求较高。（2）车槽装置。为使各钢丝绳绳槽直径不超过规定值，以保持各钢丝绳张力均衡，多绳摩擦提升机均设有车槽装置。（3）减速器。为了消除机器传给井塔的振动，有些井塔式摩擦提升机采用弹簧基础减速器。（4）深度指示器。设置了深度指示器自动调零装置。（5）多绳悬挂装置。多绳摩擦提升设备一般均有尾绳，为了在使用圆尾绳时打结在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置。液力耦合器有什么优点？
答：使电动机轻载启动；有过载保护功能；减缓传动系统的冲击和振动；多电机驱动时能使各电机的负荷较均匀；如果与电动机的特性匹配相得当，能增大驱动装置的启动力矩。中，重型刮板输送机都采用液力耦合器。
1、运输设备的运输能力：运输设备在单位时间内所能运送的货载量。
2、刮板输送机：是一种挠性牵引机构的连续输送机械，是为采煤工作
面和采区巷道运煤布置的机械
3、盲轴：是装在机头架的不装减速器一侧，支承链轮的一个组件。
4、链轮：是一个组件，由链轮和连接筒组成。
5、中部槽：是刮板输送机的机身，由槽帮钢和中板焊接而成。
6、刮板链：由链条和刮板组成，是刮板输送机的牵引构件。
7、紧链装置：给刮板链施加张紧力的装置。
8、输送带在带式输送机中既是牵引机构又是承载机构
9、托辊：是承托输送带使它的垂度不超过限定值以减少运行阻力，保证
带式输送机平稳运行的部件。
10、带式输送机用的制动装置：逆止器和制动器
11、机车：是轨道车辆运输的一种牵引设备。
12、矿井轨道：是将钢轨按一定要求固定在线路上构成的，是机车运行的
基础件。
13、制动距离：是指从司机开始拨动闸轮或电闸手把到机车完全停止的距离
14、辅助运输设备：是在矿井内运送材料设备和人员的设备。
15、矿井提升设备：是沿井筒提升煤炭、矸石，升降人员和设备。
（1）初加速度阶段t0。提升循环开始，处于井底装载处的箕斗被提起，而处于井口卸载位置的箕斗则沿卸载曲轨下行，为了减少容器通过卸载曲轨
时对井架的冲击，对初加速度a0及容器在卸载曲轨内的运行速度V0要加以
限制，一般取V0小于等于1.5m/s(2)主加速阶段t1.当箕斗离开曲轨时，则应以较大的加速度a1运行，直至 达到最大提升速度Vm，以减少加速阶段的运行时间，提高提升效率。
（3）等速阶段t2.箕斗在此阶段以最大提升速度Vm运行，直至重箕斗将接近井口开始减速时为止。
（4）减速阶段t3.重箕斗将要接近井口时，开始以减速度a3运行，实现减速。
（5）爬行阶段t4。重箕斗将要进入卸载曲轨时，为了减轻重箕斗对井架的冲击
以及有利于准确停车，重箕斗应以V4低速爬行。一般取V4=0.4~0.5m/s，爬行 距离h4=2.5~5m。
（6）停车休止阶段t5.当重箕斗运行至终点时，提升机施闸停车，处于井底的箕斗
进行装载，处于井口的箕斗卸载。箕斗休止时间可参考下图。
一 钢丝绳弦长Lx及偏角
1为了防止运转时钢丝绳跳出天轮轮缘，Lx不宜过大。Lx过大时，绳的振动幅度也增大
因此将弦长Lx限制在60m以内。如图可以看出，上、下两条绳弦长度不相等，但在计
算中，近似地认为卷筒中心至天轮中心的距离即为弦长。2 限制偏角的原因及具体规定是：
（1）偏角过大将加剧钢丝绳与天轮轮缘的磨损，降低了钢丝绳的使用寿命，严重时，有 可能发生断绳事故。因此，《煤矿安全规程》规定，内外偏角均应小于1°30′。
（2）某些情况下，当钢丝绳缠向卷筒时，会发生“咬绳”现象。由图可见，若内偏角过
大，绳弦的脱离段与邻圈钢丝绳不相离而相交，如图中A点所示，这就是“咬绳”。有时
虽然内偏角并不很大，但由于卷筒上绳圈间隙β较小、钢丝绳直径d较大或卷筒直径D较大 也会“咬绳”、“咬绳”加剧了钢丝绳的磨损
1、机头选择原则：倾斜布置的输送机运送货载时机头布置在上部；
水平布置的输送机机头最有利位置运输机前方；当输送机具有
简单的布置且较短时，只有两个滚筒或链轮时，机头位置应设在
阻力大的一段（垂锻或空锻）运行方向前端
2、刮板输送机作用：为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械；给采
煤机做运行轨道；为拉移液压支架作伸缩油缸的固定点；清理工
作面浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等
3、联轴器作用：使电动机轻载启动；有过载保护功能；减缓传动系统
的冲击和振动；多电机驱动能使各电机的负荷较均匀；如果与
电动机的特性匹配得当，能增大驱动装置的启动力矩
4、刮板链特点：
1、边双链的拉煤能力强，特别适应于拉大块较多的硬煤
但它的两条链受力不均，特别是中部槽在弯曲状态下运行时更严重
2、中单链用大直径圆环链，强度很高且没有受力不均问题，断链事
故少，刮板遇到长阻塞时可偏斜通过，刮板变形时不会导致过链轮
时跳链，缺点：因链环尺寸大，所用链轮直径增大，机头、机尾的
高度相应增加，拉煤能力不如边双链，特别是对大块较多的硬煤
3、中双链能较好地克服边双链受力不均的缺点，显示出它的优越性
5、紧链方法：
1、将刮板链一端固定在机头架上，另一端绕经机头链轮，用
机头部的电动机使链轮反转，将链条拉紧电动机停止反转时，立即用
一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松
2、与1基本相同，只是不用
电动机反转紧链，用专设的液压马达紧链
3、采用专用液压缸紧链
6、托辊作用：
1、承载装运物料和支承返回的输送带用
2、防止输送带跑偏
3、降低输送带所受冲击力，保护输送带
7、罐笼连接装置增设钢丝绳张力平衡装置，用来调节各绳张力，起到缓冲作用
8、箕斗优点：质量轻，所需井筒断面积小，装卸载可自动化，且时间短，提升
能力大，缺点：井底及井口需要设置煤仓和装卸载设备，只能提升煤炭
不能升降人员、设备和材料，井架较高，需要另设一套辅助提升设备。
9、罐笼优点：井底及井口不需设置煤仓，可以提升煤炭、矸石，下放材料，升
降人员和设备，井架较矮，有利于煤炭分类运输。缺点：质量大，所需井
筒断面积大，装卸载能自动化，时间较长，生产
效率较低。
10、离合器作用：使活卷筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳长或更换水平时，能调节两个容器的相对位置
11、制动器作用：
1、在提升正常操作中，参与提升机的速度控制，在提升终了时
可靠地闸住提升机
2、当发生紧急事故时，能迅速按要求减速，制动提升
机以防止事故的扩大
3、在减速阶段参与提升机的速度控制
4、对于双卷
筒提升机，在调节绳长、更换水平及换钢丝绳时，应能分别闸住提升机
活卷筒及死卷筒，以便主轴带动死卷筒一起旋转
时活卷筒闸住不动
12、斜井提升特点：
1、斜井串车提升具有投资少和建井速度快
2、斜井箕斗提升具有生产能力大、装卸载自动化，但需安设装卸设备和煤仓，故串
车提升投资大、设备安装时间长
3、斜井带式输送
机提升具有安全可靠、运输量大，但初期投资较大，设备安装时间较长，并需安装卸载煤仓等
13、自由滑行减速方式：当容器抵达减速点时，将电动机自电源断开，拖动力为
零，整个提升系统靠惯性滑行直至停车
14、制动状态减速方式：由于提升系统惯性力大，在自由滑行状态下的减速度过小
对提升系统不能达到有效的减速
15、电动机减速方式：提升系统惯性力较小，容器在自由滑行状态下减速度
可能很大，容器不能滑行至终点
1、矿井运输分：矿物运输和辅助运输
2、井下运输设备按运行方式分：连续运行式和往返
运行式
3、连续运行式运输设备（刮板输送机、带式输送机、螺旋输送机
振动输送机、斗式提升机
4、特点：整机长度与运输距离相等、连续运行、运
输能力于运输距离无关
5、往返运行式设备（轨道车辆、无轨车辆）
6、特点：整机长度远远小于运输距离、往返周期式
运行中需要操作换向、运输能力与运输距离有关，车速不变成反比
7、运输设备按牵引原理分：链啮合牵引、挠性体摩
