時(shí)間：2022-04-10 10:25:51
序論：在您撰寫煤礦絞車論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
【摘 要】 在煤礦井下的采區(qū)斜巷上運(yùn)輸一般都使用調(diào)度絞車，調(diào)度絞車運(yùn)輸時(shí)需要投入大量的人力、物力，并且中間的環(huán)節(jié)較多，安全系數(shù)相對較低，運(yùn)輸?shù)男室脖容^低。而無極繩絞車運(yùn)輸就能解決這些運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜、運(yùn)輸距離長、巷道變坡多、運(yùn)輸效率和安全系數(shù)低的問題，在運(yùn)輸條件復(fù)雜的回風(fēng)槽等地方應(yīng)用無極繩絞車，就能實(shí)現(xiàn)煤礦的安全、高效、經(jīng)濟(jì)的斜巷運(yùn)輸，確保煤礦的安全生產(chǎn)。
【關(guān)鍵詞】 無極繩絞車 煤礦 應(yīng)用
0 引言
隨著煤礦機(jī)械化水平的提高，對煤礦采區(qū)內(nèi)部斜巷運(yùn)輸?shù)陌踩浴⒖焖傩?、?jīng)濟(jì)性、高效性提出了更高的要求。推廣使用先進(jìn)的運(yùn)輸裝備，提高運(yùn)輸管理水平是當(dāng)前煤礦斜巷運(yùn)輸管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。無極繩絞車是一種實(shí)用的新型輔助運(yùn)輸裝備，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，適用于長距離、多變坡、大噸位工況條件的普通軌道運(yùn)輸，主要用于煤礦井下工作面順槽和掘進(jìn)后配套運(yùn)送生產(chǎn)所需材料、設(shè)備，無極繩運(yùn)輸設(shè)備簡單，使用范圍廣泛，是當(dāng)前調(diào)度小絞車的替代產(chǎn)品。
1 無極繩絞車結(jié)構(gòu)原理
無極繩絞車由傳動(dòng)裝置、主軸裝置和制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)等組成。
1.1 傳動(dòng)裝置
傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、液力耦合器、減速器、齒輪聯(lián)軸器和一級開式齒輪傳動(dòng)。
（1）減速器。減速器采用ZHQ-85型標(biāo)準(zhǔn)兩級圓弧齒輪減速器。機(jī)殼為水平剖分結(jié)構(gòu)，機(jī)蓋和機(jī)座用鑄鐵鑄成，并以螺栓連接。機(jī)座一端設(shè)有油位尺，其下面設(shè)有放油用的螺塞。蓋板用于遮蓋視孔，其上有排氣帽。主動(dòng)軸、中間軸和被動(dòng)軸均以單列向心圓錐滾子軸承支承。各軸軸端有調(diào)節(jié)軸承間隙的墊片和端蓋。
（2）液力耦合器。液力耦合器用于連接電動(dòng)機(jī)和減速器，其作用和工作原理與輸送機(jī)上用的相同。泵輪和殼體用螺栓連接。渦輪位于殼體內(nèi)但無連接關(guān)系，它通過平鍵與減速器主動(dòng)軸聯(lián)結(jié)。殼體內(nèi)設(shè)有注油孔和保險(xiǎn)器。當(dāng)液力耦合器長期過負(fù)荷工作使油溫超過91.5度時(shí)，保險(xiǎn)器內(nèi)的易熔金屬熔化，其中的銷子在油壓作用下被推出，并觸動(dòng)保險(xiǎn)裝置的拐臂，而后通過小軸、銷子、套和凸輪臂，使電氣開關(guān)動(dòng)作而切斷電路，起到保護(hù)作用。
1.2 主軸裝置
主軸裝置由卷筒、主軸、齒輪和滑動(dòng)軸承等組成。卷筒有夾鉗式和拋物線型兩種。夾鉗式卷筒有驅(qū)動(dòng)力大、鋼絲繩使用壽命長和無滑動(dòng)現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)是在輪體上裝有12塊扇形壓板，扇形壓板內(nèi)裝有左、右卡鉗和彈簧、銷軸組成的夾鉗，鋼絲繩則卡在夾鉗內(nèi)。拋物線型卷筒是由輪體和開有拋物線形繩槽的輪圈組成，它們用螺栓連接。這種卷筒的優(yōu)點(diǎn)是制造簡單和可以正反轉(zhuǎn)。
1.3 制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)
制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)包括工作制動(dòng)器和安全制動(dòng)器。
（1）工作制動(dòng)器。它采用電動(dòng)液壓推動(dòng)器自動(dòng)操縱，推動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)與主電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，電動(dòng)液壓推動(dòng)器使其外部的框架升起，進(jìn)而通過連桿、長軸和連桿使重錘升起，于是杠桿抬起，工作制動(dòng)閘松開。主電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)液壓推動(dòng)器隨之停止工作，制動(dòng)閘在重錘的作用下將卷筒閘住。此外，工作制動(dòng)閘還可以通過手把拉動(dòng)連桿進(jìn)行操作。電動(dòng)液壓推動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理為，動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，油室內(nèi)的油液輸送到活塞的下腔。這一過程是逐步實(shí)現(xiàn)的，從渦輪排出的油液先使緩沖裝置下部的活動(dòng)套升起。當(dāng)該活動(dòng)套上升到使開口露出時(shí)，油液才進(jìn)入活塞的下腔。隨著套的繼續(xù)上升，開口逐漸增大，直到套的上端頂?shù)綔u輪外罩時(shí)，開口達(dá)到最大。這時(shí)，活塞在油液壓力的作用下上升，帶動(dòng)框架升起，使工作制動(dòng)閘松開。制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，渦輪也隨之停止運(yùn)轉(zhuǎn)，油液不再具有壓力，于是活塞在重錘的作用下迫使油液從開口返回油室，并且隨著套在彈簧的作用下下降，開口越來越小，回油速度越來越慢，因而使制動(dòng)過程進(jìn)行的比較平穩(wěn)。
（2）安全制動(dòng)器。安全制動(dòng)器由電動(dòng)液壓推動(dòng)器、重錘、制動(dòng)杠桿和帶形閘等組成。主電路有電時(shí)，液壓推動(dòng)器動(dòng)作，使重錘提起，使帶形閘處于松閘狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生故障，總電路被切斷時(shí)，液壓推動(dòng)器停止工作，重錘立即下降，通過制動(dòng)杠桿使帶形閘將卷筒制動(dòng)，起到安全保護(hù)作用。安全制動(dòng)使用的電動(dòng)液壓推動(dòng)器與工作制動(dòng)用的基本相同，只是沒有彈簧緩沖裝置，因而動(dòng)作較快，適合安全保護(hù)的要求。
1.4 逆止裝置
逆止裝置的作用是當(dāng)工作制動(dòng)器失靈時(shí)，防止絞車在貨載的作用下反轉(zhuǎn)而造成事故。它由固定在主軸一端的單向離合器、固定在離合器上的模板、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和按鈕開關(guān)組成。絞車正常工作時(shí)，離合器不轉(zhuǎn)，模板位置不變。一旦工作制動(dòng)器失靈，絞車在貨載的作用下剛一反轉(zhuǎn)時(shí)，離合器便立即動(dòng)作，其上的模板便觸動(dòng)按鈕開關(guān)而切斷液壓推動(dòng)器的電源，使安全制動(dòng)器立即動(dòng)作，防止了絞車的反轉(zhuǎn)；同時(shí)，安全制動(dòng)器上的閉鎖裝置切斷主電動(dòng)機(jī)的電路而使之停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
2 無極繩絞車在煤礦運(yùn)輸中的應(yīng)用
（1）簡化運(yùn)輸系統(tǒng)。無極繩絞車減少了線路上的工作人員和礦車摘掛鉤次數(shù)，摘掛鉤工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，軌道附屬件多，傾斜運(yùn)輸中容易發(fā)生跑車事故，應(yīng)用無極繩絞車無形中提高了提升效率和安全性能，為綜采工作面安全、快速的安裝奠定了基礎(chǔ)。
（2）減少了摘掛鉤和倒車接替次數(shù)，避免了因跑車、脫鉤、斷繩等引發(fā)的事故；簡化了運(yùn)輸程序，減少了事故隱患環(huán)節(jié)，降低了運(yùn)輸事故發(fā)生率。
（3）液壓張緊系統(tǒng)張緊便捷。鋼絲繩張力可隨著牽引工況的變化而變化，延長了鋼絲繩的使用壽命，減少了竄繩張緊的次數(shù)。
（4）泄漏通訊裝置使用方便，實(shí)現(xiàn)了手持電臺(tái)之問、手持電臺(tái)與基地電臺(tái)之間的多方通話，還具有打點(diǎn)、急?？刂乒δ埽瑸殚L距離安全運(yùn)輸提供了技術(shù)保證。
（5）無極繩絞車采用機(jī)械傳動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，可靠性高。
（6）在順槽中實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，無需轉(zhuǎn)載，提高了安全可靠性，避免了掉道對煤礦采取設(shè)備安裝、生產(chǎn)的影響。
（7）尾輪固定簡單，可方便快捷地移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸距離變化。
3 結(jié)語
無極繩絞車運(yùn)輸是煤礦生產(chǎn)過程中重要的運(yùn)輸方式之一，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，在無極繩絞車在設(shè)計(jì)制造方面將更加完善，將能更好地為礦井的生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多的效益，確保礦井安全穩(wěn)定生產(chǎn)。
【摘 要】 傳統(tǒng)的礦用提升絞車測速裝置因結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，帶有的電刷和換向器，其產(chǎn)生的干擾信號會(huì)對絞車上PLC或者變頻器等電控裝置造成影響。本文重點(diǎn)介紹了基于霍爾傳感器的絞車測速裝置在仙亭煤礦中的使用情況，對今后該裝置的推廣使用具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】 煤礦 霍爾傳感器 提升絞車 測速
目前礦井提升絞車已基本實(shí)現(xiàn)了對其進(jìn)行PLC或者變頻控制的改造。但是很多提升絞車上仍然使用的是利用測速發(fā)電機(jī)這種傳統(tǒng)測速方式，該種測速裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，帶有的電刷和換向器，其產(chǎn)生的干擾信號會(huì)使改造后的提升絞車電控裝置造成不良影響。以仙亭煤礦使用的重慶GKT型絞車為例，該種絞車配備的是直流測速發(fā)電機(jī)，經(jīng)過多年的運(yùn)行，大部分測速裝置已經(jīng)不能正常使用，因此尋找一種廉價(jià)、易維護(hù)的測速方法對于絞車安全運(yùn)行有很大價(jià)值。本文詳細(xì)講述霍爾傳感器測速系統(tǒng)在礦山提升絞車上的應(yīng)用情況。
1 霍爾傳感器的原理
1.1 霍爾效應(yīng)
在一塊半導(dǎo)體薄片上，其長度為L，寬度為b，厚度為d，當(dāng)它被置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，如果在它相對的兩邊通以控制電流T，且磁場方向與電流方向正交，則在半導(dǎo)體另外兩邊將產(chǎn)生一個(gè)大小與控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘積成正比的電勢u ，即UH=KHIB，其中KH為霍爾元件的靈敏度。該電勢稱為霍爾電勢，半導(dǎo)體薄片就是霍爾元件。
1.2 工作原理
霍爾開關(guān)集成電路中的信號放大器將霍爾元件產(chǎn)生的幅值隨磁場強(qiáng)度變化的霍爾電壓UH放大后再經(jīng)信號變換器、驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行整形、放大后輸出幅值相等、頻率變化的方波信號。
2 霍爾傳感器在仙亭礦絞車上的應(yīng)用
2.1 霍爾開關(guān)概述
霍爾開關(guān)是一種磁感應(yīng)電子器件，其原理是感應(yīng)電勢根據(jù)磁場強(qiáng)度的變化而變化——即霍爾效應(yīng)?；魻栭_關(guān)可以作為接近開關(guān)使用，主要用于轉(zhuǎn)速及位移檢測，其分類有開關(guān)型霍爾傳感器和線性霍爾傳感器兩種，開關(guān)型霍爾傳感器輸出為0和1兩種信號，是一種數(shù)字信號，可以直接連接PLC或者單片機(jī)的I/O引腳，而線性傳感器則需要AD轉(zhuǎn)換器?；魻栭_關(guān)價(jià)格便宜，穩(wěn)定性較好，是一種理想的非高精度測速原件，現(xiàn)以仙亭礦201采區(qū)GKT1.6絞車為例，探討使用霍爾傳感器對絞車測速。
2.2 測速方法介紹
仙亭礦201采區(qū)絞車的電控系統(tǒng)現(xiàn)為PLC電控，結(jié)合變頻器使用，使用的PLC型號為歐姆龍CPM2AE-60CDR-A，擴(kuò)展模塊為CPM1A-20EDR，擴(kuò)展模擬模塊為CPM1A-AD401，其測速裝置使用測速發(fā)電機(jī)輸出220V電壓后，進(jìn)入型號為DP（I）4-PDV500C的數(shù)字式直流電壓表（DVP）作為采集裝置，信號發(fā)送到CPM1A-AD401（如圖1所示）。PLC模擬模塊編程后，可設(shè)置輸入電流信號上下限，起到限速保護(hù)作用（數(shù)字式電壓表DP（I）4-PDV500C自身帶有上下限設(shè)定功能，本文不做討論）。此時(shí)測速發(fā)電機(jī)如果損壞，可考慮使用使用線性霍爾傳感器替代，線性霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成輸出的是模擬型號，根據(jù)外加磁場強(qiáng)度變化，輸出電流也在變化，將霍爾傳感器的輸出端直接連接DP（I）4-PDV500C即可，PLC程序無需修改，選擇適當(dāng)型號的霍爾傳感器即可。
2.3 硬件實(shí)現(xiàn)
2.3.1安裝
