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摘要：DMT型矿井提升机是多绳摩擦式提升机，多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机相比，有每根钢丝绳直径较细、主导轮直径小且宽度较窄、整个机体尺寸较小且重量较轻等优点，因此越来越被广泛地应用。但在摩擦式提升中有一个最关键的问题，就是钢丝绳在主导轮上打滑的问题。目前，新式摩擦式提升机都采用了盘式制动器，可以实现二级制动来解决紧急制动时钢丝绳的打滑问题。
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。
（责任编辑：秦逊玉）
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。
（责任编辑：秦逊玉）