擦牵引、车轮粘着牵引 钢丝绳缠绕牵引
8、运行设备主要元件：承载元件、牵引机构、导向
机构、传动装置
9、直线段运行阻力：链条滑行、滚轮链运行、牵引
构件在托辊上运行
1、刮板链形式：中单链型、中双链型、边双链型
2、刮板输送机结构：机头部、机尾部、中部槽及附
属部件、刮板链、紧链装置、推移装置、锚固装置
3、减速器：平行布置式、三级传动的圆锥圆柱齿轮
减速器
4、中部槽连接方式：刮板输送机本身由槽帮刚和中
板焊接而成
5、输送带种类：橡胶输送带、塑料输送带、钢丝绳
芯胶带
6、输送带连接方式：机械法、硫化法、冷粘法
7、托辊种类：承载托辊、调心托辊、缓冲托辊
8、拉紧装置类型：螺旋拉紧装置、重锤式拉紧装置、垂直拉紧装置、钢丝绳绞车拉紧装置
9、制动装置：逆止器、制动器
10、电机车分：有架线式、蓄电池式
11、国内标准轨距：600mm、762mm、900mm
12、矿用轻轨：9kg/m/12、15、22、30kg/m
13、矿车部件：车箱、车架、轮对、连接器
14、辅助机械设备：翻车机、推车机、阻车器、爬车
机
15、运动状态：牵引状态、惯性状态、制动状态
16、单轨吊车分：钢丝绳牵引和机车牵引
17、机车牵引分：防爆净化柴油机车和蓄电池机车
18、单轨吊车牵引方式：粘着驱动
19、卡轨车由：轨道装置、卡轨车车辆、牵引控制设
备组成
20、卡轨车类型：钢丝绳牵引、柴油机牵引（卡轨车）
21、常见提升系统：竖井单绳缠绕式箕斗、（罐笼）、竖井多
绳摩擦式箕斗、（罐笼）、斜井箕斗、（串车）提升系统
22、竖井箕斗形式：固定斗箱底卸式、扇形闸门底卸
式、平板 闸门底卸式
斜井箕斗形式：后壁卸载式、翻转式
23、容器的导向装置分：刚性和挠性
24、提升钢丝绳分类：
1、依绳股在绳中的捻向分左、右捻钢丝绳
2、依钢丝绳在股中和股在绳中关系分顺、逆捻钢丝绳
3、依钢丝在股中的接触情况分点线面接触三种
4、依绳股断面形状分圆形、异形股绳
5、特种钢丝绳
25、钢丝绳选择原则：绳的捻向与绳的卷筒上的缠绕螺旋方向一致
一般选左、右捻各一半
25、调绳离合器类型：齿轮离合器、摩擦离合器、蜗
轮杆离合器
26、制动器按结构形式分：盘闸、块闸
27、盘闸制动包括：盘闸制动器、液压站
28、矿井深度提升指示器：机械牌坊式、圆盘式（深
度指示器）
29、深度指示器分：机械式、机械电气混合式、数字
式
30、影响缠绕式提升机安装位置主要参数：弦长Lx、偏角
31、减速方式：自由滑行减速方式、制动状态减速方
式、电动机减速方式
32、斜井提升三种方式：斜井串车、斜井箕斗、斜井
胶带输送机
DMT型矿井提升机制动系统改造 篇3
关键词：矿井提升机；打滑；块式弹簧闸；液压站；制动系统
中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）02-0094-03
1 DMT制动系统的缺陷
DMT型矿井提升机采用的是油压重锤式制动装置，该系统传递环节多而复杂，转动机构只有一套，只要有一个零件发生故障就使整个制动系统失灵。该系统不能实现二次制动，因此，紧急制动时钢丝绳打滑的问题就不能很好地解决。将DMT型提升机制动系统改造成弹簧闸式制动装置，打滑的问题就可迎刃而解。该系统主要由弹簧闸与液压站组成，大大简化了原提升机的制动系统，并能实现二次制动。
2 改造方案
DMT型提升机制动系统的执行机构改造为弹簧闸制动装置（图1）。在主导轮两侧各安装一个相互独立的弹簧闸，在提升机正常工作时，液压站按调定的压力供油，当千斤顶（11）油缸内的压力超过碟弹簧组的弹力时，活塞上升碟弹簧组（8）被压缩，三角杆（4）抬起，提升机呈松闸状态；当提升机处于制动状态时，制动力矩的大小取决于千斤顶油缸内的工作油缸压力的大小，当提升机实行工作制动时，由司机操作手柄，通过改变液压站电业调压阀的电流，使液压站产生不同的油压，来控制弹簧闸产生不同的制动力矩，使提升机完成运转、减速、停车等动作。当千斤顶油缸内的油压迅速下降为零时，弹簧组复位，三角杆迅速下降，此时，提升机实行了紧急制动。
1.制动梁 2.滚筒 3.拉杆 4.三角杆 5.十字头 6.压紧螺母 7.螺纹套 8.弹簧 9.滑动盘 10.弹簧筒 11.千斤顶 12.底座 13.主拉杆
图1 弹簧闸示意图
液压站是弹簧闸的控制系统，原理如图2所示，其作用是：正常情况下实行工作制动；异常情况下实行安全制动（可实现二级制动）。当放生安全制动时，电磁阀G3、G3′断电。这时与A管相连的弹簧闸千斤顶内压力油经G3阀泄回油箱，迅速抱闸产生一级制动。与B管相连接的弹簧闸千斤顶内压力油有一部分经G3′阀至溢流阀7泄流（泄流压力小于工作压力）。此时，蓄压器8内有一定压力存在（等于泄流阀7的泄流压力）。同时B管侧的弹簧闸不能完全抱闸，有一部分制动力矩参与了一级制动。当经过一定延时时间后，电磁阀G4断电，G5通电，使B管内的压力油快速回油箱，实现了二级制动。
1.电动机 2.油泵 3.滤油器 4.电液调压装置 5.液动阀 6.减压阀 7.溢流阀 8.弹簧蓄力器 9.单向阀 10.11.压力表 12.延时阀 13.温度计 14.压力继电器 G1、G2、G3、G3′、G4电磁阀 KT.可调闸线圈
图2 液压站原理图
下面以浙江长广煤矿公司一矿主井提升机为例，计算分析如下：
2.1 基本参数
2.1.1 提升机型号：DMT2.25×4
主导轮直径：Φ2250mm
制动轮直径：Φ2000mm
减速器速比：7.35 围包角：190°
钢丝绳与衬垫的摩擦系数：0.2
提升机变位质量：7600kg
导向轮变位质量：960kg
2.1.2 电动机型号：JRZ630-10
2.1.3 钢丝绳：
主绳：6△（21）-Φ24
单位重量：2.255kg/m
长度：680m 根数：4
尾绳：18×7-Φ33
单位重量：4.575kg/m
长度：660m 根数：2
2.1.4 提升容器：罐笼
罐笼自重：5517kg 载矿车数：2
矿车自重：595kg
矿车载重：2000kg
2.1.5 提升高度：H＝618.5m
卸载口至主导轮中心距离H0＝30.9m
装载口至尾绳底部距离Hn＝23m
2.2 最大静张力差
式中：
G——罐笼载重
n′——尾绳根数
q——尾绳单位重量
n——主绳根数
ρ——主绳单位质量
H——提升高度
2.3 系统的变位质量
2.3.1 电动机变位质量：
式中：
——电动机转动惯量
i——减速器速比
D——主导轮直径
2.3.2 系统的变位质量：
式中：
GZ——罐笼自重
L1——主绳长度
L2——尾绳长度
GR——导向轮变位质量
G——提升机变位质量
2.3.3 系统的变位质量：
2.4 安全制动力矩
2.4.1 最大静力矩：
2.4.2 制动力矩：
式中：
K——安全制动力矩倍数
2.5 防滑条件的计算
2.5.1 提升重载侧钢丝绳的静张力：
式中：
H0——卸载口至主导轮中心距离
H——装载口至尾绳轮底部距离
2.5.2 下放轻载侧钢丝绳静张力：
2.5.3 下放重载时，减速器过程的防滑条件：
式中：
e——自然对数
u——钢丝绳与衬垫间的摩擦系数
α——包围角
2.5.4 上提重载时，减速器过程的防滑条件：
2.6 制动减速度
2.6.1 下放重载制动减速度：
式中：
R——主导轮半径
2.6.2 上提升重载制动减速器
为使钢丝绳在主导轮上不产生滑动，必须使实际减速度小于极限减速度。即：，。
从以上的计算中可以看出，即下放重载时，如产生紧急制动，则钢丝绳产生滑动，因此应采用二级制动来解决。
取一级制动减速度1＝3.4m/s2，这时调整液压站，使一级制动力矩达到：
则，此时的制动减速度为（下放重载）：
，满足防滑条件。
3 结语
从上面的分析计算中，可以看出制动系统改造后，解决了制动时钢丝绳的打滑问题。
改造后的制动系统有以下特点：传动机构简单，环节少，空动时间小于0.3s，便于检测和维修；可按要求实现二级制动；两副弹簧闸各有其独特的制动系统，提高了制动系统的可靠性；改造工程量小，工期短，占用空间少。
参考文献