使用霍爾接近傳感器測速時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)式接近，將配套磁鋼片以同一極性按一定的角度貼在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，傳感器正面對準(zhǔn)磁鋼片固定，工作距離大概在2～10mm之間（如圖2所示）。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器霍爾電勢隨磁鋼片磁場強(qiáng)度變化而變化，對于線性霍爾傳感器來說，是電流電壓的線性變化。
2.3.2 接線方式
一般的霍爾接近開關(guān)有三條線，棕色接電源正極，藍(lán)色接電源負(fù)極，黑色為輸出線，輸出線接負(fù)載，負(fù)載可以是繼電器線圈、信號燈，對于PLC則是數(shù)字輸入模塊。需要注意的是，不同PLC需要選擇不同的接近開關(guān)，公共輸入端為0V的 PLC要選用NPN型接近開關(guān)，公共輸入端為24V的PLC則需選用PNP型，歐姆龍等日系PLC公共輸入端一般為0V。
2.4 軟件實(shí)現(xiàn)
限速保護(hù)實(shí)現(xiàn)流程圖：
利用PLC編程軟件設(shè)定上限值，并在安全回路設(shè)置過速保護(hù)開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)限速保護(hù)，如果利用多位數(shù)碼顯示管，還可顯示速度。具體的軟件設(shè)置和梯形圖需根據(jù)現(xiàn)場及PLC的型號而定。
3 其他測速方式
除線性霍爾傳感器，還可使用開關(guān)型霍爾傳感器，需要設(shè)置轉(zhuǎn)速公式，編程較為復(fù)雜，但不需要PLC模擬模塊；另外還可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器，其優(yōu)點(diǎn)是精度較高，接觸式旋轉(zhuǎn)編碼器安裝十分不便，而非接觸式旋轉(zhuǎn)編碼器對環(huán)境要求高。
接近開關(guān)可以組合使用，對于牌坊式深度指示器的提升絞車，在深度指示器安裝和電機(jī)等部位各安裝若干個(gè)傳感器，進(jìn)入PLC后進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，設(shè)置差值上限，可作為深度指示失效保護(hù)?；魻杺鞲衅髟诠た仡I(lǐng)域應(yīng)用已十分成熟，價(jià)格在幾十至幾百元不等，價(jià)格低廉，對于礦井設(shè)備控制也能有十分廣闊的應(yīng)用。
4 結(jié)語
本霍爾傳感器適用于礦山提升絞車的速度測量，從根本上解決了傳統(tǒng)的利用測速發(fā)電機(jī)這種電磁式轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號的幅值不穩(wěn)定，響應(yīng)頻率不高，以及抗電磁波干擾能力差的缺陷。能夠更好的保障礦井的安全生產(chǎn)，值得在煤炭行業(yè)廣泛推廣。
【摘 要】本文介紹提升絞車的工作原理及性能，并對絞車故障診斷技術(shù)和設(shè)備保養(yǎng)進(jìn)行了論述。
【關(guān)鍵詞】煤礦機(jī)械；提升絞車；故障診斷；設(shè)備保養(yǎng)
1 提升絞車的工作原理及性能
1.1 工作原理
（1）動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)：其傳遞路線為：電機(jī)聯(lián)軸器中心輪1（太陽輪）行星輪中心輪2（內(nèi)齒輪）調(diào)整裝置行星架斜齒輪卷筒。
（2）調(diào)速系統(tǒng)：因系行星差動(dòng)輪系，自由度有2個(gè)。通過對內(nèi)齒輪的速度調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)對行星架輸出轉(zhuǎn)速的無級調(diào)速，使卷筒達(dá)到理想的工作轉(zhuǎn)速。
（3）輔助裝置：包括緊急制動(dòng)裝置、工作制動(dòng)器、調(diào)速操縱器、深度指示器與卷揚(yáng)系統(tǒng)等。緊急制動(dòng)裝置用于突然停電或遇緊急情況時(shí)，起緊急剎車作用。主要由電力液壓制動(dòng)器和帶制動(dòng)輪的柱銷聯(lián)軸器組成；工作制動(dòng)器用于停車前或工作中制動(dòng)減速。該制動(dòng)器為連桿帶式制動(dòng)器：主要由制動(dòng)帶、杠桿系統(tǒng)和操作手柄組成。制動(dòng)帶有內(nèi)襯，用螺栓或鉚釘固定于鋼帶上；調(diào)速操作器由塊式制動(dòng)器，制動(dòng)閘輪，杠桿系統(tǒng)，操作手柄組成。向前推動(dòng)操作手柄，位于調(diào)速器外側(cè)的塊式制動(dòng)器打開，調(diào)速輪空轉(zhuǎn)，調(diào)速器輸出速度為零。向后拉動(dòng)操作手柄拉緊制動(dòng)時(shí)，調(diào)速輪固定不動(dòng)，調(diào)速器輸出速度最大；卷揚(yáng)系統(tǒng)裝置包括卷筒、主軸與軸承座。卷筒由大齒輪、制動(dòng)輪和鋼板卷筒組成，并通過平鍵聯(lián)接在主軸上，外帶繩槽的襯墊或木襯、以減少鋼絲繩的磨損。
1.2 性能要求
（1）滿足負(fù)載時(shí)變：絞車用于海洋拖曳、電梯轎廂提升、礦山調(diào)度等場合時(shí)，由于外界環(huán)境因素影響，例如海浪、海流、貨物質(zhì)量等的不斷變化，其負(fù)載也在不斷變化。這就對絞車的穩(wěn)定運(yùn)行造了很大干擾。因此，要采取有效的控制手段來控制絞車的收放速度。
（2）驅(qū)動(dòng)力矩范圍大：這是由絞車的工作環(huán)境決定，其驅(qū)動(dòng)力范圍從幾公斤到上百噸不等。
（3）調(diào)速方便，高低速運(yùn)行穩(wěn)定：由于收放工作的需要，現(xiàn)在許多絞車都需要能夠方便連續(xù)地調(diào)整收放速度。高速運(yùn)行時(shí)，不能出現(xiàn)飛車情況；低速運(yùn)行時(shí)，不能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，而且要保持一定的輸出力矩。
（4）要求較高安全可靠性：由于絞車一旦出現(xiàn)事故，就有可能對人的生命或財(cái)產(chǎn)造成很大的傷害，加上絞車的工作環(huán)境大多較惡劣，要求絞車具有很高的可靠性。因此，在設(shè)計(jì)絞車時(shí)，應(yīng)考慮到絞車的最大負(fù)載能力、絞車的防爆性與元件的可靠性等因素。
（5）較好的可操作性：一些先進(jìn)的電子控制技術(shù)、通訊技術(shù)的運(yùn)用，使得絞車有很好的人機(jī)接口和遠(yuǎn)程通信能力，極大提高了絞車的操作性能。
2 絞車故障診斷方法
2.1 傳統(tǒng)診斷方法
絞車的故障現(xiàn)象是各種各樣。實(shí)際檢修過程中，要充分利用手、眼、耳等器官，判斷時(shí)，先要搞清楚故障的基本現(xiàn)象或特征，深入仔細(xì)思考和具體分析有可能產(chǎn)生故障的部位，以及可能的原因，然后遵循“從簡到繁、由表及里、由易到難”的原則。
首先，進(jìn)入現(xiàn)場直接觀察機(jī)械設(shè)備，并查閱機(jī)器運(yùn)行技術(shù)檔案資料，結(jié)合故障診斷設(shè)備。
2.2 運(yùn)用現(xiàn)代診斷技術(shù)
現(xiàn)代測試儀器主要有便攜式振動(dòng)儀，溫度計(jì)和油樣分析儀等。
對絞車運(yùn)用震動(dòng)診斷，是運(yùn)用外在設(shè)備對絞車的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷，進(jìn)而對有故障部位、故障程度、故障原因做出準(zhǔn)確判斷。絞車常見的機(jī)械故障一般出在軸承和齒輪。齒輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)系到整臺(tái)設(shè)備的正常工作。齒輪是一種較為復(fù)雜的成型零件，保證其制造和裝配質(zhì)量較為困難，特別是在井下高速重載下運(yùn)行的齒輪，工作條件更為惡劣。振動(dòng)分析是非常先進(jìn)的技術(shù)手段。因此，要求設(shè)備故障診斷人員有較高的理論水平和較強(qiáng)的實(shí)際操作能力。
對絞車采用油樣分析，通過潤滑油液分析來達(dá)到故障診斷的目的。通過對工作油液（脂）的合理采樣與分析處理后，就能取得關(guān)于該機(jī)械設(shè)備各摩擦副的磨損狀況：包括磨損部位、磨損機(jī)理以及磨損程度等方面的信息，從而對設(shè)備所處工況作出科學(xué)判斷。磨損、疲勞和腐蝕是機(jī)械零件失效的3種主要形式和原因，而其中磨損失效約占60%左右。由于油樣分析方法對磨損監(jiān)測的靈敏性和有效性，因此，這種方法在機(jī)械故障診斷中日益顯示其重要地位。
油樣分析通常指油樣的鐵譜分析和光譜分析以及磁塞分析，都是對鐵磁性物質(zhì)顆粒的收集和分析。通過油樣分析，能獲取絞車以下信息：
（1）磨屑的濃度和顆粒大小反映出絞車磨損的嚴(yán)重程度；
（2）磨屑大小和形貌反映磨屑產(chǎn)生的原因，即磨損發(fā)生的機(jī)理；
（3）磨屑的成分反映磨屑產(chǎn)生的部位，亦即零件的磨損部位。
溫度檢測是絞車診斷的重要特征參量。溫度升高反映出是否潤滑不良、選用材質(zhì)是否合格，許多軸承的損壞都與軸承的溫升息息相關(guān)。溫度檢查是檢修絞車的重要依據(jù)，是引發(fā)機(jī)械故障的重要因素。絞車故障檢修時(shí)選用非接觸式溫度計(jì)就可以收到效果。
3 絞車日常管理維護(hù)
（1）要保持設(shè)備清潔，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才可進(jìn)行維修、保養(yǎng)和加油等；經(jīng)常檢查油管、氣管、接頭處是否有滲漏現(xiàn)象，保證所有的電、氣、液管線不與堅(jiān)硬物發(fā)生摩擦；車上變速器等設(shè)備摩擦連接處應(yīng)按照技術(shù)要求加足潤滑油，防止銹蝕等；設(shè)備每運(yùn)行250 h，應(yīng)更換濾油器芯。
（2）由專業(yè)維修人員進(jìn)行液壓系統(tǒng)的維護(hù)工作，確保系統(tǒng)清潔度是液壓系統(tǒng)維護(hù)的重要問題之一。每次系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)或維修后，都應(yīng)檢查油箱油面，油量不足時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加相同牌號的液壓油。
（3）滾筒軸承應(yīng)保持良好的潤滑，每月注入一次鋰基潤滑脂，加注量為貯油量；不定期檢查潤滑油液位及油液質(zhì)量，杜絕添加劣質(zhì)潤滑油，盡可能使用同一牌號的潤滑油。
（4）精心維護(hù)管理降低測井絞車操作過程中出現(xiàn)故障的概率，使絞車保持正常的工作狀態(tài)，增加絞車使用壽命。當(dāng)測井絞車長期停止使用時(shí)，應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好、無腐蝕性介質(zhì)，且避風(fēng)雪、防暴曬，有消防設(shè)施的場所。
4 結(jié)語
煤礦建設(shè)和生產(chǎn)單位要重視對絞車的維護(hù)、維修和保養(yǎng)工作，大力提高維修、維護(hù)人員的職業(yè)水平尤為重要。及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步提高判斷故障的技術(shù)水平。
【摘 要】煤礦雙速多用絞車用于煤礦井下綜采工作面設(shè)備及各類機(jī)電設(shè)備的搬遷等輔助運(yùn)輸工作，也可用于煤礦井下采掘工作面、井底車場、上下山、地面等處的物料運(yùn)輸，礦車調(diào)度等工作及回采工作面的回柱放頂，還可用于其他礦山和建筑等行業(yè)。本文主要探討煤礦雙速多用絞車存在的問題與維護(hù)。
【關(guān)鍵詞】煤礦；雙速多用絞車；維護(hù)
現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)形成，不適用新型輔助運(yùn)輸設(shè)備，在聯(lián)絡(luò)巷和順槽宜推廣使用雙速多用絞車，解決安撤工作面支架運(yùn)送問題。絞車操作工必須熟悉所操作絞車各部的結(jié)構(gòu)、性能及機(jī)械電氣、液壓系統(tǒng)，熟悉絞車工作原理及操作方法，熟悉信號聯(lián)系方法，會(huì)一般性的檢查、維修、潤滑和保養(yǎng)，會(huì)處理一般性的常見故障。
1 煤礦雙速多用絞車的特點(diǎn)
（1）具有快、慢兩種速度，慢速平均為8～9m/min左右，與目前煤礦井下使用的回柱絞車等慢速絞車的速度相似；快速平均為55～65m/min左右，與目前煤礦井下使用的調(diào)度絞車等快絞車的速度相似；通過離合內(nèi)齒方式實(shí)現(xiàn)速比差異較大的兩檔快慢速度，使用靈活方便。
（2）該系列絞車的慢速牽引力分別為80kN、140kN、220kN，分別與相應(yīng)規(guī)格的回柱絞車等慢速絞車的牽引力相同；快速牽引力分別為13kN、21kN、29.1kN。分別與相應(yīng)規(guī)格的調(diào)度絞車等快速絞車的牽引力相同。
（3）一機(jī)多用，可代替現(xiàn)有同規(guī)格的回柱絞車、調(diào)度絞車、慢速絞車、運(yùn)輸絞車，實(shí)現(xiàn)一機(jī)四體。
（4）傳動(dòng)系統(tǒng)采用圓錐一圓柱齒傳動(dòng)，傳動(dòng)效率高，整機(jī)傳動(dòng)效率在75%以上。能耗低；油箱內(nèi)油的溫升低，絞車設(shè)計(jì)壽命長（5000h），是現(xiàn)有回柱絞車壽命的3.8倍。
（5）結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，呈長條形對稱結(jié)構(gòu)，底座呈船形結(jié)構(gòu)，可整體下井，在井下可自移，且平穩(wěn)，不擺動(dòng)，不翻倒，很適應(yīng)在煤礦井下采掘工作面、順槽等狹小條件下工作。
（6）系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)適合煤礦井下使用條件。
2 煤礦雙速多用絞車存在的問題
煤礦雙速多用絞車用于井下采煤工作面綜采設(shè)備及各類機(jī)電設(shè)備的搬遷等輔助運(yùn)輸工作，也可用于煤礦井下采掘工作面、井底車場、上山下山、煤礦地面等處的礦車調(diào)度、物料運(yùn)輸?shù)裙ぷ?，還可用于回采工作面的回柱放頂。該絞車具有快速和慢速兩檔速度，可根據(jù)現(xiàn)場的需要變換速度和牽引力進(jìn)行不同條件下的工作。這就要求絞車操作工熟練地掌握絞車?yán)碚撝R(shí)、實(shí)際操作和維護(hù)技術(shù)，具有高度的職業(yè)責(zé)任感，為煤礦安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。
2.1 軸承過熱
（1）缺油，油中含雜質(zhì)，油孔堵塞；（2）接觸不良或軸線不同心；（3）間隙過?。唬?）油圈轉(zhuǎn)動(dòng)不靈或卡住。
2.2 滾筒有異聲
（1）連接桿件松動(dòng)或斷裂，產(chǎn)生相對位移和振動(dòng)；（2）焊縫開裂；（3）筒殼強(qiáng)度不夠，產(chǎn)生變形；（4）襯套與軸徑磨損，間隙過大；（5）聯(lián)軸器松動(dòng)。
2.3 滾筒輪轂松動(dòng)
（1）各支承軸承不同心，水平度偏差大，使軸局部受力過大，反復(fù)疲勞折斷；（2）經(jīng)常超載運(yùn)行和重載沖擊，使軸局部受力過大，產(chǎn)生彎曲；（3）材質(zhì)不符合要求和軸頸變徑處結(jié)構(gòu)不合理；（5）帶負(fù)荷靜置太久，產(chǎn)生變形。
2.4 抱閘或松閘不靈活，速度緩慢
（1）傳動(dòng)杠桿銷軸不靈活或過于松曠；（2）緩沖器油缸卡頂；（3）油壓不足；（4）碟形彈簧失效；（5）制動(dòng)器操作手把給不到位，或移動(dòng)角度不合適。
2.5 閘瓦局部過熱或裂紋
（1）制動(dòng)杠桿力不均勻；（2）局部接觸，使單位面積壓力過大；（3）閘塊與閘輪（或閘盤間隙不均勻）。
3 煤礦雙速多用絞車的維護(hù)與管理
3.1 絞車的維護(hù)
（1）絞車的操作人員必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。
（2）絞車必須按規(guī)定及時(shí)加注潤滑油。
（3）絞車若長時(shí)間擱置不用，必須選擇干燥的地方存放，防止電器受潮，絞車的裸露部分應(yīng)涂保護(hù)油，各摩擦部分涂上潤滑油。
3.2 絞車的潤滑與密封
機(jī)器的潤滑不僅關(guān)系著機(jī)器的正常工作，而且直接影響機(jī)器的壽命，因此必須及時(shí)的更換和補(bǔ)充潤滑油。潤滑油的油質(zhì)必須符合要求，不得混入灰塵、污物、鐵屑及水等雜質(zhì)。閉式齒輪傳動(dòng)潤滑采用工業(yè)齒輪油250號（SY1172-77S）。減速箱內(nèi)最高油面不超過大錐齒輪直徑的三分之一，最低不低于大錐齒輪齒寬方向的三分之一。閉式減速箱內(nèi)的軸承均為濺油潤滑。
開式齒輪傳動(dòng)及支撐其的滾動(dòng)軸承均采用鈣鈉基脂潤滑脂（SY1403-77），各滾動(dòng)軸承內(nèi)加入的潤滑脂加入量不得超過容量的三分之二，每隔3～6個(gè)月應(yīng)加油或更換一次。
對于新的或大修后的絞車，在運(yùn)行半個(gè)月后必須更換減速箱內(nèi)的潤滑脂并進(jìn)行清洗，以除去傳動(dòng)零件磨損的金屬細(xì)屑。
減速箱剖封面及各密封面，密封后均不允許漏油。拆卸后，重新安裝時(shí)應(yīng)在各密封面涂密封膠或水玻璃。
3.3 認(rèn)真學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)的方針、政策、法律法規(guī)，參加礦、區(qū)隊(duì)組織的安全業(yè)務(wù)培訓(xùn)及安全技術(shù)措施、絞車知識(shí)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、煤礦工人安全知識(shí)50條和企業(yè)安全文化學(xué)習(xí)，不斷提高自身素質(zhì)和技能。
3.4 絞車司機(jī)必須持有《崗位資格證書》和《特種作業(yè)人員操作資格證書》方能上崗，否則，嚴(yán)禁操作絞車。上崗人員應(yīng)熟悉本職業(yè)務(wù)，鉆研技術(shù)，做到“三知四會(huì)”（知設(shè)備結(jié)構(gòu)原理、知技術(shù)性能、知安全裝置的作用；會(huì)操作、會(huì)維護(hù)、會(huì)保養(yǎng)、會(huì)排除一些故障）。
4 結(jié)論
正確地操作與維護(hù)絞車，保證其安全可靠經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，提高工作效率，延長設(shè)備的使用壽命，具有極為重要的意義。所以，要求絞車操作工熟練地掌握絞車?yán)碚撝R(shí)、實(shí)際操作和維護(hù)技術(shù)，具有高度的職業(yè)責(zé)任感，為煤礦安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。
摘 要 分析斜巷小絞車運(yùn)輸事故發(fā)生的原因，采取有針對性的措施，對促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)具有重要的意義。
關(guān)鍵詞 煤礦；斜巷小絞車；事故原因；預(yù)防措施
礦井運(yùn)輸是煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。由于礦井運(yùn)輸具有工作范圍廣、戰(zhàn)線長、設(shè)備設(shè)施流動(dòng)性大、涉及人員多等客觀因素，礦井運(yùn)輸事故在煤礦各類事故中一直占有很大的比例。特別是分析斜巷小絞車運(yùn)輸事故發(fā)生的原因，采取有針對性的措施，對促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)具有重要的意義。
在運(yùn)輸事故中斜巷小絞車運(yùn)輸占很大的比例，而且斜巷小絞車運(yùn)輸事故的危害也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他運(yùn)輸事故，下面將最常見的導(dǎo)致斜巷小絞車運(yùn)輸事故發(fā)生的原因進(jìn)行分析并找出相對應(yīng)的預(yù)防措施。
1 分析斜巷小絞車運(yùn)輸事故發(fā)生的原因
1）斜巷小絞車的選擇、鋼絲繩的型號、斜巷的長度坡度以及在該區(qū)域設(shè)備最大重量四者之間的關(guān)系。以上四者之間在各個(gè)環(huán)節(jié)選擇不當(dāng)都可能出現(xiàn)該區(qū)域整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)癱瘓。
2）無證人員操作絞車。由于當(dāng)班班組長安排工作不細(xì)致，將無證人員安排在絞車司機(jī)工作崗位上，而作業(yè)人員沒有拒絕班組長的違章指揮行為，而是盲目聽從班組長的安排進(jìn)行違章作業(yè)。此類違章行為可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，由于無證人員對絞車各項(xiàng)性能不熟悉，遇見緊急情況，不能正確處理，斜巷運(yùn)輸作業(yè)現(xiàn)場在拉運(yùn)過程中隨時(shí)可能出現(xiàn)這樣或那樣的隱患，而司機(jī)處理不當(dāng)就很有可能發(fā)生事故。
3）斜巷違章停車裝料或其他作業(yè)。當(dāng)班班組長安排工作不細(xì)，不認(rèn)真，沒有交代作業(yè)過程中的安全注意事項(xiàng)。作業(yè)人員為了作業(yè)省力，蠻干違章。
4）斜巷安全設(shè)備不齊全或閉合不到位，倒置在運(yùn)行過程中起不到安全保護(hù)作用，從而造成斜巷跑車事故或安全設(shè)施閉合不到位，在下車場有作業(yè)人員時(shí)，上車場的車輛進(jìn)入斜巷造成跑車，出現(xiàn)傷亡事故。
5）絞車維護(hù)不到位長期帶病運(yùn)行，鋼絲繩出現(xiàn)斷絲、硬彎、打結(jié)或磨損超限不及時(shí)更換，等都有可能出現(xiàn)斜巷跑車事故發(fā)生。
6）連接裝置不合格如出現(xiàn)裂紋、破損、磨損超限等如果沒有及時(shí)進(jìn)行更換，在拉運(yùn)過程中可能出現(xiàn)連接裝置斷裂造成跑車事故。
7）運(yùn)輸車輛本身缺陷造成事故。裝材料或機(jī)械車輛由于使用時(shí)間較長，車輛底盤、碰頭、閉鎖裝置等由于長時(shí)間碰撞或銹蝕等沒有及時(shí)進(jìn)行檢修修復(fù)，在運(yùn)輸過程中在薄弱環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)斷裂，造成事故。
8）在斜巷正常拉運(yùn)過程中，由于軌道質(zhì)量不合格造成在車輛掉道，在處理掉道車輛時(shí)，由于使用處理方法不當(dāng)（如用絞車硬拉處理、在松繩狀態(tài)下使車輛復(fù)軌等）導(dǎo)致事故發(fā)生。
除了以上原因以外，區(qū)隊(duì)干部對斜巷運(yùn)輸?shù)牟恢匾曇彩且粋€(gè)主要原因，特別是一些采掘一線的管理人員，他們認(rèn)為采掘一線主要任務(wù)就是生產(chǎn)，每班只安排幾個(gè)職工進(jìn)行材料運(yùn)輸，對現(xiàn)場的運(yùn)輸管理全部由當(dāng)天拉運(yùn)人員中臨時(shí)安排人員進(jìn)行負(fù)責(zé)，造成在運(yùn)輸過程中得不到有效的監(jiān)管，任由現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行違章蠻干，最后導(dǎo)致事故發(fā)生。
2 斜巷事故發(fā)生的預(yù)防措施
由以上斜巷小絞車運(yùn)輸事故的發(fā)生原因分析可知，運(yùn)輸事故的發(fā)生主要表現(xiàn)在“人、物、環(huán)境”（人是指作業(yè)人員，物是指設(shè)備、材料、工具等，環(huán)境是指工作現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境）在三者之間是沒有輕重主次之分，只要任何一個(gè)出現(xiàn)問題都有可能造成運(yùn)輸事故的發(fā)生。要減少或控制運(yùn)輸事故，應(yīng)采取以下措施。
1）在斜巷運(yùn)輸?shù)脑O(shè)計(jì)開始必須經(jīng)過嚴(yán)密的設(shè)備選型以及驗(yàn)算，以該區(qū)域設(shè)計(jì)巷道的參數(shù)（斜巷的長度、坡度）為基礎(chǔ)，以最大設(shè)備重量為承載量，合理的選擇小絞車的型號和鋼絲繩的型號，必須保證絞車的牽引了和鋼絲繩的破斷拉力是斜巷小絞車安全運(yùn)行的首要保證。
2）在小絞車?yán)\(yùn)時(shí)，絞車司機(jī)必須熟知絞車的性能，尤其掌握提升的最大靜張力，估算出所拉設(shè)備的重量。特別是對于不經(jīng)常拉運(yùn)的材料，決不能盲目進(jìn)行拉運(yùn)，必須向管理人員問清楚，采取謹(jǐn)慎態(tài)度，寧可少掛車輛或不拉運(yùn)（嚴(yán)禁超掛車輛）。如超載超重運(yùn)料，很有可能引起制動(dòng)力矩不夠，造成斷繩或跑車事故。
3）絞車司機(jī)必須持證上崗，在工作期間職工必須清楚本人操作證的工種，在班組長安排工作是，首先要考慮是否有該工種的操作證，如果沒有必須果斷的拒絕班組長的安排，并說明原因，再由班組長合理安排其他符合該崗位的作業(yè)人員。
4）在斜巷絞車運(yùn)行過程中，上下口的把鉤工應(yīng)負(fù)責(zé)把口嚴(yán)禁人員進(jìn)入斜巷，在發(fā)現(xiàn)有人進(jìn)入時(shí)把鉤工應(yīng)及時(shí)制止此類違章行為，發(fā)現(xiàn)后立即向絞車司機(jī)打信號，停車并制止，堅(jiān)決做到斜巷“行人不行車，行車不行人”。
5）在斜巷作業(yè)過程中必須嚴(yán)格按照相關(guān)的作業(yè)規(guī)程和《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，在從事特殊作業(yè)時(shí)必須編制專門的安全技術(shù)措施，根據(jù)措施進(jìn)行作業(yè)。
6）對斜巷所使用的設(shè)備和安全設(shè)施、工具特別是連接裝置在拉運(yùn)前必須由專人進(jìn)行專項(xiàng)檢查，對存在的不安全隱患和不合格工具必須堅(jiān)決進(jìn)行處理更換，必須保證設(shè)備和安全設(shè)施始終處于完好狀態(tài)。
7）要強(qiáng)化安全宣傳教育和培訓(xùn)，提高員工的運(yùn)輸安全意識(shí)和安全技能。各單位的領(lǐng)導(dǎo)干部必須利用每班班前會(huì)的學(xué)習(xí)時(shí)間對職工在現(xiàn)場操作中可能出現(xiàn)的一些違章現(xiàn)象和不規(guī)范行為以及一些隱患進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，并給出出現(xiàn)相應(yīng)問題的處理和解決方案。對全礦實(shí)行的“手指口述”和“崗位描述”必須給職工詳細(xì)講解并剖析，使職工熟練掌握。要切記讓職工對一些規(guī)定進(jìn)行死記硬背，干部應(yīng)根據(jù)規(guī)定結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際對職工說明制定各條款的原因，使其對規(guī)定有進(jìn)一步的理解，從而便于現(xiàn)場實(shí)際操作。通過學(xué)習(xí)和培訓(xùn)讓職工掌握礦井運(yùn)輸安全的重要性，必須給職工樹立“安全第一”的思想，增強(qiáng)遵章守紀(jì)、按章操作的自覺性，要做到只要不安全，堅(jiān)決進(jìn)行作業(yè)的思想意識(shí)。
8）加強(qiáng)現(xiàn)場的安全監(jiān)督檢查，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)規(guī)章制度。要通過單位自查和管理科室的抽查來加強(qiáng)礦井運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)督和管理，是有效遏制運(yùn)輸事故的重要手段。特別是礦井專門成立的督導(dǎo)組檢查人員必須具備豐富的運(yùn)輸管理工作經(jīng)驗(yàn)，且工作積極、責(zé)任心強(qiáng)，并熟悉斜巷運(yùn)輸中各工種的《操作規(guī)程》和作業(yè)程序，掌握《煤礦安全規(guī)程》和一些相關(guān)的管理規(guī)定，對全礦的斜巷小絞車安全運(yùn)行填卡制度的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督檢查，對使用中的小絞車安全運(yùn)行進(jìn)行現(xiàn)場隨機(jī)監(jiān)督和卡片簽字認(rèn)可的復(fù)查工作，對存在的問題必須及時(shí)安排人員進(jìn)行處理，對一些問題得不到解決的必須嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)人員的責(zé)任，進(jìn)行從嚴(yán)、從重處罰。
除了以上的預(yù)防措施外我們還可以給職工創(chuàng)造一個(gè)安全的工作環(huán)境。如斜巷要有足夠的光線照明，一坡三擋設(shè)置齊全。在一些特殊地點(diǎn)制作安全提示小標(biāo)語。班前會(huì)上安排工作任務(wù)要細(xì)致認(rèn)真，要強(qiáng)調(diào)在作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的隱患和問題并給出相應(yīng)的處理辦法。再就是安全監(jiān)督檢查人員應(yīng)加強(qiáng)斜巷作業(yè)監(jiān)督檢查，幫扶作業(yè)人員遵章作業(yè)。