[1] 煤矿安全规程[M]．北京：煤炭工业出版社，2011．
[2] 潘金生，郭全龄，廖悦，等．主提升机操作工[M]．北京：煤炭工业出版社．
作者简介：廖悦（1963-），男，辽宁阜新人，阜新矿业集团实业公司机械工程师，研究方向：矿井提升机的使用、检修和技术改造。
矿井提升机电力拖动方案探讨 篇4
矿井提升的工作特点是在一定的距离内, 以较高的速度往复运行, 完成上升与下降的任务。为确保提升机能够达到高效、安全、可靠地连续工作, 其必须具备良好的机械性能, 良好的电气控制设备和完善的保护装置闭。鉴于在矿井提升机的工作特点, 因此要求矿井提升机的电力拖动系统具有安全可靠、运行高效目定位准确的能力, 以满足矿井提升工艺过程的需要。目前正在应用的矿山电力拖动系统方案有交流电动机转子串电阻调速、晶闸管供电的直流电动机调速、晶闸管交一交变频同步电动机矢量控制方案、交流电动机双PWM交一直一交直接转矩控制系统等[1,2]。
2 交流电动机转子回路串电阻调速系统
在加速过程中, 交流接触器KM、KM2、K M3、KM4逐级吸合, 转子回路电阻依次减小, 以保证加速力矩的平均值不变。如果要求电动机低速运行, 则需在转子回路串较大电阻。为了解决减速段的负力要求, 通常采用动力制动方案, 即将定子侧的高压电源切除, 施加直流电压, 或在定子绕组上施加低频电源, 让电动机工作在发电状态 (如图1) 。
这种拖动方案存在的问题是:1) 开环有级调速, 加速度难以准确控制, 调速精度差;2) 触点控制, 大量使用大容量开关, 系统维护工作量大, 可靠性差;3) 运行效率低, 在低速时大部分功率都消耗在电阻上;4) 电机的机械特性偏软, 一般电阻上消耗的功率约为电动机输出功率的20~30%。
虽然这种调速方案技术性能和运行效率低, 但控制方式简单、初期设备投资较低, 许多中小矿井的提升机仍采用这种调速方案。
3 晶闸管供电的直流电动机调速系统 (亦称V-M系统)
改变直流电动机的转矩疋极性有两种方法, 一是改变电流Id的极胜, 称为电枢换向方案;二是改变励磁电流If的极性, 称为磁场换向方案。改变直流电流极性的V-M调速系统结构如图2所示。在使用时通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位, 可改变平均整流电压Ud, 从而实现平滑调速。但是, 由于晶闸管的单向导电性, 不允许电流反向, 要实现系统的可逆运行, 必须使用正反两组全控整流电路, 使得系统装置复杂。
这种拖动系统的特点是调速性能好 (可实现无静差调速) 、运行效率高 (变流器的效率可达0.96以上) 。但这种方案采用的是晶闸管相控整流电路, 其输入电流滞后于电压, 滞后角随着触发延迟角α的增大而增大, 位移因数也随之降低 (cosφ=cosα) 。所以功率因数低、谐波电流大、会对电网造成污染, 影响电网的电能质量, 干扰了其它设备的正常运行。所以当系统处于深度调速状态, 晶闸管导通角很小的时候, 要添置无功补偿和谐波滤波装置。
4 晶闸管交-交变频同步电动机矢量控制系统
为了解决大容量矿井提升机V-M直流调速系统存在的缺点, 德国西门子等公司开发了晶闸管交一交变频同步电动机矢量控制系统, 其主电路结构如图3所示。由两组晶闸管反并联构成单相交一交变频电源, 变频器的输出频率在7Hz以下, 改变三相变频器的输出频率即可改变同步电动机的转速。采用矢量经制技术对三相定子电流幅相进行控制, 从而控制电动机的转矩。为了保证同步电动机的功率因数为1, 在控制三相定子电流的同时, 也控制励磁电流哥的大小。该拖动方案的特点是转子重量轻、拖动系统的飞轮矩小、转矩的动态响应快。同步电动机的运行效率高, 维护工作量小。但是这种拖动方案的电网侧功率因数低、谐波电流大, 对电网的污染严重, 为此, 需增设谐波补偿装置、无功动态补偿装置, 使整个系统的投资大。
5 双PWM交-直-交变频调速方案
同步电动机双PWM交一直一交变频调速系统的主电路结构如图2所示。
图2中, ARU为PWM可逆整流器, 电网侧的功率因数近似为1, 能够将交流电源的能量转变成直流电能, 也可以把直流侧的电能逆变成交流电回馈电网。交流侧的电流波形接近正弦波, 谐被电流较小。
INU (In erter Un it) 为了PWM逆变器, 它将直流电逆变成二相交流电供给同步电动机的定子绕组, 为了改善对矿井提升机的转矩控制的性能, 可采用直接转矩控制方案, 扭矩响应时间达到3.5ms (ABB公司) , 转矩脉动分量也大大减小。
双PWM结构是提高电气传动系统传动性能和功率变换性能的有效方法, 这种结构的交-直-交变频调速与晶闸管交一交变频同步电动机矢量控制调速系统相比具有功率因数高、谐波电流小, 对电网污染小的显著优点, 与晶闸管供电的直流调速系统相比, 这种方案不但具有电源变换的优势, 还具有电机的优势。因此, 在目前技术水平下, 双PWM交-直-交变频调速方案是最优控制方案。
但是这些用于中小型提升机的交-直-交变频器一般采用二极管整流, 用能耗回路吸收回馈能量, 存在着网侧功率因数不高, 谐波电流较大等缺点
6 结语
矿井提升机是煤矿的关键设备, 它肩负着井上井下的物体运输的重任。矿井提升机的电控系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。基于矿井提升机在生产使用过程中对电气传动及电气控制装置高要求, 其电控系统一直是各国电气传动界的—个重要研究领域, 本文针对矿井提升机对电力拖动系统的要求, 论述了几种常用矿井提升机电力拖动方案的工作原理、使用场合、优点以及不足之处, 通过比较得出双PWM交-直-交变频调速方案最具优势的结论。
参考文献
[1]苏培占.步进电机在矿井提升中的应用[J].中国高新技术企业, 2008, 18.
矿井提升机 篇5
5总结
以上是根据自己多年的PLC、变频技术的研究和应用写出关于PLC与变频技术矿井提升机系统的文章，其中包含了组成的硬件部分和软件部分的程序思路以及注意事项。这种<<上接133页新型的矿井提升机系统相比于传统的矿井提升机在性能上有了很大的提升，达到了智能、高效、省时、省力、安全的效果。在参与设备的设计和改造时，产品也得到了当地单位的一致好评。当然，在新环境中设计与安装矿井提升机系统设备时，因地制宜地应用不同的PLC及变频器和机械设备。本文只作为部分的参考，希望能给广大的读者带来一些帮助。
参考文献
[1]向晓汉,编著.西门子PLC工业通信完全精通教程[M].北京：化学工业出版社,.
[2]梁强,编著.西门子PLC控制系统设计及应用[M].北京：中国电力出版社,.
[3]姜建芳,编著.西门子S7-300/400PLC工程应用技术[M].北京：机械工业出版社,.
[4]王建,杨秀双,编著.西门子变频器入门与典型应用[M].北京：中国电力出版社,.
浅谈矿井提升机的PLC控制系统 篇6
关键词：矿井提升机；PLC；控制
中图分类号：TP393.08文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 02-0000-01
PLC of Mine Hoist Control Aystem
Zhao Haitao 1, Li Chenghong 2
(1. Jixi Mining Group Safety Training Center, Jixi158100,China;
2. Jixi Mining Group gangue power plants, Jixi158100,China)
Abstract: This paper outside with the current status of mine hoist control is introduced based on elevator control system PLC control principle and the common chain of protection.
Key words:Mine hoist; PLC;Control
一、国内提升机的现状
（一）交流拖动方式
采用串电阻调速的交流拖动方式，有单绳和多绳两种系列，大都采用改变转差率S的调速方法，在调速中产生大量的转差功率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。
（二）直流拖动方式
我国煤矿采用的晶闸管整流供电的直流提升机已较普遍，但大多数为80年代引进和90年代中期以前国产的矿井提升机SCR-D电控系统。这些电控系统，其调节控制保护回路基本上都是模拟形式。这种系统由于受元器件设计和制造水平的限制，存在着一定的缺陷。
（三）研制与发展
1.国产大型直流提升机及电控系统已逐步完善和推广使用。
2.大功率变频调速电控提升机效率可达98%，国内组织研究了这种系统并已经运用到了实际生产中。
二、PLC硬件组成及原理
可编程控制器PLC主要由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O單元、数字量I/O单元等硬件组成。
（一）PLC系统组成
主控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。装在主控柜内。带有辅控PLC的电控系统，辅控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。
（二）各单元基本特点
1.电源单元：电源输入电压100-240V AC，为PLC提供总线电源及基本电源；
2.CPU单元：CPU单元为PLC的核心，包括有存储器接口、编程接口等，是程序执行的载体。其上插入的存储器模块用锂电池保持RAM内容；PLC可在其上设置为程序执行“STOP”或“RUN”方式。
三、控制原理
（一）定子控制回路
当井口或井底向机房发出开车信号后，此时如果主电源和控制电源均已接通；油泵电机已经运行；油温、油压正常；制动手柄、操纵手柄均处于零位，过卷复位、调闸转换开关、检修换相转换开关、检修换挡转换开关处于正常位置，制动转换开关处于脚踏位置，并为开动提升机（绞车）作好准备。在正常情况下，若将制动手柄缓缓前推松闸，当油压达到开闸电压时，同时向前或向后推动操纵手柄，主接触器随即闭合，主电机定子接通电源，于是提升机（绞车）开始正向或反向转动，从而将载荷提升或下放。
（二）转子控制回路
定子回路接通电源后，此时操纵手柄仍处于给电状态，主电动机转子回路的附加电阻全部加入，电机转轴输出力矩仅为额定力矩的30-40%。此力矩可以消除传动系统的齿轮间隙和平稳地拉紧钢绳以减少冲击，也可以轻载启动提升机（绞车）。此时提升机（绞车）稳定在预备级上运行，此时提升机（绞车）在轻载时将产生0.3-0.5米/秒的爬行速度以便检查井筒和钢丝绳，以及满足在斜井提升中矿车在甩车道上爬行。
将操纵手柄逐档向前或向后推动，PLC将根据启动电流及档位延时分别闭合1JC-5JC（或8JC），将电机转子电阻分段切除，从而实现预备级向加速级的转变，电机逐渐加速。
当手柄推至最前端或最后端时，匀速接触器（最后一级加速接触器）动作，全部附加电阻被切除，提升机（绞车）加速完毕而进入等速阶段运行。
电机转子的切除是以电流函数为主，时间函数为辅的原则进行切换控制。电动机外接电阻级数是由所控电动机功率及转子参数所决定。一般采用5级或8级启动电阻。
提升机（绞车）既可以由低速调至高速，也可以由高速调至低速运行，这时只要将操纵手柄推出或拉回至任意一档位置，提升机（绞车）就可以稳定在该位置相应的速度上运行。
（三）减速控制
提升机（绞车）运行至减速点（可通过PLC设定）时，PLC给出减速信号，JSJ动作，减速铃声响和减速指示灯亮，引起绞车司机注意，同时绞车自动减速至最后两三个档位；绞车司机接到减速信号之后，应根据运行经验，将操纵手柄逐档收回，使提升机（绞车）逐渐减速，使电机降速至爬行速度，等提升机（绞车）运行至终点位置时，制动手柄和操纵手柄应迅速拉回零位。在提升机（绞车）快运行至终点，可辅以施可调机械闸来降速，一直运行到终点位置。
（四）限速保护回路
当提升机（绞车）进入减速运行阶段，PLC一方面自动减挡，另一方面根据速度给定曲线进行限速，减速阶段超10%PLC进行安全制动。
（五）过速保护回路
1.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，测速发电机检测出的电压信号，一方面通过变送器送入PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动；另一方面通过整定过速继电器GSJ给出过速保护信号，GSJ的信号一个进入硬件安全回路进行安全制动，另一个信号进入PLC进入软件安全回路进行安全制动。
2.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，在减速箱或低速轴旁装有旋转编码器，用来检测出绳速度，通过PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动。
参考文献：
[1]张国庆.矿井提升机PLC电控的应用与思考.山西煤炭,2010
[2]秦荷珍,刘杰.矿井提升机PLC电控系统技术改造浅析.科学之友,2008
[3]廖京盛,陈重霖,李桢.PLC在自动货物提升机中的设计与应用.微计算机信息,2004
[4]秦绪平.矿井提升机PLC控制系统可靠性设计.煤矿机电,2006
作者简介：
浅析矿井提升机故障诊断系统 篇7
关键词：矿井提升机,故障诊断系统,重要性,现状,组成部分
1 矿井提升机故障诊断系统在煤矿中的重要性
矿井提升机在煤炭行业应用非常广泛, 是经济发展和企业生产的物质技术基础, 处于重要的地位, 其运行效益和煤矿企业的经济效益密切相关。但是矿井提升设备在应用的过程中不可避免地会历经3种状态, 即正常、异常与故障。正常的状态, 设备可以照常运行。发生异常时, 则运行状态已经恶化, 应该引起检修人员的重视, 监视设备状态的发展。如果发生故障不能及时处理, 就有可能引发重大事故的发生, 也有可能造成人员伤亡。与此同时, 如果不能尽快地诊断消除故障, 则会影响生产, 造成巨大的经济损失。所以急需为矿井提升机系统建立故障监控和诊断系统。应用故障监控与诊断技术, 可以实现煤矿企业设备维修制度现代化, 即从定期检修向预知维修转变。这不仅节约了巨大的设备维修费用, 而且因为减少了很多不必要的维修时间, 大大地增加了机器设备的正常运行时间, 且大幅度地提高了生产率, 可以产生巨大的经济效益。
2 矿井提升机系统故障分析
2.1 矿井提升机系统组成和故障分析
提升机故障诊断系统是对各种以前发生过的故障位置原因进行定性判断, 对现在没发生过, 但是有发生的趋势和可能性的危险情况进行预测, 起到先兆作用。矿井提升设备系统是矿山四大机械系统之一, 是矿山运输的咽喉, 是十分重要的环节。在煤矿, 矿井提升机的主要用途是提升开采的煤炭资源和升降工作人员, 所以在很多矿中, 用提升机的提升量来计算矿山的总产量。提升机又是井上和井下升降人员的主要设备, 并且是在垂直或倾斜的状态下高速度的运行, 每秒超过10 m, 最大可达20 m左右。因为矿井很深, 提升机如果出了故障, 轻则干扰矿山生产, 重则严重影响国家财产收入, 也可能引发工作人员的死亡情况。所以与提升机的机械电气故障相关方面的诊断研究工作, 已经得到矿上科研技术人员的重视。
2.2 提升机系统主要故障分析
2.2.1 防止过卷装置
当提升容器或箕斗运行超过正常终端停车位置0.5 m时, 必须能自动切断电源, 并能使保险闸发生制动作用。如果过卷超过一定的距离限度可能会造成重大的经济损失、人员伤亡, 因此必须具有过卷保护装置。
2.2.2 闸间隙保护装置