摘 要：淺析斜井跑車事故的危害，斜井跑車事故的發(fā)生原因及其主要特點(diǎn)，絞車聯(lián)動(dòng)擋車器的結(jié)構(gòu)與工作原理，斜井絞車聯(lián)動(dòng)擋車器的主要功能與特點(diǎn)，以及應(yīng)注意的兩個(gè)關(guān)鍵問題。
關(guān)鍵詞：煤礦斜井；絞車聯(lián)動(dòng)；擋車器；原理；特性
一、引言
煤礦斜井串車提升，一直是常用的提升方式。該提升作業(yè)程序比較復(fù)雜，需要的操作人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對作業(yè)人員間的協(xié)調(diào)配合要求還比較高，且提升過程中極易發(fā)生跑車事故。事故一旦發(fā)生，將給人身安全和財(cái)產(chǎn)安全都造成極大的危害。因此，斜井提升也是煤礦安全防范的重點(diǎn)之一，必須采取行之有效的措施，預(yù)防和制止跑車事故的發(fā)生。
斜井串車提升發(fā)生的跑車事故，因能量積蓄很大，破壞性極強(qiáng)。采用高強(qiáng)度耐沖擊的擋車器，會(huì)造成擋車器體積過大、對控制機(jī)構(gòu)的功率和強(qiáng)度要求高，存在響應(yīng)時(shí)間長等諸多弊端。通過擋車器和絞車的聯(lián)動(dòng)，就可以降低擋車器的強(qiáng)度，提高靈敏度，從而有效防止跑車事故的發(fā)生。
二、斜井跑車事故的發(fā)生原因及其主要特點(diǎn)
煤礦斜井跑車，實(shí)質(zhì)上就是被牽引的車輛失去控制后，在重力的作用下沿斜坡方向加速下滑的現(xiàn)象。一旦失控的車輛自由下滑到斜坡的底端，巨大的沖擊力就會(huì)給周圍設(shè)施造成損毀。斜井跑車發(fā)生的區(qū)間還難以確定，事故的破壞性極強(qiáng)。
斜井跑車事故發(fā)生的原因與主要特點(diǎn)，可歸納為以下幾點(diǎn)（類）：
1）斷繩造成的跑車。有時(shí)因載荷超過了鋼絲繩的破斷力，或者受外力沖擊，以致造成鋼絲繩破斷，而使得被牽引的車輛失去控制。特點(diǎn)：跑車發(fā)生在車輛運(yùn)行區(qū)段，車輛具有一定的初速度，不易發(fā)現(xiàn)和控制。破壞性隨事故發(fā)生的位置而不同。
2）斷銷造成的跑車。車輛運(yùn)行過程中因連接銷斷裂或滑脫，以致造成了被牽引車輛失去控制。特點(diǎn)與斷繩跑車截然相同。
3）未連掛車輛的跑車。因作業(yè)操作失誤或井口擋車裝置失效，使未連掛的車輛滑人斜巷造成的跑車事故。特點(diǎn)：發(fā)生在上井口車場，車輛初始運(yùn)行速度較小或?yàn)榱?，易發(fā)現(xiàn)，并在井口車場內(nèi)極易控制或制止事故擴(kuò)大。如果不能及時(shí)制止，則失控的車輛將在整個(gè)斜巷內(nèi)自由下滑，積聚的動(dòng)能最大，破壞性也最強(qiáng)。
三、絞車聯(lián)動(dòng)擋車器的結(jié)構(gòu)與工作原理
1）絞車聯(lián)動(dòng)擋車器結(jié)構(gòu)。絞車聯(lián)動(dòng)擋車器主要由電源開關(guān)、行程開關(guān)組件、信號開關(guān)、執(zhí)行元件、擋車器，以及信號傳輸線路等組成。在此以電控式絞車聯(lián)動(dòng)擋車器為例說明之。電源控制開關(guān)選用DW83-80N型可逆磁力起動(dòng)器，執(zhí)行元件選用電動(dòng)推桿，擋車器選用型鋼與轉(zhuǎn)軸組合而成的自復(fù)位型擋車器，按照分段距離確定其強(qiáng)度。
擋車器及形成開關(guān)組件設(shè)置，見圖1（a）。由圖中示意可以看出，兩檔擋車器將整個(gè)斜井劃為AB、BC、CD三段。其對應(yīng)于圖1（b），行程開關(guān)組件I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ將整個(gè)圓盤分為三段圓弧。
2）絞車聯(lián)動(dòng)擋車器工作原理。①當(dāng)下放車輛時(shí)，提升絞車起動(dòng)，車輛2由上車場被推向變坡點(diǎn)A，安裝于限速圓盤上的控制凸輪板也由起點(diǎn)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)車輛2到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，控制凸輪板到達(dá)Aˊ點(diǎn)。②車輛通過A點(diǎn)后，沿斜坡向B點(diǎn)運(yùn)行，控制凸輪板也由Aˊ轉(zhuǎn)向Bˊ。當(dāng)車輛2接近B點(diǎn)時(shí)，控制凸輪板到達(dá)行程開關(guān)組件I的位置，并將行程開關(guān)4壓下。行程開關(guān)串接在電源開關(guān)正向控制線圈電路中的常開點(diǎn)閉合；正向控制線圈有電；接觸器動(dòng)作；電動(dòng)推桿收縮，通過連接鋼絲繩牽引第一檔擋車器3轉(zhuǎn)動(dòng)；擋車器伏在基礎(chǔ)坑上，低于軌面，同時(shí)觸發(fā)設(shè)置于基礎(chǔ)坑內(nèi)的信號開關(guān)，向絞車房發(fā)送允許通過的燈光信號。車輛2可順利通過。③當(dāng)車輛2全部通過B點(diǎn)后，控制凸輪板轉(zhuǎn)至行程開關(guān)組件Ⅱ處，并壓下行程開關(guān)2。行程開關(guān)2串接于電源開關(guān)反向控制線圈電路中的常斷接點(diǎn)閉合；電源開關(guān)反向控制線圈有電；反向接觸器動(dòng)作；電動(dòng)推桿伸出；擋車器在自重力的作用下抬起復(fù)位，并釋放信號開關(guān)。AB段恢復(fù)封閉狀態(tài)，車輛不能通過。④第二檔擋車器的動(dòng)作由行程開關(guān)Ⅲ、Ⅳ控制，對BC段進(jìn)行封閉，阻擋該區(qū)段發(fā)生跑車事故的車輛繼續(xù)下滑（其控制原理與第一檔擋車器相同）。⑤當(dāng)車輛上提時(shí)，車輛撞擊擋車器，使擋車器伏在基礎(chǔ)坑上。車輛通過后，擋車器自行復(fù)位?？刂仆馆啺咫S限速圓盤反向旋轉(zhuǎn)，將行程開關(guān)壓桿抬起，行程開關(guān)不動(dòng)作。⑥通過調(diào)整行程開關(guān)組件I、Ⅱ的相對位置，可調(diào)整A、B、C、D問的距離，實(shí)現(xiàn)根據(jù)擋車器的強(qiáng)度對斜井巷道適當(dāng)分區(qū)，以確保擋車器工作的可靠性。⑦通過調(diào)整行程開關(guān)組件I、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ之間的相對位置，就可控制擋車器的開閉時(shí)間，從而限制車輛通過的個(gè)數(shù)，并實(shí)現(xiàn)防止超掛車輛現(xiàn)象的發(fā)生。
四、斜井絞車聯(lián)動(dòng)擋車器的主要功能與特點(diǎn)
在斜巷中運(yùn)輸，為防止跑車事故或阻止跑車事故的擴(kuò)大，必須在斜井設(shè)置能將跑車車輛阻擋住的具有極高強(qiáng)度和靈敏度的擋車器，但是這個(gè)問題難以解決。高強(qiáng)度勢必造成擋車器體積大、功率大、響應(yīng)時(shí)間長、靈敏度又低。而絞車聯(lián)動(dòng)擋車器，則可綜合以上特點(diǎn)，并能有效地解決這一矛盾。
斜井絞車聯(lián)動(dòng)擋車器主要特點(diǎn)：①該系統(tǒng)可通過深度指示器圓盤定位，方便準(zhǔn)確，易于調(diào)整，且不發(fā)生誤動(dòng)作。②系統(tǒng)具有可靠的控制功能，可根據(jù)提升機(jī)鉤頭的位置，準(zhǔn)確地控制擋車器的開閉，便于將整個(gè)提升區(qū)間進(jìn)行分段和分段地設(shè)置擋車器，同時(shí)全部與絞車聯(lián)動(dòng)。它能限制發(fā)生跑車車輛的自由下滑距離，從而使車輛未積聚較大動(dòng)能時(shí)就能被擋車器及時(shí)阻住，這樣也降低了對擋車器強(qiáng)度、體積和機(jī)構(gòu)功率的要求，并縮短擋車器的響應(yīng)時(shí)間，有效提高擋車器的動(dòng)作靈活性。③系統(tǒng)可通過相應(yīng)的信號及時(shí)通知操作人員，使其迅速判斷是否發(fā)生了事故，從而選擇可靠的操作方法。④系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與擋車器之間，通過鋼絲繩柔性連接，從而消除了車輛撞擊擋車器時(shí)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的破壞性，也使系統(tǒng)易于恢復(fù)和降低運(yùn)行費(fèi)用。⑤本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，便于維護(hù)和使用。
五、應(yīng)注意的關(guān)鍵問題
安裝使用應(yīng)注意的兩點(diǎn)：①系統(tǒng)使用控制凸輪板時(shí)，應(yīng)不影響提升絞車限速裝置和自動(dòng)減速裝置的正常工作。使用非接觸元件(如紅外線傳感器)替代控制凸輪板和行程開關(guān)組件為好。②系統(tǒng)可以使用風(fēng)動(dòng)、液壓等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但其缺點(diǎn)是動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間較長，在考慮擋車器強(qiáng)度或?qū)π本侄螘r(shí)，應(yīng)將響應(yīng)時(shí)間內(nèi)車輛積蓄的能量和運(yùn)行距離考慮進(jìn)去，以保障擋車強(qiáng)度。
六、結(jié)語
本絞車聯(lián)動(dòng)擋車器，由于采用了分段式控制，在滿足擋車強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，有效第縮小了體積，提高了響應(yīng)效果，阻車也有了保障。這樣也能降低運(yùn)行成本。系統(tǒng)操作簡單，維護(hù)方便，可靠性高。
摘要：本文簡要介紹了變頻絞車的特點(diǎn),重點(diǎn)講述了變頻絞車電控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的使用情況。
關(guān)鍵詞：煤礦 變頻絞車 電控系統(tǒng) 應(yīng)用
礦用絞車是通過纏繞鋼絲繩帶動(dòng)提升容器沿井筒或傾斜井巷運(yùn)行的提升機(jī)械,是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)礦中用不可少的重要運(yùn)輸設(shè)備,常用于采區(qū)、工作面順槽及掘進(jìn)工作面等地點(diǎn)。為了進(jìn)一步提升絞車運(yùn)行中的安全性、經(jīng)濟(jì)性與可靠性,從而達(dá)到節(jié)能與增效的目標(biāo),必須對絞車的電氣控制措施進(jìn)行改造,其中探討變頻絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)的應(yīng)用對煤礦生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。本文主要論述變頻絞車電控系統(tǒng)的組成及應(yīng)用。
1、變頻絞車的特點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、移動(dòng)方便、用于礦井可節(jié)省大量的開拓費(fèi)用。
(2)安全防爆,適用于煤礦井下等含有煤塵、瓦斯或其它易燃易爆氣體的場所。
(3)變頻絞車是以全數(shù)字變頻調(diào)速為基礎(chǔ),以矢量控制技術(shù)為核心,使異步電機(jī)的調(diào)速性能可以與直流電機(jī)相媲美。表現(xiàn)在低頻轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速平滑、調(diào)速范圍廣、精度高、節(jié)能明顯等。
(4)采用雙PLC控制系統(tǒng),使斜井絞車的控制性能和安全性能更加完善。
(5)操作簡單、運(yùn)行安全穩(wěn)定、故障率低、基本上免維護(hù)。
變頻絞車控制系統(tǒng)是完成絞車按一定的控制要求,安全可靠運(yùn)行的一種過程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括絞車的提升控制;行程測量、控制與指示;故障檢測、報(bào)警與保護(hù);安全電路及液壓站工作制動(dòng)與安全制動(dòng)控制等。以PLC為控制核心的絞車控制系統(tǒng),極大地提高了控制系統(tǒng)本身的安全可靠性,使絞車控制性能和保護(hù)性能更加完善;使控制系統(tǒng)的硬件組成和線路更加簡化;操作和維護(hù)更加容易。
2、變頻絞車電控系統(tǒng)適用的范圍
變頻絞車電控系統(tǒng),適用于交流異步電動(dòng)機(jī)(繞線型或鼠籠型)驅(qū)動(dòng)的單滾筒或雙滾筒纏繞式絞車。既可以與新安裝的絞車配套使用,也適合于對老絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)改造。變頻絞車電控設(shè)備適用于以下場所:
(1)海拔高度不超過1000米,如超過這個(gè)海拔高度,元器件在功率、容量方面應(yīng)按海拔高度的增加,適當(dāng)降容使用。
(2)周圍環(huán)境溫度不高于+40℃,不低于-20℃。
(3)相對濕度不超過95±3％。
(4)沒有導(dǎo)電塵埃及對金屬和絕緣有破壞作用的氣體。
(5)在無淋水、滴水、無劇烈振動(dòng)和顛簸的地點(diǎn)使用。
(6)沒有強(qiáng)磁場作用。
(7)防爆設(shè)備適用于煤礦井下等含有煤塵,瓦斯或其它易燃易爆氣體的場所。
3、變頻絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)
(1)電機(jī)型式及調(diào)速方式:
電機(jī):交流異步電動(dòng)機(jī),推薦采用鼠籠電機(jī);
單機(jī)最大容量:660V,355kW;1140V,500kW;
電機(jī)電壓等級:380V,660V,1140V;電壓波動(dòng)范圍:±10％;
調(diào)速方式:交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速;
主回路:交-直-交電壓型;
功率器件:IGBT或SKiiP。
(2)控制方式是PLC雙線制控制。
(3)適用范圍:井下暗斜井、暗立井;地面斜井、立井;單水平、多水平;單滾筒、雙滾筒。
4、變頻絞車電控系統(tǒng)
變頻絞車電控系統(tǒng)可簡單地劃分為:變頻調(diào)速系統(tǒng)(由輸入電抗器箱+VFD1、變頻器箱+VFD2組成);PLC控制系統(tǒng)(由PLC控制箱+DS、司機(jī)臺(tái)+PA組成);信號系統(tǒng)(+LM)。
變頻調(diào)速系統(tǒng)是根據(jù)PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的控制指令,通過對絞車交流拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和頻率控制,來完成對絞車的啟動(dòng)、加速、穩(wěn)速、減速、停止等運(yùn)行過程的控制。交流異步電動(dòng)機(jī)采用了矢量控制技術(shù)后,使異步電機(jī)的調(diào)速性能可以與直流電機(jī)相媲美。表現(xiàn)在低頻轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速平滑、調(diào)速范圍廣、精度高、節(jié)能明顯等。
PLC控制系統(tǒng)主要完成絞車從啟動(dòng)、加速、等速、減速、爬行到停車的整個(gè)過程的邏輯控制;行程測量、控制與指示;故障檢測、報(bào)警與保護(hù);安全電路及液壓站工作制動(dòng)與安全制動(dòng)控制等。PLC控制系統(tǒng)極大地提高了控制系統(tǒng)本身的安全可靠性,使絞車控制性能和保護(hù)性能更加完善;使控制系統(tǒng)的硬件組成和線路更加簡化;操作和維護(hù)更加容易。PLC控制系統(tǒng)受信號系統(tǒng)的控制與閉鎖。
信號系統(tǒng)是根據(jù)上下井口或各個(gè)中段的生產(chǎn)情況,在具備開車條件后,由各水平信號工以打點(diǎn)的形式,通知司機(jī)按要求開車,同時(shí)與PLC控制系統(tǒng)之間有各種信號閉鎖,可避免因司機(jī)誤操作造成安全故障。信號系統(tǒng)內(nèi)部有嚴(yán)格的邏輯閉鎖,并有語音對講和報(bào)警功能。
5、煤礦變頻絞車電控系統(tǒng)的應(yīng)用
5.1 調(diào)速精度高,調(diào)速范圍廣
調(diào)速精度不低于0.5%,調(diào)速范圍為0.3～額定轉(zhuǎn)速。
5.2 雙線制保護(hù)
由于采用一條硬件安全電路和兩條軟件安全電路相互冗余,使得系統(tǒng)更加安全可靠。
5.3 雙線制控制
正常提升時(shí),采用雙PLC系統(tǒng)相互監(jiān)視,相互冗余。當(dāng)其中一個(gè)PLC系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)PLC系統(tǒng)仍可投入進(jìn)行應(yīng)急開車,最大程度的給用戶減少損失。
5.4 操作簡便
絞車司機(jī)操作簡單,系統(tǒng)安全性大大提高。
5.5 節(jié)能效果明顯
系統(tǒng)將再生能量通過四象限變頻調(diào)速裝置回饋電網(wǎng),采用AFE自換向技術(shù)保持回饋電流與電網(wǎng)電壓的反相位,真正實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。
5.6 延長絞車壽命
煤礦變頻絞車的電氣控制中可以對設(shè)備的啟動(dòng)、加速時(shí)間進(jìn)行合理的調(diào)節(jié),進(jìn)而減少了在絞車啟動(dòng)時(shí)對電器部件或機(jī)械部件的沖擊,并且增強(qiáng)了電氣系統(tǒng)的可靠性,有利于延長絞車的壽命。
6、結(jié)語
總之,在變頻絞車電控系統(tǒng)中,以防爆四象限變頻器為主要拖動(dòng)設(shè)備,通過雙PLC數(shù)字控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的絞車雙線制保護(hù)及控制。從而促進(jìn)了我國煤礦工業(yè)的全面發(fā)展。
摘要：在敘述煤礦絞車盤形閘的組成的基礎(chǔ)上，闡述了盤形閘工作間隙的監(jiān)測與調(diào)整方法。
0 前言
絞車提升系統(tǒng)中盤形閘與制動(dòng)盤的工作間隙是一個(gè)重要參數(shù)。煤礦安全規(guī)程明確規(guī)定：“絞車提升裝置必須裝有閘間隙保護(hù)裝置，當(dāng)閘間隙超過規(guī)定值(一般為2mm)時(shí)能自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電”。為此，設(shè)計(jì)了具有聲光報(bào)警功能的盤形閘工作間隙動(dòng)態(tài)監(jiān)測報(bào)警儀。
1 儀器結(jié)構(gòu)及工作原理
盤形閘工作間隙動(dòng)態(tài)監(jiān)測報(bào)警儀有兩種結(jié)構(gòu),可根據(jù)現(xiàn)場條件選擇使用：(1)就地安裝，即主機(jī)安裝在盤形閘附近；(2)遠(yuǎn)地安裝，即在盤形閘附近安裝一臺(tái)數(shù)據(jù)檢測儀，顯示主機(jī)放在絞車房或其它1．5km范圍以內(nèi)的任何地方。
儀器工作原理：儀器主機(jī)由單片機(jī)控制，未安裝傳感器前，儀器各點(diǎn)顯示的間隙距離為無窮大(實(shí)際顯示為4mm左右，由傳感器性質(zhì)決定)，當(dāng)固定好傳感器后，各點(diǎn)顯示為盤形閘間隙的零點(diǎn)初始值。為讓傳感器工作在最佳區(qū)域范圍內(nèi)，要求傳感器離制動(dòng)盤1．5mm左右，通過儀器面板上的調(diào)零按鈕將各點(diǎn)調(diào)零，則在各點(diǎn)顯示為“0．O”時(shí)，單片機(jī)已將各點(diǎn)的初始距離保存在一只掉電不丟失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器里，并且儀器一直顯示當(dāng)前檢測的盤形閘間隙與初始值之差，即盤形閘的工作間隙。
2 硬件
2．1 主機(jī)
2．1．1 顯示電路
儀器顯示分辨率為0．1mm，在現(xiàn)場已足夠使用，所以每個(gè)測點(diǎn)顯示的數(shù)據(jù)為2位有效數(shù)字，即最大9．9mm，最小非零數(shù)字0．1mm。儀器有8個(gè)測點(diǎn)共16位LED數(shù)碼管，為節(jié)約硬件電路資源，選用了2片高性能串行接口、8位LED數(shù)據(jù)管顯示驅(qū)動(dòng)器MAX7219芯片，它的主要特點(diǎn)為：供電電壓5V，管腳為24腳，外部只需要一只普通的限流電阻，輸入的顯示數(shù)據(jù)為BCD碼，只需三根輸入數(shù)據(jù)線，內(nèi)部動(dòng)態(tài)掃描，編程控制LED亮度、小數(shù)點(diǎn)和顯示的位數(shù)。
2．1．2 通信電路
設(shè)計(jì)通信電路是為了實(shí)現(xiàn)該儀器與其他單片機(jī)或計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)通信。如電路板不接顯示器，可當(dāng)作就地?cái)?shù)據(jù)采集分機(jī)。通過通信電路與另一臺(tái)遠(yuǎn)距離主機(jī)或計(jì)算機(jī)相連，或功能相同的兩臺(tái)報(bào)警儀，一臺(tái)就地安裝，一臺(tái)遠(yuǎn)地安裝，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使觀察、操作、維護(hù)都很方便。電路設(shè)計(jì)采用光耦隔離、RS485接口芯片，同時(shí)加有濾
波、抗干擾措施，傳輸距離達(dá)數(shù)公里，并可與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
2．1．3 傳感器測試電路
傳感器輸出為電壓信號，所以必須經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換后才能由單片機(jī)檢測，儀器選用了高性能串行接口TLC2543集成電路，它具有11路模擬輸入，輸入電壓范圍0-VREF，VREF最大可達(dá)芯片的電源電壓5V，它的分辨率為12位，具有內(nèi)部時(shí)鐘，功耗12．5mW，工作方式可編程，外圍電路不需其他任何元器件，且在使用中性能穩(wěn)定、可靠，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，軟件編程也較簡單。需要注意的是，單片機(jī)每次讀出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是上一次選通的模擬通道數(shù)據(jù)而非本次操作輸出的通道數(shù)據(jù)。該芯片不允許輸入電壓超過其電源電壓，而一般的標(biāo)有0―5V輸出的傳感器都可能超過5V(如輸入超限時(shí))，為防止損壞TLC2543，設(shè)計(jì)時(shí)在傳感器與TLC2543之間增加了一只電壓跟隨、限幅輸出電路，它的功能是當(dāng)傳感器輸出電壓小于5V時(shí)，其輸出為線性跟隨，當(dāng)傳感器輸出電壓大于5V時(shí)，則輸出限幅為5V，確保TLC2543在安全范圍內(nèi)工作。為了使轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，須在位移傳感器的輸出或A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端對地跨接一只濾波電容，這是很必要的，否則，單片機(jī)讀出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，有波動(dòng)。
2．1．4 自動(dòng)復(fù)位電路
自動(dòng)復(fù)位電路由二極管、振蕩器和單片機(jī)復(fù)位電路組成。振蕩器正常工作時(shí)每隔一定的時(shí)間(可調(diào)整)輸出一個(gè)正脈沖給復(fù)位電路，讓單片機(jī)復(fù)位。然而單片機(jī)在正常工作時(shí)并不需要復(fù)位信號，只有在單片機(jī)死機(jī)時(shí)才需要它輸出一個(gè)正脈沖，這就要求單片機(jī)不能允許振蕩器正常工作?？衫谜袷幤鞯那辶阋_，在單片機(jī)正常工作中不斷的輸出一個(gè)清零脈沖給振蕩器，使振蕩器輸出全為低電平。
2．1．5 存儲(chǔ)電路與調(diào)零電路
其功能是保存數(shù)據(jù)在儀器掉電的情況下不丟失，主要保存零點(diǎn)的數(shù)字。所謂零點(diǎn)數(shù)字，就是指在儀器安裝好后，位移傳感器與制動(dòng)盤的初始距離。在離鐵質(zhì)物質(zhì)0一lmm范圍內(nèi)是傳感器的盲區(qū)。儀器要求傳感器的初始距離在1―5mm范圍內(nèi)，在此基礎(chǔ)上，通過按鍵調(diào)零按鈕，即將當(dāng)前的初始距離值保存起來，此后顯示器顯示的數(shù)字即為盤形閘與制動(dòng)盤的間隙距離。調(diào)零電路設(shè)有8只按鈕，分別對應(yīng)8只位移傳感器，按不同的按鈕會(huì)得到不同的初始距離，存儲(chǔ)電路將一一對應(yīng)地把不同點(diǎn)的初始值放在不同的存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)器選用了EE．PROM，易編程控制，價(jià)格低廉，工作穩(wěn)定可靠。
2．1．6 聲光報(bào)警電路
在8個(gè)測點(diǎn)中，其中任一個(gè)間隙超限(大于2mm)時(shí)都能發(fā)出聲光報(bào)警。在正常情況下，指示燈為綠色，報(bào)警時(shí)，對應(yīng)的指示燈變成紅色。聲光報(bào)警指示直到超限間隙回復(fù)到安全距離以內(nèi)(小于2mm)時(shí)才解除。為現(xiàn)場使用方便，儀器還設(shè)有一組無源接點(diǎn)輸出備用，有報(bào)警時(shí)接點(diǎn)閉合，正常時(shí)接點(diǎn)斷開。
2．2 位移傳感器設(shè)計(jì)
位移傳感器為電感式微位移傳感器。工作范圍為1～5nun，精度可達(dá)0．01mm。傳感器為鐵磁感應(yīng)式傳感器，當(dāng)感應(yīng)線圈附近沒有鐵磁物體時(shí)，流過感應(yīng)線圈的電流為恒定初始電流，當(dāng)有鐵質(zhì)物體靠近時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，鐵質(zhì)物體處在傳感器線圈電磁場中，內(nèi)部被磁化并產(chǎn)生渦流，吸收了傳感器線圈中的電磁場能量,使得流過線圈中的電流減小，鐵質(zhì)物體離傳感器越近，傳感器線圈中通過的電流越小，通過適當(dāng)增加電路補(bǔ)償，基本上可使線圈中的電流與線圈離鐵質(zhì)物體的間隙成正比關(guān)系，再通過轉(zhuǎn)換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換成0～5V的電壓信號。
3 軟件
3．1 主程序
圖1 是主程序流程圖。在主程序中，報(bào)警的設(shè)置是利用單片機(jī)內(nèi)部的一個(gè)寄存器字節(jié)(8位，可尋址)，放8個(gè)測點(diǎn)的報(bào)警值，若超限報(bào)警，該位置1；不超限，該位清零。對燈光指示，該位直接輸出到單片機(jī)的控制輸出線上；對聲音，則判斷整個(gè)字節(jié)是否全為零，否則，只要有一個(gè)位為1，則聲報(bào)輸出，只有當(dāng)整個(gè)字節(jié)全為零時(shí)，聲報(bào)才解除。
3．2 通信程序
設(shè)計(jì)通信程序工作于全中斷方式，當(dāng)接收到外來計(jì)算機(jī)通信指令時(shí)，單片機(jī)才作出相應(yīng)的操作，不同的指令，執(zhí)行不同的操作，操作完畢，退出中斷，返回主程序。
4 安裝調(diào)試
對位移傳感器，可通過一只“Z”型鐵板將其固定在盤形閘上面的一顆螺釘上，傳感器長度160mm，用兩個(gè)螺母(傳感器自帶)固夾在“Z”字型鐵板上。用一只厚度為1．5mm的塑料片作襯墊，使傳感器頭與制動(dòng)盤保持i．5mm左右的初始工作間隙，儀器送電后，分別將各測點(diǎn)調(diào)零，調(diào)完后所有測點(diǎn)均顯示“0．0”，此時(shí)儀器安裝調(diào)試完畢。使用一段時(shí)間后，由于某些點(diǎn)安裝不牢或因振動(dòng)造成某些點(diǎn)的初始值不為零，或?yàn)樨?fù)零點(diǎn)幾，或?yàn)檎泓c(diǎn)幾，表明初始間隙有微變，這時(shí)再一次調(diào)零即可。
作者簡介：
梁修龍，男，安徽六安人，助理工程師，現(xiàn)在淮浙煤電公司顧北煤礦分公司機(jī)電修配中心從事機(jī)電技術(shù)管理工作。
摘要：為深入貫徹落實(shí)“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，進(jìn)一步加強(qiáng)調(diào)度管理，促進(jìn)安全可靠生產(chǎn)?，F(xiàn)對煤礦井下斜巷調(diào)度絞車的安全設(shè)施、安全管理做一淺談。
關(guān)鍵詞：煤礦井；絞車；安全