当闸瓦间隙超过矿业规定值时, 能自动报警或者自动断电。提升机的制动系统是各种保护的最终的执行者, 闸盘制动的间隙是关系到能否安全制动、可靠及时制动的重要因素之一。提升机安装了ZXC-Ⅰ型提升机闸瓦间隙智能监测仪, 该仪器是一种智能化仪器, 为连续运行方式, 具有易安装、体积小、易操作、重量轻等特点, 能够对全部闸瓦间隙的情况进行实时测量、显示、报警及存储故障记录等功能, 必要时能够参与提升安全制动。通过该仪器, 操作人员可以随时掌握提升机闸瓦的运行状态及间隙参量的变化。当检测到闸瓦间隙超过3 mm或规定值, 监控系统声光报警, 同时, 安全回路继电器动作, 实现安全制动。
2.2.3 减速功能保护装置
当提升箕斗到达矿井所设计的减速位置的时候, 能够报警并且开始减速。具有实际位置减速功能, 避免因为轴编码器的故障, 造成减速点滞后问题。当箕斗到达减速点位置时, 将推动减速硬件开关实现切除电机供电电源, 自动进行减速的操作。考虑到减速段对提升机的安全运行有重要的地位, 为了防止原提升机电控回路中减速点开关失效造成事故, 在后备保护系统中应增设减速点保护, 即后备保护根据自己的行程检测装置, 就是应用旋转编码器测量作为行程的依据, 对提升箕斗的位置进行判断, 当箕斗到达减速点位置时, 经过软件的内部运算, 不论原提升机减速点硬件开关是否动作, 都将控制减速回路的继电器动作, 实现提升机自动减速, 这种保护属于双线制保护。
3 提升机故障诊断系统的组成
提升机设备控制系统故障诊断由各种传感器、数据采集系统、上位计算机和与之相对应的应用软件系统构成。矿山的大型设备都是由复杂的控制系统所构成的, 提升机控制系统也是如此, 其由装载卸载站、液压站、供配电等系统共同实现提升机的控制, 完成生产任务。通常来说, 为获得提升机的运行状态信息与相关位置信息, 要在提升机很多部件上安装传感器, 应用传感器来获得提升机的速度、力矩、深度指示等各种运行状态信息。对于PLC设备控制器内的数据, 如状态信号、设备控制中间信号、控制器I/O信号等, 这些信息数据可通过控制器的通信接口卡由上位机读取。
矿井提升机的故障诊断系统属于一种实时状态监测诊断的系统, 它可以实时地连续地诊断提升系统的各种信息, 希望可以达到理想的故障诊断能力。提升设备故障诊断系统主要部分是实现故障诊断算法与人机交互操作界面。这里对于故障诊断算法的研究和实现属于重要部分, 因为诊断算法的好坏, 决定着提升机系统故障诊断的好坏, 决定着生产与生命财产的安全情况。
3.1 传感器
传感器一般由敏感元件和测量线路构成, 其功能是将提升机系统的电信号与非电信号变换为适合要求的电信号, 是获得提升机系统现场工作状态信息的器件。伴随着科技信息的迅速发展, 尤其是中、大规模集成电路技术兴起与微机系统的普遍应用, 传感器测量的数据经过下位机采集传到上位机后, 由上位机进行数据存储、处理、故障诊断, 传感器也叫发送器、变送器、换能器、变换器, 一般测试仪器仪表中很多称之为传感器, 其中变送器是把检测的信号转换为行业的标准信号过程的传感器, 在很多其他的行业中也叫做换能器或探头, 在提升机运行系统中, 有传感装置, 还有信号放大装置。因为传感器变换出的电信号一般很小, 不能够满足采样系统的要求, 很难促进仪器仪表指针的动作, 所以采用调制、解调、整形和滤波电路对采集的提升机系统的数据信息进行一系列的处理, 变换为符合动力要求、具有一定能量的、能够反映实际情况的电平信号, 使指示机构正常反映工矿的运行状况。工业上对传感器的一般要求有以下若干点:使用环境必须抗干扰性能、精密度与准确度、选择特性、老化性、互换性、、正常工作状态与故障时的稳定性、检测极限或灵敏度、直线性与动态范围、滞后特性与响应速度。
3.2 数据采集系统
提升机整个系统的故障诊断是应用现场的传感器进行数据的采集, 经过处理后传到上位计算机, 运用一定的算法进行诊断和故障的预测, 对提升机设备系统需要处理的信息有:离散状态信号, 即是设备各功能模块产生的中间信号、PLC的I/O点信号和其他设备的点动控制信号, 还有PLC内部的监控信息与指示灯或蜂鸣器等预警信息等。采集的连续状态量, 就是工矿参数随时间的变化而连续的变化, 我们叫做模拟量, 可以通过数据采集板的模拟量采集口进行采集。工矿参数如电压、功率、电流、频率、温度、压力、振动等。上位计算机离散信号获得可以通过PLC通信上传实现, 也可应用ARM S3C2440实现。模拟信号可应用ARM S3C2440数据采集板进行采集, 由网络上传工矿环境中的各种信息, 有些模拟变量可以直接由PLCS7-300上传到上位机。采集的信号信息是反映工矿环境特征的参数, 是对提升机系统各种信息的综合采集, 采用ARM S3C2440数据采集板采集数据, 应用网线传给上位诊断计算机提供显示和诊断之用, 可以反映出提升机整个系统的工作情况。
3.3 上位机故障诊断
由上位计算机和相关软件组成。故障诊断计算机是系统的主要元件, 主要完成对实时数据存储和下级部件进行控制, 以及运行状态的分类决策与状态辨识, 包括现场状态信息的显示和异常情况报警等。应用故障信息记录数据库与上位计算机显示器, 将算法处理后信息进行显示与记录下来, 提供给工矿工作人员参考。上位计算机的可应用用户交互界面, 当前台显示操作的程序接收到下位机经过因特网传上来的数据后, 就将这些实时数据信息交给后台的数据处理系统, 应用故障诊断算法对这些数据进行处理和机械故障诊断, 并将处理结果传到前台界面使用。用户可以应用对话框的操作, 完成对提升机的实时在线诊断。此外, 故障诊断系统可以按照用户的要求, 将上传的实时数据与诊断结果共同显示给工作人员。
4 结语
提升机系统故障诊断已经成为前沿的科学, 矿井提升机的故障诊断在煤矿安全生产领域中有着重要的地位, 现在国内国际也有很多的算法和理论研究, 但是还不成熟。所以, 今后我们的煤矿机电设备工作人员要加强对大型矿提升控制系统故障诊断的分析研究, 加大开发系统传给上位计算机进行故障诊断的研究力度。
参考文献
[1]王清灵, 等.现代矿井提升机电控系统[M].北京:机械工业出版社, 2006
[2]任芳.矿井提升机制动系统在线监测故障诊断方法研究[D].太原理工大学, 2008
[3]陈维建, 齐秀丽.矿井运输及提升设备[M].北京:中国矿业大学出版社, 2005
矿井提升机电控系统的发展 篇8
关键词：煤矿企业,提升机,电控系统,多样化
煤矿矿井中提升机, 主要是指卷扬机, 它是地面上和井下运输的主要设备, 它的正常运行可以确保工作人员安全, 煤炭资源正常运行, 以及机械设备的稳定。同时, 提升机自身重量大, 在运行中具有较高的惯性、运输荷载重、运行速度快等特点。因此, 提升机的正常运行对整个煤矿企业的良性发展具有很大程度上的影响。
1 矿井提升机的保护装置
1.1 防超越行程保护装置
为避免由于提升机控制出现问题, 发生提升箱运行超出限制区间, 继续向上或者向下运行撞击其他物体而设置的安全保护装置, 它一般由减速开关、限位开关、极限开关构成, 这3个开关一般固定在导轨上端和下端。它的工作原理是, 当提升箱将要达到顶端时, 首先由提升箱的顶板碰触到减速开关, 强迫提升机减慢上升速度, 如果提升机已达到顶端位置而未停下来, 继续运行, 限位开关就会被提升箱上的打板碰到, 这时提升机的控制回路就会断开, 使提升机停住, 但是提升箱还可以向相反方向运动。如果提升箱还未停止, 则会继续碰触极限开关, 极限开关会切断提升机主机电源, 制动器动作, 而停止提升机继续向上运行。
1.2 提升机超载保护装置
为了保障矿井提升机的安全运行, 必须保证提升机运输的重量维持在设计所允许的范围内, 否则轻则提升机加速磨损, 停止缓慢, 重则将导致曳引机传动能力下降, 制动系统及安全系统失效, 造成提升机制动失效的严重后果, 因此提升机的超载保护装置就显得非常重要了。
提升机超载保护开关通常都安装在提升箱底部, 或提升箱顶上的钢丝绳接头处, 也有一些提升机安装在钢丝绳端部, 大多数提升机多采用提升箱载重后向下发生的位移触动开关的方式, 或者拉动钢丝绳的支撑弹簧发生的形变而触动开关。
1.3 防机械伤害的保护
矿井提升机是一种上升、下降运输设备, 在对运动部件进行维修检查时, 可能会产生撞击、挤压等伤害, 所以提升机的运动部件上要加装防护装置, 如曳引轮上的防护罩, 对运行到底坑附近时的防护罩 (底坑附近的防护罩) , 在提升箱顶防止人员跌落的护栏等。
2 矿井提升机电控系统及发展方向
提升机的电控系统主要由配电控制系统、自动化控制系统、电气传动系统等组成, 它可以发出提升机运行指令, 并监控提升机的运行状态, 确保提升机安全、可靠运行。
2.1 平滑调速且调速精度高
研究发现, 矿井提升机的起升或下降承担载荷变化较大, 速度变化空间广, 为确保提升机运行稳定, 需要按照设计速度进行开机启动运行, 这就需要电控系统可以平滑的调整提升机的运行速度。
对于提升机的速度控制精度, 规范要求其在不同的荷载状态下电控系统发出的速度命令值与提升机实际运行速度相差控制在3%以内, 从而可以有效地确保 (防止) 提升机在运行过程中出现坠落现象。此外, 在保障提升机运行安全、可靠基础上, 确保其爬行距离最小, 提高矿井提升机的运行精度。
2.2 电控系统网络化
目前, 在煤矿企业矿井提升机的电控系统主要是利用单PLC或者双PLC为核心的自动化控制系统, 并利用现场总线有效地实现了远程I/O控制提升机。为了完善现阶段矿井运行信息系统, 从而实现提升机实时动态控制以及全自动化控制系统, 需要借助多条网络结构, 联合现场控制系统、现场提升机、集中管理层等实现提升机的快速联接, 因此, 未来提升机电控系统必将向网络化发展努力, 实现矿山的数字化控制系统。
2.3 监测智能化且保护多样化
由于矿井对提升机运行安全性、可靠性要求较高, 它关乎整个矿井生产是否正常进行, 并关乎矿井工人的人身安全。因此, 对矿井提升机的运行状况进行自动化监控显得尤为重要, 以及对矿井现场设备进行实时动态监测和控制。未来需要更加智能化、高性能的系统监测设备, 以及多重保护装置、安全装置等来实现矿井提升机检测智能化和保护多样化。
2.4 系统远程监控无人值守
由于煤矿企业生产规模的逐渐壮大, 矿山的矿井提升机数量逐年增加, 采煤数量逐渐增加, 而煤矿企业的劳动力资源却未增加, 这就要求对多台提升机进行集中分别控制。例如, 未来可以向提升机远程操作, 减少提升机控制需求的人员数量, 增加煤矿企业的生产效率。同时, 采取远程集中控制, 可以有效地确保提升机运行安全可靠, 保障矿井内正常、安全、持续进行生产, 推动煤矿矿井数字化控制的发展。
3 煤矿提升机电控系统维护工作
提升机作为保障矿井正常生产的必备设备, 需要定期检测、保养以及维护。为了使提升机最大程度的达到设计要求, 并保障提升机能够安全可靠的运行, 使提升机的故障率降到最低, 提升机的折旧程度减弱, 延长提升机的使用寿命, 这就要求提升机的维修保养单位尽职尽责, 做好提升机的保养维护工作。
1) 因为提升机维保工作具有其独特性, 维保时间、维保地点不容易管理和控制, 所以要把每台提升机, 每片区域提升机的维护工作落实到个人, 建立岗位责任制, 谁保养谁负责的原则, 这样就可以提高工作的灵活化与积极性, 还可以提高维修保养人员的责任心与工作效率。
2) 检验维保工作质量的好与坏, 直接影响提升机的运行状况。让维保人员定期的将维保工作记录, 以书面形式报告给矿井管理人员, 由管理人员进行评价以及确认, 之后把确认结果反馈给公司进行存档。
3) 做好维保工作的记录, 要求当天保养后就马上记录, 对有过维修和更换配件的情况要详细记录。
4 结论
综上所述, 在煤矿企业日常生产活动中, 由于矿井提升机是整个生产线的重要组成部分, 而电控系统是确保提升机正常运行的必要保障, 因此需要重视电控系统的研究, 实现智能化、自动化、远程化、实时化监控系统, 从而推动煤矿企业的良性发展。
参考文献
[1]天津电气传动研究所.电气传动自动化技术手册 (2版) [M].北京:机械工业出版社, 2005.
[2]陈伯时.电力拖动自动控制系统 (3版) [M].北京:机械工业出版社, 2003.
矿井提升机液压站的改进 篇9
矿井提升机液压站, 是矿井提升机制动的核心设备, 是保证矿井提升系统安全运转的重要设备之一, 它和矿井提升机的制动器组合为一个完整的制动系统。液压站的稳定可靠运行是矿井安全提升的必要保证, 其性能和质量的好坏, 直接影响提升机的安全运转以及设备和人身的安全。我国矿井提升机制动装置目前大多采用液压盘形闸制动装置, 该制动装置由液压站、盘形闸制动器和电控系统组成。液压站是提升机制动装置的驱动和调节压力机构, 液压站向制动器供应不同的压力油, 以控制制动器的制动力矩, 满足提升机的各种操作需要。在提升机正常工作时, 它能为盘形制动器提供产生工作制动所需的油压, 使制动器产生所需的制动力矩, 实现对提升机进行工作制动和速度调节, 保证提升机正常运行。在事故状态下, 能使制动器迅速回油, 使制动器的油压迅速降到设定的某一值, 经过一段时间的延时后, 全部油压迅速回到零, 实现安全制动并能实现二级制动, 制止事故扩大。
平煤集团十二矿北风井施工使用的是XKT型提升机, 配套B109A型液压站。
(二) B109A型液压站存在的问题
该液压站液压控制系统设计简单, 仅设置1台油泵和1台电液调压装置。二级制动力矩的调节, 必须调节第二级制动安全阀的节流杆, 且二级制动的动作较上一级制动延时0.2~0.5s, 在调整节流杆时很难掌控, 调整不好会造成二级制动动作过快或不产生二级制动, 易发生安全事故。
另外, B109A型液压站没有备用油泵和电液调整装置, 一旦液压站出现故障, 将造成提升机不能正常运转, 影响生产。根据提升机液压站存在的这些问题, 经过分析、论证, 将原来的B109A型单套液压站系统改换为TY3A型双套液压站系统。
(三) TY3A型液压站的优点
TY3A型液压站主要技术参数见表1。
TY3A型液压站可以为制动器提供可调节的压力油, 使提升机获得不同的制动力矩, 保证提升机正常地运转、减速和停车。在任何事故状态下, 可以使盘形制动器的油压迅速降到预先调定的某一值, 经延时后, 盘形制动器的全部油压迅速回到零, 使提升系统处于全制动状态。
(四) TY3A型液压站的工作原理
1-滤油器2-电动机3-油泵4-单向阀5-滤油器6-调压装置7-液动换向阀8-电接点压力表9-溢流阀10-减压阀11-延时阀12-蓄力器13-压力表
TY3A型液压站由工作制动和安全制动两部分组成。安全制动部分由电磁换向阀G3、G3'、G4、减压阀10、溢流阀9、蓄力器12等部件组成, 见图1所示。工作制动部分, 又是相互独立的两套液压系统, 一套工作, 一套备用。当一套发生故障或检修时, 可以方便地转换到另一套进行工作, 互不影响, 提高了液压站的工作效率和可靠性。TY3A型液压站的另一特点是:各种液压元件大多布置在油箱外面, 维修时不必揭开油箱盖就可以进行工作, 维护和检修方便。
当提升机正常工作时, 电磁阀G3、G3'、G4处于通电状态, 压力油进人盘形制动器, 使其开闸, 保证提升机正常运转;需安全制动时, 电磁换向阀断电, 切断去制动器的压力油, 制动器中的压力油一路通过电磁阀G3'回油箱, 另一路迅速经过溢流阀9流回油箱。溢流阀9预先整定的压力与减压阀10整定的压力相等, 蓄力器的油压是由减压阀调定的, 当制动器的油压降到溢流阀9调定的压力时, 就不再下降了, 由蓄力器来维持制动器的某一油压值, 此时, 制动器所具备的制动力矩使提升系统能较好地满足减速度的要求, 经过延时阀11的延时结束, 提升系统停止, 蓄力器的油压迅速回到零, 上述的这一过程, 使提升机在紧急制动时, 获得了良好的二级制动性能。盘形制动器滚筒牢固地闸住, 使其安全地停止转动。
(五) 结语
XKT型提升机系统的液压站经改造使用以来, 工作状态正常, 各项技术性能满足使用要求, 使提升机的安全性能得到了进一步的提升, 安全运行可靠性得到了进一步提高, 实现了安全、高效运行, 达到了预期的目的。
摘要：针对XKT型提升机所配B109A型液压站存在的问题, 将其改换为TY3A型液压站。TY3A液压站可以在任何事故状态下, 进行紧急安全制动, 使提升系统处于全制动状态, 提高了提升机安全制动的可靠性。
关键词：提升机,液压站,安全制动
参考文献
[1]本书编委会编著.矿井提升机故障处理和技术改造[M].北京:机械工业出版社, 2005.