一、安全管理：新安裝調(diào)度絞車必須由礦專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，調(diào)度絞車的安裝、回撤要有專人負(fù)責(zé)。安裝設(shè)計(jì)中，要明確標(biāo)注絞車硐室尺寸、絞車型號、控制設(shè)備型號、絞車安裝地點(diǎn)、安裝尺寸、照明和信號的安裝位置、鋼絲繩型號、長度、最大載荷量、繩頭的連接方式，以及下山安全設(shè)施（車檔、保險(xiǎn)門、地滾的安裝尺寸和具體要求等）。 所有調(diào)度絞車的安裝質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)和安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，安裝竣工后應(yīng)驗(yàn)收合格方可投入使用。 調(diào)絞牽引斜長超過15m時(shí)，都必須安裝聲光信號，信號線應(yīng)采用橡套電纜，并且不準(zhǔn)有雞爪子、羊尾巴、明接頭。調(diào)度絞車電源開關(guān)必須采用遠(yuǎn)控按鈕操作。 調(diào)絞管理要專人包機(jī)，誰使用誰管理，保持完好，絞車離合、制動(dòng)系統(tǒng)、護(hù)繩板等安全裝置必須齊全可靠。否則，不準(zhǔn)使用。提升車輛的鋼絲繩、鉤頭、連接裝置，必須符合要求，掛車要用保險(xiǎn)鉤頭，傾角大于12°時(shí)要用保險(xiǎn)繩。 調(diào)度絞車在使用中必須實(shí)行班檢查原則，班檢查由司機(jī)負(fù)責(zé)。 對調(diào)絞要實(shí)行定期維修，禁止在井下倒換使用或超周期使用。井上大修后的絞車應(yīng)有專人負(fù)責(zé)質(zhì)量檢驗(yàn)，不合格不準(zhǔn)使用。絞車司機(jī)要固定專人，經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)并考核合格后方可持證上崗，不準(zhǔn)無證開車，司機(jī)必須嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制和《操作規(guī)程》，嚴(yán)禁超載提運(yùn)，嚴(yán)禁不送電放車。 調(diào)度絞車提升的鋼絲繩和保險(xiǎn)繩必須嚴(yán)格執(zhí)行日檢查制度。
二、斜巷絞車安全設(shè)施：調(diào)度絞車主要安全設(shè)施有阻車器、保險(xiǎn)門。作為下山絞車第一道安全設(shè)施必須由絞車司機(jī)控制，當(dāng)?shù)V車提升到上部時(shí)，由司機(jī)控制關(guān)上保險(xiǎn)門（或阻車器），當(dāng)?shù)V車再次下方時(shí)，由司機(jī)控制打開保險(xiǎn)門（或阻車器）。當(dāng)然由司機(jī)自動(dòng)控制這道設(shè)施是有一定難度的，如果設(shè)阻車器必須用機(jī)械控制，但是由于絞車距阻車器超過20米時(shí)，操作起來不靈敏。所以調(diào)度絞車下方第一道安全設(shè)施應(yīng)該用保險(xiǎn)門(此保險(xiǎn)設(shè)施上方安設(shè)一盞防爆行車紅燈)，最適合操作，保險(xiǎn)門可以設(shè)計(jì)電動(dòng)控制。那么電動(dòng)保險(xiǎn)門是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？此保險(xiǎn)門必須特殊加工，在保險(xiǎn)門的轉(zhuǎn)軸上，安裝旋轉(zhuǎn)電機(jī)，此電機(jī)由真空磁力起動(dòng)器開關(guān)控制電機(jī)正反旋轉(zhuǎn)。在礦車提升到距絞車5米處的軌道上或絞車前巷道變平坡點(diǎn)適當(dāng)處安設(shè)一臺(tái)行程式控制開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)控制和起動(dòng)保險(xiǎn)門開與關(guān)。這一電動(dòng)保險(xiǎn)設(shè)施對運(yùn)輸安全是一種保障，免去以往人為忘記關(guān)保險(xiǎn)門在變坡點(diǎn)處忘記掛鉤頭、提前摘鉤頭或斷繩等造成跑車，而造成的危險(xiǎn)。安全設(shè)施必須安全靈活可靠，信號系統(tǒng)必須通暢靈敏，下面說一下信號系統(tǒng)。調(diào)度絞車信號系統(tǒng)包括聯(lián)絡(luò)信號、行車紅燈和照明燈。聯(lián)絡(luò)信號，從過去的防爆打點(diǎn)機(jī)和防爆電鈴傳輸點(diǎn)的個(gè)數(shù)，從而發(fā)出拉放車信號，而現(xiàn)在的聲光信號器，不光是信號聲傳輸還燈光提示和語音傳輸雙方的對話?？烧彰鳠艉托熊嚰t燈在斜巷調(diào)度絞車運(yùn)輸中還有待普遍使用和技術(shù)改進(jìn)。下面重點(diǎn)說一下，斜巷調(diào)度絞車運(yùn)輸?shù)勒彰鳠艉托熊嚰t燈的設(shè)計(jì)和使用，現(xiàn)在斜巷調(diào)度絞車道照明燈的使用是很有必要的，煤礦《安全規(guī)程》規(guī)定“斜巷提升時(shí)嚴(yán)禁蹬車、行人”，在車運(yùn)行當(dāng)中把鉤工更不能蹬車。當(dāng)運(yùn)輸巷道設(shè)置照明時(shí)，上面司機(jī)和下面把鉤工都能觀察到一定距離的車運(yùn)行情況。在運(yùn)輸巷道里設(shè)置50米一盞照明燈，還可以隨時(shí)觀察到巷道的支護(hù)情況和人員行走方便。
綜上所述調(diào)度絞車巷道是有必要安設(shè)照明燈的，那么在實(shí)際操作時(shí)行車紅燈是必須有的安全設(shè)施。因?yàn)樵诿旱V《安全操作規(guī)程》中有“行車不行人，行人不行車” 特殊規(guī)定。因此在車運(yùn)行當(dāng)中，尤其車行至巷道上部時(shí)，人在下部很難發(fā)現(xiàn)車是否在運(yùn)行，人在向巷道上山行走過程中，如果這時(shí)運(yùn)行車輛發(fā)生斷繩、斷鏈、斷銷等造成跑車事故時(shí)，人員是很難躲閃不開的，會(huì)造成嚴(yán)重后果。所以行車紅燈是行車信號燈，在調(diào)度絞車斜巷中每100米一盞紅燈是必須安設(shè)的安全設(shè)施。那么在斜巷調(diào)度絞車運(yùn)輸中怎樣來實(shí)現(xiàn)行車時(shí)紅燈亮呢？在這里先說一下調(diào)度絞車現(xiàn)在使用的QBZ-80N防爆開關(guān)的工作原理。
先將起動(dòng)器隔離開關(guān)Q閉合，隔離開關(guān)Q閉合后電源變壓器T獲電源。保護(hù)器JDB的執(zhí)行繼電器J吸合，串接于中間繼電器K3和K4吸合線圈回路中的常開觸點(diǎn)3、4閉合。為起動(dòng)器正常工作做好準(zhǔn)備。按下外控正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕S2，中間繼電器K3吸合，常開觸點(diǎn)K31閉合，真空接觸器K1吸合線圈接通，主觸頭K1接通，電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)；同時(shí)真空接觸器輔助觸頭的一組常閉觸頭K12打開，將漏電閉鎖回路斷開，使漏電閉鎖保護(hù)解除。當(dāng)中間繼電器K3和真空接觸器K1閉合時(shí)，另一組中間繼電器K3的常閉觸點(diǎn)K32與K34打開，使之外控反轉(zhuǎn)起動(dòng)器按鈕S3不能再起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。按下起動(dòng)器停止按鈕S1或外控停止按鈕S4，中間繼電器K3吸合線圈釋放，常開觸點(diǎn)K31打開真空接觸器K1吸合線圈釋放，主觸頭K1斷開，電動(dòng)機(jī)停止，同時(shí)真空接觸器輔助觸點(diǎn)的一組常閉觸點(diǎn)K12閉合漏電閉鎖回路接通，漏電閉鎖保護(hù)投入。起動(dòng)器反向起動(dòng)與正向起動(dòng)工作原理相同。
要想最終實(shí)現(xiàn)行車紅燈亮，QBZ-80N防爆開關(guān)需改進(jìn)：為什么要對開關(guān)改進(jìn)呢？由于QBZ-80N防爆開關(guān)現(xiàn)有三個(gè)大接線嘴，兩個(gè)小接線嘴，接線室內(nèi)有5個(gè)控制用小接線端子。因此需改進(jìn)開關(guān)如圖，把接線室內(nèi)增加兩個(gè)小接線端子，開關(guān)本身增加一個(gè)接線小嘴。這樣才能保證實(shí)現(xiàn)行車時(shí)紅燈亮。
為能實(shí)現(xiàn)對斜巷調(diào)度絞車行車紅燈的控制，在外接照明綜保開關(guān)借一相127V電源（另一相127V電源直接接入紅燈），接到中間繼電器任意一對常開觸點(diǎn)上（必須把正、反向起動(dòng)器兩個(gè)中間繼電器的兩對常開觸點(diǎn)串在一起），形成一個(gè)行車紅燈的電源開關(guān)，當(dāng)起動(dòng)器起動(dòng)時(shí)中間繼電器吸合，常開觸點(diǎn)閉合，從而實(shí)現(xiàn)行車時(shí)紅燈亮。
隨著科技的發(fā)展和實(shí)踐的證明，一切煤礦井下使用的電器設(shè)備會(huì)愈來愈標(biāo)準(zhǔn)和完善，投入的設(shè)施會(huì)靈活可靠更能保證安全生產(chǎn)。
摘要：通過對煤礦提升絞車電控系統(tǒng)技術(shù)革新的回顧，闡述了我國科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展和科技在推動(dòng)企業(yè)發(fā)展中的巨大作用。
關(guān)鍵詞：絞車電控；技術(shù)革新；系統(tǒng)
0 概述
絞車是煤礦的大型只要設(shè)備，也是煤礦所有設(shè)備中唯一需要調(diào)速運(yùn)行的設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著煤礦人員與設(shè)備材料的提升。早期的煤礦提升絞車電控系統(tǒng)都是采用KKX或TKD電控系統(tǒng)，由于它在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下能夠滿足提升絞車的調(diào)速要求，因此，在煤礦中得到了廣泛的應(yīng)用，很多煤礦至今仍沿用這種控制系統(tǒng)。
九十年代中期，隨著自動(dòng)化控制等技術(shù)的成熟和發(fā)展，以PLC代替繼電器以及外圍電路、可控硅無觸點(diǎn)調(diào)速裝置代替交流接觸器的新一代提升絞車電控設(shè)備在焦作華飛公司誕生，它的問世大大簡化了原提升絞車的電控系統(tǒng)，使提升絞車的控制操作簡單化和智能化邁進(jìn)了一大步。目前，隨著控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，好多廠家（如洛陽源創(chuàng)電氣有限公司、唐山開誠電控設(shè)備集團(tuán)有限責(zé)任公司）已經(jīng)研制出高低壓變頻調(diào)速裝置并將其成功應(yīng)用于煤礦提升絞車電控系統(tǒng)。下面就煤礦提升絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)過程作一綜述。
1 PLC技術(shù)的成功應(yīng)用
1．1 PLC概述
可編程控制器是專門為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種通用控制器，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)而發(fā)展起來的新型工業(yè)控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、編程容易、體積小、使用靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)。近年來在工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域，如冶金、機(jī)械、電力、石油、煤炭、化工、輕紡、交通、食品、環(huán)保、輕工、建材等工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化控制的三大支柱之一。
1．2 絞車電控采用PLC的優(yōu)勢
(1)簡化了系統(tǒng)。PLC與傳感器等器件配合后，完全代替了原TKD控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器、磁放大器、自整角機(jī)、測速度發(fā)電機(jī)等部件，因此，減化了控制系統(tǒng)，減少了故障點(diǎn)，使維護(hù)變得簡單易行。
(2)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)?？删幊炭刂破魇菍楣I(yè)控制而設(shè)計(jì)的，在硬件和軟件電路設(shè)計(jì)方面都采用了屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動(dòng)恢復(fù)等措施，使可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，其平均無故障時(shí)間達(dá)到(3―5)×l04h以上。
(3)編程直觀、簡單?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩?、面向現(xiàn)場，考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線路的特點(diǎn)，其編程所用的梯形圖語言與繼電器原理圖相類似，形象直觀，易學(xué)易懂。
(4)適應(yīng)性好?？删幊炭刂破魇峭ㄟ^程序?qū)崿F(xiàn)控制的，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，只要修改程序配置，組成規(guī)模不同、功能不同的控制系統(tǒng)即可，適應(yīng)能力非常強(qiáng)。
(5)增加了控制的科技含量。目前的可編程控制器具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、通信、人機(jī)對話、自檢、記錄和顯示等等功能，使設(shè)備控制水平大大提高。
2 可控硅無觸點(diǎn)加速接觸器及真空接觸器的應(yīng)用
TKD電控系統(tǒng)的高壓換向器、線路接觸器、加速接觸器等全采用的是大功率的空氣式交流接觸器，用于線路及電阻切換，這些元件存在一個(gè)共同缺點(diǎn)，就是電磁及機(jī)械噪聲大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損壞不可靠。經(jīng)過多年的研究和探索，焦作華飛等公司終于研制出高壓真空換向器和可控硅調(diào)速裝置，很好地解決了這一問題。
(1)高壓真空接觸器的使用。用高壓真空接觸器代替原空氣式高壓換向器、線路接觸器，并采用現(xiàn)場總線方式接收主控臺(tái)PLC發(fā)出的操作指令，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的正反向切換和正常運(yùn)行控制。該接觸器以真空作為滅弧介質(zhì)，因此具有主電路電弧不外露、分?jǐn)嗄芰Υ?、體積小、重量輕、壽命長、低噪聲和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