矿井提升机故障诊断技术探讨 篇10
由于矿山生产环境复杂, 施工人员需要深入到不稳定的区域内进行作业, 所以需要专项的设备保证人员、物资顺利的往返于地面与矿井之中, 矿井提升机正是实现运输的主要工具, 由此可见其可靠性与稳定性直接关系到参与矿井生产所有人员的生命财产安全, 必须受到足够的重视。
1 矿井提升机使用现状
矿井提升机是在应对复杂的生产环境的前提下产生, 所以可以借鉴的设备生产经验相对较少, 初期面临了大量的设计问题, 随着科技水平的逐步提升, 矿井提升机的设计与使用都取得了一定的突破, 通过故障树的形式组建专家系统, 对长期困扰产业发展的知识获取问题也提出了一系列的解决措施。在传统的对矿井提升机的故障诊断技术中, 完全凭借操作人员的语言描述作为信息来源对问题进行分析, 对故障的预知能力比较弱, 而且由于语言描述存在一定的误差性, 导致对问题的严重程度难以划分, 但现阶段通过故障树分析法、神经网络、信息融合、专家系统等机械自动化与人为主观因素的有机结合, 使故障分析更加具有客观性, 而且参考的依据更加全面, 结论更加的科学, 可以对有可能发生和已经发生的故障做出及时准确的反应, 使作为“矿井咽喉”的矿井提升机更好的为矿井生产工作服务。
现阶段我国的矿井提升机技术与西方工业大国相比仍存在较大的差距, 在德法等国家已经尝试通过PLC对其电控系统进行重新设计, 使其实现双通道安全监控与回路, 并积极结合多种可行性的监控手段, 将其安全性能大幅度的提升, 但我国仍延续使用继电器和由电子元件组成的控制单元, 虽有安全电路作为保障, 但是由于构成复杂、生产环境恶劣等原因, 故障的发生和监测仍存在一定的困难, 需要积极的向发达国家寻求技术支持[1]。
2 矿井提升机故障的诊断技术
现阶段我国的矿井提升系统基本由机械、电气和液压三部分组成, 通过对大量故障案例分析, 发现最常出现故障的是机械和电气两个方面, 例如断绳事故、过卷事故、控制电源失压等, 如果故障问题没有得到及时有效的解决, 将严重威胁矿井人员的生命财产安全。对矿井提升机进行故障诊断就是将与系统运行相违背的事件进行及时分析与防范, 对相关的影响因素进行逐层的排查, 将故障出现的原因落实到设备元件受损、环境影响因素、人为操作失误、自动化程序干扰等具体的事宜上, 判定其与顶事件之间的逻辑关系及关系程度, 通过对路径进行分析, 得出顶事件的失效概率, 以此判定故障风险[2]。电气故障发生后, 需要及时的对提升机的事实工况参数与数据信息进行检测, 并进行综合的分析和评定, 才有可能准确的确定发生故障的具体位置, 并判定其发生的原因进行及时的修复, 如果电气故障不能够及时的解决, 就会造成设备的某些参数与正常设定参数之间存在偏差, 甚至超乎设定的最大界限, 引起相应的机械故障, 由此可见矿井提升机的故障并不是独立的个体而是紧密相连的, 所以面对发生的故障必须及时准确的处理, 不然将会使其危害性扩大。
3 基于模糊理论的矿井提升机故障诊断办法
现阶段针对矿井提升机的研究越来越多, 基于人工智能的研究、基于小波变换的研究、基于RBF神经网络的研究等相继出现, 并在各自领域上取得了一定的成果, 为矿井提升机故障诊断提供了可行性的办法。
基于人工智能的研究是将一种高数的计算方法引入到检测检验的过程中, 通过对人工免疫模型与离散粒子群进化的固定算法之间进行整合, 以此找到故障发生的具体位置, 由于此方法是以数学计算为操作的工具, 所以对周围环境的变化影响相对较少, 所以对不同种类的矿井提升机都可以使用。
基于小波变换的研究采用的是将整体的问题进行分解的方法, 通过对时间频率的局部化分析, 将信号的表现特征进行细分, 从而发现信号在变化过程中的不同反应, 确定故障的原因及发生的位置, 平移伸缩运算将信号的频率进行了更大程度的细分, 所以使信号细微的变化都可以及时的监测, 并准确的分析出存在的干扰信号成分, 由此快速的判定故障的位置, 将风险及时的有效控制, 由于其准确性相对于人工智能的研究方法更强, 所以现阶段也得到了广泛的认可, 在矿井提升机的故障检测过程中得到了广泛的应用[3]。
基于RBF神经网络的研究是将人工神经网络的自身特点充分应用到监测故障工作中的一种体现, 由于人工神经网络自身具有学习、适应变化、处理信息、容错的能力, 所以利用人工智能网络能够直接将特征输入, 短时间内得到处理结果, 将故障分析的时间大幅度的缩短, 为降低风险提供了时间支持, 所以同样适用于故障监测工作。
由于矿井提升机的结构复杂, 工作环境极其恶劣, 所以短时间内很难确定其故障的模糊关系, 其准确性现阶段仍无法得到保障, 将以上方法引入到专家系统, 通过对故障树的综合分析, 可以使故障判定的相关信息更加完整, 在一定程度上提升了确定模糊关系的可能性, 但是由于故障树建立时间比较短, 对故障事件的分析录入信息不全面, 所以要充分利用专家系统仍需要长时间的不断完善。
4 结论
矿井提升机的重要作用决定对其进行的研究将持续进行, 随着科学技术的逐步发展, 检测检验技术也将会有新的突破, 故障检测与分析更加的准确及时, 使矿井环境下的作业更加具有安全性。
参考文献
[1]乔良.浅析故障诊断技术在矿山机电设备的应用[J].中小企业管理与科技, 2010, 06 (36) :96-99.
[2]张萍语.矿山机电设备故障诊断与检修技术分析[J].科技创新与应用, 2014, 02 (06) :32-38.
矿井提升机 篇11
【关键词】矿井提升机；计算机；监控系统
一、矿井提升机工作原理及运行特点
在煤矿生产的过程中，提升机的作用就是肩负井下重物以及工作人员的进出，提升机就是井上和井下的唯一通道。在实际的运行中，保证提升机安全运行以及实现上升和减速下降或者是执行紧急的制动的重要手段是提升机的制动系统。它的重要部分就是盘型阀，它是能够实现正常停车或者紧急制动的系统。当然在发生紧急状态的时候，能及时的控制提升机。当然为了能够确保制动系统的安全运行，我们还是要控制好提升机每次的载重。一旦超过一定的限度，提升机的危险系数就会增加。为了施工的安全，我们操作是一定要完全遵守使用规则的。
矿井提升机工作的最大特点就是它的工作环境比较恶劣。我们知道一般矿井都是在远离市区、远离城市的地方，那里的交通不够方便，并且自然环境也会非常的恶劣。工作环境的恶劣必然造成工作的难度加大，尤其是矿井提升机的工作。矿井提升机工作的另外特点就是噪声大，这样给井上和井下之间的沟通增加了难度。还有就是，提升的工作受到自然环境的影响很大。像下雨、下雪等自然环境都会损害到机器，造成机器的损坏。提升机运行的这些特点也是制约监控系统设计的重要因素，监控系统在设计的时候都要考虑到这样问题的。
二、矿井提升机监控系统的机构
矿井监控系统的设计主要分成两个部分—上位机和下机位，上下机位之间是通过CCM协议实现连接的。计算机和通信接口组成了上机位，它主要负责的是利用专门的软件实现检测和控制功能。通信接口的作用就是完成双向的数据传输，实现通信。上机位主要是负责的是检测和控制功能，那么上机位位置的设置就可以很随意。可以将其放置在调度室或者是办公室，实现的是远程的控制和检测。上机位可以连接不同的接口，将所有的井下检测的情况都显示在显示屏上，也可以达到全面控制的状况。
监控系统真正核心的地方则是下机位，它是实现监控的重要部分，上机位都是通过下机位才完成检测这一职能的。下机位的组成主要是有电源变压器、主板机和显示板，但是对硬件的设施也是有要求的。那就是他们的耗电要小，因为在井下电力的输送并没有那么容易。只有小耗能的设施才能保证工作的时间长，不会在施工的过程中没有能量，从而引起一定的灾难。
三、矿井提升机监控系统的主要功能及特点
矿井提升机的监控系统存在是有它的必要性，我们设计的计算机监控系统就是要满足实际的需要。本系统主要就是要实现监控保护和系统信息监视，具体如何实现这样的功能如下：
（一）监控保护
通过监控系统我们可以实现对提升机的控制，包括对提升机的启动、关闭、上升、反向运作等一些基本的操作，另外还包括提升机的速度和提升机索道的信号锁定。总的来说就是实现对提升机的数字化操作，这提高了提升机的工作效率以及工作的准确度。
监控系统还可以随时随地的检测提升机的位置、电路的电流、提升机的提升速度，上机位和下机位都可以观测到这些数据，并及时的进行调整。