(2)可控硅調(diào)速裝置的研制應(yīng)用。該裝置利用了可控硅(SCR)的開關(guān)特性，巧妙地替代了原系統(tǒng)的空氣式交流接觸器，同時(shí)采用現(xiàn)場總線方式接收主控臺(tái)PLC發(fā)出的操作指令，實(shí)現(xiàn)主電機(jī)轉(zhuǎn)子回路外接電阻的切換，其切換原理如圖1所示。該裝置有以下優(yōu)點(diǎn)： ’
①無觸點(diǎn)控制，運(yùn)行可靠，無噪音；
②優(yōu)良的動(dòng)、靜特性；
③結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便。
圖1 可控硅調(diào)速裝置原理圖
3 高壓變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用
礦山提升絞車通過對控制電路的改造，減化了系統(tǒng)，降低了噪聲，維護(hù)方便，同時(shí)增加了系統(tǒng)的科技含量。但其機(jī)械特性及調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性等性能指標(biāo)并沒有改變。隨著控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，一種數(shù)字、節(jié)能、智能化的絞車調(diào)速控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，那就是高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。
3．1 高壓變頻原理
隨著通用變頻器技術(shù)的日新月異和快速發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置也不斷地成熟起來，原來一直難于解決的高壓問題，近年來也隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展得到了很好的解決。
高壓變頻器類型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較多，但原理和功能大同小異。根據(jù)有無直流環(huán)節(jié)將高壓變頻器分為兩大類：無直流環(huán)節(jié)的變頻器，即交一交變頻器和有直流環(huán)節(jié)的變頻器稱為交一直一交變頻器，其中直流環(huán)節(jié)采用大電感以平抑電流脈動(dòng)的變頻器稱為電流源型變頻器；直流環(huán)節(jié)采用大電容以抑制電壓波動(dòng)的變頻器則稱為電壓源型變頻器，煤礦提升絞車一般多采用IGBT單元串聯(lián)型變頻器。由于受功率器件(IGBT或GTo)耐壓的限制，高壓變頻器運(yùn)用了電壓疊加技術(shù)，輸出電壓由若干個(gè)低壓單元串聯(lián)而成，每個(gè)單元相當(dāng)于一個(gè)常壓變頻器，完全利用了通用變頻器的成熟技術(shù)和功率器件。各個(gè)功率單元由隔離變壓器的二次線圈分別供電(如圖3所示)，可以很方便地得到不同電壓等級的輸出，而不受功率器件耐壓的限制。其功率單元及系統(tǒng)原理如圖2所示。
圖2IGBT功率單元原理圖
3．2 變頻調(diào)速提升機(jī)的控制優(yōu)勢
(1)真正實(shí)現(xiàn)了絞車的無機(jī)調(diào)速，可以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制，使絞車在加、減速階段運(yùn)行非常平穩(wěn)，具有良好的機(jī)械性能。
(2)軟啟動(dòng)軟停車，減小了機(jī)械沖擊，在啟動(dòng)、加速換檔及減速階段不會(huì)對電網(wǎng)造成沖擊，可以進(jìn)行高頻度的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)模塊化、智能化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡單，排除故障容易。
(4)系統(tǒng)簡化，占用空間小。絞車變頻控制系統(tǒng)取消了原老系統(tǒng)的加速接觸器、電阻箱、高壓換向器、低頻電源裝置、動(dòng)力制動(dòng)裝置、測速裝置、繼電器屏等設(shè)備，系統(tǒng)僅由高壓開關(guān)柜、高壓變頻器、主控臺(tái)(PLC、數(shù)字式主令控制器等)等幾部分組成，且只需要普通鼠籠型異步電機(jī)即可。
圖3 6 000 V變頻器系統(tǒng)原理圖
(5)全中文界面，顯示操作直觀，交互性好。
(6)變頻器四象限運(yùn)行，在絞車下放階段向電網(wǎng)回饋能量，實(shí)現(xiàn)電氣制動(dòng)，提高了運(yùn)行的可靠性。
(7)由于使用了普通的鼠籠式電機(jī)，因此節(jié)省了原系統(tǒng)電阻部分的轉(zhuǎn)差功率消耗。同時(shí)在絞車下放階段向電網(wǎng)回饋能量，節(jié)能效果非常明顯。據(jù)測算，絞車實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速后，其節(jié)能效果提高30％ ～40％ 。
(8)容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，無需任何換向裝置。
(9)適用范圍廣。目前，高壓防爆變頻調(diào)速絞車已成功應(yīng)用于煤礦井下。
(10)直接轉(zhuǎn)矩控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制。
4 結(jié)論
高壓變頻控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，使絞車的機(jī)械性能發(fā)生了質(zhì)的飛躍，是絞車控制理論的一個(gè)重大突破。但是由于受功率器件耐壓的限制，目前必須采用均壓疊加技術(shù)才得以實(shí)現(xiàn)，而且在軟件控制方面的技術(shù)并不十分成熟，因此它的發(fā)展和改進(jìn)尚有一定的空間。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的日益成熟，高壓變頻器將朝著大功率、小型化、輕型化和無傳感器控制等方向發(fā)展。屆時(shí)，煤礦提升絞車的控制將會(huì)變得更加完美。
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【摘 要】絞車是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中較為常見的一種起重設(shè)備。絞車的出現(xiàn)于發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)較長時(shí)間的發(fā)展過程。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，絞車的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷的提升當(dāng)中，通過在設(shè)計(jì)上和生產(chǎn)工藝、材料上的提升和優(yōu)化，提升絞車在工作性能和操作安全方面都都得到了長足的發(fā)展。本文就現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中針對提升絞車進(jìn)行的設(shè)計(jì)補(bǔ)充和優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
【關(guān)鍵詞】煤礦；提升絞車；設(shè)計(jì)；優(yōu)化
絞車作為現(xiàn)代工業(yè)中施工現(xiàn)場主要的起重機(jī)械。在煤礦開采、港口運(yùn)算、工廠建設(shè)的過程中應(yīng)用廣泛。其中，提升絞車主要被應(yīng)用于煤礦開采過程中豎井和斜井的物品和人員調(diào)運(yùn)工作。提升絞車的牽引性能十分優(yōu)秀，作為煤礦開采過程中設(shè)備和人員的運(yùn)輸工具，為煤礦的正常運(yùn)行提供了更為可靠的安全保障。
絞車正被廣泛地運(yùn)用于礦山、港口、工廠、建筑和海洋等諸多領(lǐng)域。
一、提升絞車的性能和設(shè)計(jì)要求
提升絞車主要應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備牽引當(dāng)中。煤礦開采和生產(chǎn)過程中，由于礦洞本身的封閉性和狹窄特點(diǎn)。所以良好的人員和設(shè)備的牽引機(jī)械，是保證煤礦生產(chǎn)基礎(chǔ)要求。為此，針對煤礦生產(chǎn)工作的需要，提升絞車的設(shè)計(jì)需要滿足一下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求：
1、良好的牽引能力
對于提升絞車的牽引能力又可以細(xì)分為絞車的負(fù)載能力和驅(qū)動(dòng)能力。由于煤礦開采的過程中，礦井的縱向深度和橫向距離是處在不斷的增加過程中的。因此，為了滿足開采工作的需要。提升絞車的牽引功能被嚴(yán)格要求。煤礦生產(chǎn)的過程中，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，提升絞車的工作包含礦石運(yùn)輸，人員和生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)度幾個(gè)方面，貨物、人員、設(shè)備的重量對于提升絞車的負(fù)載能力造成了很大的考驗(yàn)。如果牽引過程中提升絞車的負(fù)載能力不能夠滿足實(shí)際的需求，絞車的收放工作就將難以進(jìn)行。
同時(shí)，在保證提升絞車負(fù)載能力的基礎(chǔ)上，提升絞車還需要具備出色的驅(qū)動(dòng)能力。在這里，要額外強(qiáng)調(diào)的是，絞車的驅(qū)動(dòng)能力并不僅僅是指絞車對于牽引重量上的負(fù)荷能力，還包括提升過程中絞車的穩(wěn)定性和加速過程中的安全性。
牽引能力是提升絞車的主要性能之一，特別是在煤礦開采過程中。提升設(shè)備的牽引能力被特別強(qiáng)調(diào)。
2、提升絞車的調(diào)速能力和可靠性
提升絞車在煤礦開采工作的過程中，針對不同開采現(xiàn)場的特點(diǎn)，提升絞車的運(yùn)行速度的要求也是個(gè)不相同的。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)提升絞車的調(diào)速運(yùn)行也已經(jīng)不再停留在設(shè)計(jì)范圍。為了實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要針對提升絞車在動(dòng)作時(shí)的現(xiàn)場調(diào)速能力進(jìn)行優(yōu)化和補(bǔ)充。確保高速運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和低速運(yùn)行中的勻速效果。
再有，煤礦開采和生產(chǎn)過程中，礦洞的開采是不斷向下進(jìn)行的。同時(shí)為了保證礦洞的穩(wěn)定性，煤礦礦井的橫截面積都不是很闊約。一旦提升絞車出現(xiàn)故障或者事故，財(cái)產(chǎn)的損失是小，井下員工的安全和礦井的安全是大。為此，針對煤礦礦井下惡劣的生產(chǎn)條件。要對提升絞車的安全性能進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用范圍和性能需要，針對絞車的最大負(fù)載能力、設(shè)備元件的維修、故障時(shí)的應(yīng)急措施，都要進(jìn)行全面的考慮并進(jìn)行優(yōu)化。
3、提升絞車的易操作性和自動(dòng)化
隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對于生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的各種設(shè)備的操作性能和自動(dòng)化要求越來越高。絞車易操作性的提升也就代表由于操作失誤導(dǎo)致的生產(chǎn)事故的概率降低。同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)和理念的應(yīng)用，代表了提升絞車自愈性和可控性的增加。
對于提升絞車自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，不僅要滿足易操作的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)也要滿足絞車自身安全運(yùn)作的要求。
二、提升絞車的設(shè)計(jì)優(yōu)化
煤炭作為我國的主要傳統(tǒng)能源，在我國人民生活生產(chǎn)的過程中應(yīng)用廣泛。隨著我國經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展。對于煤炭的需求量和煤炭產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)量都在不斷的提升中，這使得用于煤礦開采過程中的生產(chǎn)設(shè)備的性能需要進(jìn)一步的補(bǔ)充和優(yōu)化。同時(shí)考慮到設(shè)備的生產(chǎn)和運(yùn)行成本，如何在優(yōu)化設(shè)備性能的同時(shí)，減少設(shè)備損耗，降低設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行成本也是進(jìn)行優(yōu)化的一個(gè)方面。
1、從提升絞車的工作原理出發(fā)
對于提升絞車，從事煤礦開采工作的人員并不陌生。提升絞車的工作原理也相對簡單，及時(shí)通過設(shè)備內(nèi)部的電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，通過驅(qū)動(dòng)器、太陽輪、行星輪、內(nèi)齒輪以及調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)提升絞車對于設(shè)備的提升和牽引功能。
由此，提升絞車的最大驅(qū)動(dòng)能力和負(fù)載能力主要和牽引設(shè)備使用的材料和電機(jī)的性能相關(guān)聯(lián)，通過設(shè)計(jì)可優(yōu)化的范圍不大。而絞車的穩(wěn)定性和可靠性就成為設(shè)計(jì)優(yōu)化當(dāng)中的主要內(nèi)容。
2、輔助裝置的使用
對于提升絞車的設(shè)計(jì)優(yōu)化，絞車的安全性是其中關(guān)鍵之一。為此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要增加用于保障設(shè)備安全的輔助裝置，例如：緊急制動(dòng)器、調(diào)速裝置、深度指示器等等。其中緊急制動(dòng)裝置對于設(shè)備故障起到緊急剎車作用。，當(dāng)絞車發(fā)生故障時(shí)，電力液壓制動(dòng)器會(huì)自動(dòng)咬合絞車制動(dòng)齒輪，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的緊急制動(dòng)。