监控系统的保护功能就体现在有电路安全设备的状态信号显示，以及提升机各个部分的安全性显示，一旦有一个部分出现问题，就可以及时的进行维修。
在整个监控系统中，计算机的计算功能也是被发挥的很好。比如一个轨道上有好几个提升机，如何控制他们不让他们相撞，就需要精确计算他们的速度。计算机通过检测到他们之间的距离了以及各自的速度，然后在计算出提升机的速度，保证他们不出现超车的情况。减少危险情况的出现，达到了保护的作用。
（二）系统信息监视功能
真正实现监控功能的时候，当然少不了信息的反馈，该系统就具有信息监视的功能。系统随时的显示提升机的运行信息，系统通过计算机的显示屏，向监控者提供提升机的不同数据。包括提升机的速度、提升机的运行轨道，还可以用电流图的方式显示电流的走向。计算机监控系统的具体优势主要体现在能够以更加直观和形象的方式展示不同的数据，并且计算机的内存足够的大，能够储存更多的信息。计算机计算速度的快速也为矿井的工作提供更多的便捷。再者计算机是以边记录边保存的形式工作，这样提升机在工作运行的过程中一切信息都可以很完整的记录下来。这些信息包括提升机停开车的时间、即时提升速度、位置、电流、各类故障。这些数据在后面的分析过程中都起到很大的作用，比如分析一次事故发生的原因。通过这些详细的信息，我们就可以很清晰比较、对比看在出现故障的时候那个部分出现了异常，在以后的工作中也可以得到提高。
计算机矿井提升机监控系统与以前的监控系统相比较，它有着自己的特点，包括：①双机控制的可靠性。系统主要是采用上机位和下机位两个部分组成，上下机位之间是分开进行操作的。一般情况下，下机位放置在PT柜里，这样就可以避免一些错误的操作。平时监管人员只需要对上机位进行操作，通过上机位检测操作过程。②适应性强，上下机位的硬件设施都是采用最先进的技术，能够适应各种情况的出现。③智能化。将计算机技术中重要的部分运用到监控系统中，这是计算机监控系统的最大特点。计算机有智能化的特点，它有很多自动的开关。这就是需要软件设计工程师在设计软件的时候，根据需要提前设置一个数据。在运行的过程中，某些部分一旦超过了预设的数据，系统就可以自动停止工作。这种智能化的反应比人类的反应更加的及时，控制的也非常的迅速。
结语
煤仍然是我国工业生产以及人民生活的重要能源，保证煤矿工作安全、顺利的运行也是关系到我国国民经济能否平稳运行的关键。计算机的各个方面的运用，也是成为了时代的要求。本系统就是将计算机技术充分的运用到煤矿的生产过程中，从而提高煤矿生产的效率。煤矿发生安全事件的案例也不少，灾难发生原因很多在于开采的技术落后，并不能保证整个工作过程都在监控之中，监控重要部分就是提升机的监控。笔者希望本文能够为一些煤矿企业提供一些帮助，完成生产监控系统的更新。
参考文献
[1]王嫣，董李娜.矿井语音通信网络的集成[J].煤炭技术，2012，（9）.
[2]武凤翔.煤矿企业计算机信息系统研究[J].煤炭技术，2012，（9）
矿井提升机远程监测与诊断系统 篇12
矿井提升机仍属于机械设备之一, 因此它的组成基本上有数据系统与机械运动机构组成的, 根据其工作性能可分为工作机构、机械制动系统、机械传动系统、润滑系统、观测操纵系统、拖动控制系统及保护系统这几个部分。
为了便于研究矿井提升机的远程监测与诊断系统, 在这里着重说明一下矿井提升机的机械制动系统。矿产提升机的机械制动系统主要由制动器与传动机构组成。制动器是直接作用在制动轮盘上使其产生动力力矩的装置, 根据制动器的结构原理还可分为盘式制动器和块式制动器;矿井提升机的传动机构是用于控制、调节及制动力矩的, 根据传动机构的动力来源可将矿井提升机分为气压与油压两种, 还有一种是靠弹簧来制动, 相对前两者应用的比较少。目前大多数的矿井提升机所应用的是液压式盘式制动器。下图是矿井提升机的机械制动系统的结构图 (图一) , 矿井提升机的机械制动系统的组成部分有:1) 制动盘;2) 闸瓦;3) 活塞;4) 碟型弹簧;F1是作用用在碟型弹簧上的推力;F2是高压油产生的液压力。
2 矿井提升机的工作原理
目前在国内的大多数重型机械设备均采用的是交流电路方式, 矿井提升机也不例外, 在我国大部分的矿井中所使用的矿井提升机均采用交流电方式的拖动系统与控制系统, 而矿井提升机的控制系统基本分为两种方式, 一种为自动控制系统, 这种矿井提升机会按照预先输入的程序自动完成工作, 其运行的循环过程并不需要操作者或司机跟进参与;另一种为手动控制系统, 这种矿井提升机在进行工作时所做的每一个动作都是需要有操作者或是司机进行参与跟进;本文以自动式矿井提升机为例, 对矿井提升机的工作原理进行说明。
矿井提升机的运动过程主要分为五个阶段:加速阶段、匀速阶段、减速阶段、爬行阶段、停止阶段;其运动原理为接通电源输入命令进入到矿井提升机的出加速阶段 (t0) , 此时机械制动系统的电容不能动, 仅仅只是把矿井提升机的输送用的钢绳做以绷紧, 矿井提升机运行了一小段时间后使得运送装置产生了一定的唯一, 此时矿井提升机的自动控制系统将电阻进行切换, 此时输送装置进入到主加速阶段 (t1) , 输送装置进入到预期的速度时, 这是矿井提升机需要一个相对于平稳的运动状态以保证运送物的安全, 此时机械制动装置又将切换电阻, 并进行不断的切换电阻, 此时矿井提升机进入到匀速阶段 (t2) , 当输送装置的位移将要接近运送目的地终点时, 需要进入到减速阶段 (t3) , 此时的矿井提升机可以以自由滑行的运动方式, 还可以以正力或负力的方式进行减速, 减速过程结束后的矿井提升机需要停止运动, 要想达到平稳的停止运动则需要在停止过程之前在加入一段匀速的运动, 此时为矿井提升机的爬行阶段 (t4) , 此时矿井提升机应切换主电源并切换一个功率大概在原电机功率10%左右的微电机, 进行电量的输送, 当矿井电动机即将到达指定位置时进行减速, 此时的矿井提升机做低速运行 (即t5) , 行动逐渐缓慢以实现平稳爬行, 行进至指定位置时, 矿井提升机将彻底切断电源, 停止机械制动命令, 进入到停止阶段。
3 矿井提升机的远程监测的内容及方法
1) 远程监测内容。矿井提升机的远程监测内容主要是进行工况的监测, 主要监测在矿井提升机在运行和停止阶段的运动参数、运行工艺参数、工况参数等指标是否在正常的范围值内, 根据这些参数对矿井提升机进行全程的掌握, 知晓其所处的状态, 对不正常的状况作出第一时间预警、报警, 并给予所发生的不正常状态的原因, 做以记录。
2) 远程监测方法。监测的方法有两方面, 一方面是对模拟量进行检测, 主要监测液压站的温度、压力, 电机的负载电流, 电机的转速、振动参数, 减速机、主轴的振动情况及主轴的偏摆与闸瓦的弹簧力度;另一方面是对开关量进行检测, 开关监测有三种方式, 其一, 通过时间继电器1SJ、2SJ、3SJ、4SJ、5SJ开关, 主回路交流接触器1JC、2JC、3JC、4JC、5JC开关, 信号回路减速开关ZJK开关, 安全回路深度指示器上限行程开关ZGK1开关进行监测, 其二, 通过主回路正向交流接触器ZC开关, 正向油泵控制接触器UC开关进行监测, 其三, 通过电流继电器触点JLJ开关, 安全接触器1J开关进行监测。
4 矿井提升机的诊断系统与诊断方法
1) 诊断系统。矿井提升机的诊断系统是根据远程监测得来的数据进行提取, 根据诊断准则进行故障判断, 对故障的原因进行分析, 并作出故障类别、程度、位置的数据输出, 通过这些参数与数据可以对矿井提升机的运行规律进行分析与统计, 可以准确的判断出故障情况。
2) 诊断方法。常用的诊断方法是建立故障树, 故障树的建立后要对故障树进行定量、定性分析。
5 结论
通过矿井提升机的基本组成与工作原理的说明作为基础, 对矿井提升机的远程监测与诊断系统进行了介绍, 并对监测方法与诊断方法做出了阐述, 通过对故障树的分析方法指出所要诊断的内容;对矿井提升机而言, 它的远程监测与诊断系统在日常作业中可为我们提供大量的工作参数与工作信息, 对于信息的借鉴与利用对日后的作业生产及加工生产都起到很大的作用, 同时也为日后新型的矿井提升机的生产提供了研发数据与实例基础。
参考文献
[1]贺国银.矿井提升机系统故障分析与诊断[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2010.
[2]王兴友.矿井提升系统的滑动故障研究[J].煤矿机械, 2010.