3、行星差動(dòng)傳動(dòng)裝置在提升絞車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
行星差動(dòng)傳動(dòng)裝置是通過調(diào)節(jié)和控制設(shè)備運(yùn)行過程中元件的穩(wěn)定性，對設(shè)備的安全運(yùn)作提供了保障。采用行星差動(dòng)技術(shù)調(diào)節(jié)提升絞車剎車帶的松緊和齒輪的倒換，不論在提升絞車運(yùn)作過程中的調(diào)速能力還是可靠性，都有著出色的作用。
對于行星差動(dòng)技術(shù)在絞車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，要在深入了解行星傳動(dòng)技術(shù)和提升絞車平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對無級調(diào)速系統(tǒng)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)，涉及到參數(shù)的選取和零件的安裝。通過對零件的校正獲得了合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
總 結(jié)
本文通過分析煤礦生產(chǎn)當(dāng)中，提升絞車的設(shè)計(jì)理念和要求，對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中提升絞車設(shè)計(jì)的優(yōu)化提出了建議和看法。對于煤礦作業(yè)當(dāng)中的提升絞車而言，在保證設(shè)備性能的情況下，降低設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行當(dāng)中的成本也是提高設(shè)備設(shè)計(jì)質(zhì)量和市場競爭力的主要優(yōu)化內(nèi)容。如何結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)對提升絞車的設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，還需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)不斷的摸索。
摘要：本文對煤礦回柱絞車的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行了簡要論述。
關(guān)鍵詞：回柱絞車
0 引言
當(dāng)今社會(huì)煤炭是的一項(xiàng)重要能源，是國民經(jīng)濟(jì)保持高速增長的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。由于資源條件和能源科技發(fā)展水平?jīng)Q定，在未來的30-50年內(nèi)，世界范圍內(nèi)新能源、可再生能源及核電的發(fā)展尚不能普遍取代礦物燃料。因此，在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)礦物燃料仍將是人類的主要能源。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是世界經(jīng)濟(jì)對能源的旺盛需求，世界煤炭開采技術(shù)也得到迅猛地發(fā)展。20世紀(jì)末期以來，先進(jìn)采煤國家積極應(yīng)用機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了采掘機(jī)械化和自動(dòng)化控制，做到了礦井的高產(chǎn)高效生產(chǎn)。
機(jī)械化是煤炭工業(yè)增加產(chǎn)量、提高勞動(dòng)效率、改善勞動(dòng)條件、保障安全生產(chǎn)的必要技術(shù)手段，也是煤炭生產(chǎn)過程中節(jié)約能源、人力和減少原材料消耗的有效技術(shù)措施。礦井輔助運(yùn)輸作為礦井運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分之一，在礦山生產(chǎn)中也占有重要地位，尤其是現(xiàn)代化礦井對此更應(yīng)高度重視。
煤炭工業(yè)的機(jī)械化是指采掘、支護(hù)、運(yùn)搬、提升的機(jī)械化。其中運(yùn)搬包括運(yùn)搬和輔助運(yùn)搬。絞車就是輔助運(yùn)搬的其中一種。我國絞車的發(fā)展大致分為三個(gè)階段。20世紀(jì)50年代主要是仿制設(shè)計(jì)階段；60年代，自行設(shè)計(jì)階段；70年代以后，我國進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)階段。
1 概述
JHB-8型回柱絞車是一種有效的礦山輔助設(shè)備。該型絞車主要應(yīng)用于回柱放頂，同時(shí)也可用于上山、下山、平巷等綜采工作面設(shè)備的搬遷，比如液壓支架、溜槽等。此外，拉緊皮帶機(jī)機(jī)頭、運(yùn)料、調(diào)度車輛等工作都可以用這種絞車來完成。在港口、碼頭、建筑工地、工廠企業(yè)，這種回柱絞車也可以發(fā)揮作用?？梢?，回柱絞車在煤炭行業(yè)、機(jī)械行業(yè)，包括部分其他行業(yè)都有著不可忽視的地位。
1.1 回柱絞車在回采工作面的布置方式
①安裝在回風(fēng)巷內(nèi)，距回采工作面約20-30m。這種布置方式適用條件廣，尤其是煤層傾角較大，頂板破碎，壓力較大的工作面。但這種布置方式會(huì)影響回風(fēng)巷的運(yùn)料工作。每一次回柱需移動(dòng)導(dǎo)向輪，鋼絲繩繞過導(dǎo)向輪，多了一個(gè)拐彎，摩擦阻力增大，鋼絲繩容易損壞。按這種方式布置的回柱絞車，必須沿鋼絲繩牽引方向長條式布置，絞車寬度不應(yīng)超過900mm，過寬則會(huì)堵塞巷道。
②安設(shè)在回采工作面上端，緊靠回風(fēng)巷上部和密集支柱之間。這種布置方式在頂板較好、煤層傾角較小的條件下采用。但每進(jìn)行一個(gè)循環(huán)都須移動(dòng)絞車，且需移開柱子，因而不夠方便。在工作面上方頂板壓力較大時(shí)，機(jī)座受力容易變形，可能引起齒輪嚙合不良，甚至回柱絞車有被壓埋的危險(xiǎn)。
③安設(shè)在工作面上，工作面上有數(shù)臺(tái)絞車同時(shí)回柱，加快回柱速度。這種布置方式對淺截深的機(jī)采工作面尤為需要。
1.2 回柱絞車結(jié)構(gòu)的一般分析
1.2.1 按驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分
①手搖式回柱絞車
手搖式回柱絞車用于人工回柱，體積小，重量輕，移動(dòng)方便，結(jié)構(gòu)簡單。但人工回柱效率低，安全性差，一般只用作輔助作業(yè)，或在回收金屬支柱時(shí)使用。
②風(fēng)動(dòng)回柱絞車
風(fēng)動(dòng)回柱絞車?yán)Υ?，重量輕，適用于我國西南地區(qū)的超級瓦斯礦，但是風(fēng)動(dòng)回柱絞車成本較高，使用范圍受到限制。
③電動(dòng)回柱絞車
電動(dòng)回柱絞車使用范圍最廣，目前各制造廠生產(chǎn)的多為電動(dòng)回柱絞車。
1.2.2 按滾筒結(jié)構(gòu)分
①纏繞式滾筒
纏繞式滾筒具有一定的容繩量，操作簡單，使用范圍廣，但體積和重量都比較大，現(xiàn)在生產(chǎn)的回柱絞車以采用纏繞式滾筒的為最多。
②摩擦式滾筒
摩擦式滾筒多制成雙曲線型，靠滾筒上的幾圈鋼絲繩與滾筒的摩擦力帶動(dòng)鋼絲繩進(jìn)行工作，滾筒量不受限制，也不存在排繩子問題，解決了咬繩現(xiàn)象，這種絞車尚在試驗(yàn)中。
③鏈條滾筒
鏈條滾筒即用纏繞鏈條來進(jìn)行回柱工作。因鏈條較重，不宜太長，如某廠生產(chǎn)的三噸輕便回柱絞車，鏈條僅有6米，因此，使用這種回柱絞車的極少。
1.2.3 按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分
①普通蝸桿蝸輪傳動(dòng)
普通蝸桿蝸輪回柱絞車，第一級為普通蝸桿蝸輪傳動(dòng)，再經(jīng)過二級圓柱齒輪帶動(dòng)滾筒。采用蝸桿蝸輪傳動(dòng)機(jī)械效率低，雖具有結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)耐用的優(yōu)點(diǎn)，但體積重量都很大，搬運(yùn)困難，不適于井下狹窄環(huán)境和經(jīng)常移動(dòng)的特點(diǎn)，故此類回柱絞車已不再生產(chǎn)。
②圓弧面蝸桿傳動(dòng)
現(xiàn)在生產(chǎn)的各種回柱絞車均采用圓弧面蝸桿傳動(dòng)，機(jī)械效率提高到約為0.8-0.85機(jī)器體積和重量都相應(yīng)減少。
2 國內(nèi)外絞車的發(fā)展
近40年我國的煤炭行業(yè)發(fā)生了巨大變化，綜采機(jī)械化水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，綜采單采原煤產(chǎn)量早已突破了百萬噸，然而煤炭工業(yè)機(jī)械化離不開運(yùn)輸，運(yùn)輸又離不了輔助運(yùn)輸設(shè)備，絞車就是輔助運(yùn)輸設(shè)備的一種。
我國絞車誕生于20世紀(jì)50年代，初期主要仿制日本和蘇聯(lián)的；60年代進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)階段；到了70年代，隨著技術(shù)的慢慢成熟，絞車的設(shè)計(jì)也進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的發(fā)展階段。但與國外水平相比，我國的絞車在品種、型式、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能，三化水平（參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化）和技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面還存在一定的差距。
2.1 國外礦用絞車的特點(diǎn)
①標(biāo)準(zhǔn)化系列化；
②體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；
③高效節(jié)能；
④壽命長、低噪音；
⑤一機(jī)多能、功率大；
⑥外形簡單、平滑、美觀、大方。
2.2 針對國外的情況我們應(yīng)采取以下措施
①制定完善標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行產(chǎn)品更新改造和提高產(chǎn)品性能；
②完善測試手段，重點(diǎn)放在產(chǎn)品性能檢測；
③技術(shù)引進(jìn)和更新?lián)Q代相結(jié)合；
④組織專業(yè)化生產(chǎn)，爭取在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到先進(jìn)國家的水平。
2.3 JHB-8型回柱絞車的技術(shù)特點(diǎn)
①速度變化不大，回柱效率高
JHB-8型回柱絞車工作時(shí)的牽引速度為5.9-8.1m/min，平均速度7m/min，最大牽引力為50KN，容繩量為100m，工作效率大大提高。
②結(jié)構(gòu)簡單，布置合理
JHB-8型回柱絞車的傳動(dòng)系統(tǒng)采用兩級傳動(dòng)，圓弧蝸輪蝸桿齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)，而且采用了開式齒輪傳動(dòng)，大大簡化了機(jī)械部分的傳動(dòng)系統(tǒng)，便于安裝和拆卸，結(jié)構(gòu)布置緊湊、合理。
③操作簡單，安全可靠
JHB-8型回柱絞車采用錐面實(shí)現(xiàn)了工作狀態(tài)和制動(dòng)狀態(tài)的互鎖。絞車起動(dòng)時(shí)動(dòng)載小，鋼絲繩受到的沖擊小。只需輕輕點(diǎn)動(dòng)電機(jī)控制按鈕，就可起動(dòng)電機(jī)，然后操作制動(dòng)的手把，便可實(shí)現(xiàn)絞車的動(dòng)作。
【摘 要】:本文主要對自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成的硬件配置、裝載自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作原理以及改造后系統(tǒng)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析。
煤礦;立井;絞車;自動(dòng)化;裝載系統(tǒng);設(shè)計(jì);改造
1、前言
煤礦隨著生產(chǎn)水平的不斷延伸,其水平煤礦產(chǎn)量也隨之上升,在煤礦生產(chǎn)中絞車起著非常重要的作用。其裝載電控系統(tǒng)自投產(chǎn)以來一直采用手動(dòng)控制,長期以來,有一些問題不能夠得到解決。首先,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。一般情況下,該系統(tǒng)每天分兩班倒班制進(jìn)行井下作業(yè),隨著水平煤炭產(chǎn)量的增加,工人因疲勞而導(dǎo)致操作有誤的事件很多,即造成裝重罐和煤炭裝入井底的事故。其次,必備的保護(hù)裝置比較缺乏。在手工操作下,無法把各種保護(hù)裝置投入進(jìn)去,除了經(jīng)常發(fā)生的上述事件外,溜子、給煤機(jī)偷停,過載故障缺乏報(bào)警監(jiān)控手段,不但延長事故處理時(shí)間,常常引起電機(jī)燒毀和運(yùn)輸溜子故障,嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)秩序。為了解決上述問題,對此系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造。
2、自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成的硬件配置
主井裝載系統(tǒng)是有2臺(tái)往復(fù)式給煤機(jī)、2臺(tái)刮板運(yùn)輸機(jī)、2臺(tái)裝煤定量斗及弧型閘門組成。井上、下煤倉設(shè)有煤位信號傳感器,定量斗弧型閘門設(shè)有位置傳感器(防爆磁開關(guān)),定量斗下有壓磁測力裝置檢測煤量,刮板運(yùn)輸機(jī)、給煤機(jī)由真空開關(guān)控制作為電源控制啟動(dòng)和停止。
電氣控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)集中控制,輸入、輸出信號分為開關(guān)量信號和模擬量信號。刮板運(yùn)輸機(jī)、給煤機(jī)的啟動(dòng)或停止屬于開關(guān)量信號,定量斗內(nèi)的煤量屬于模擬量信號,外界開關(guān)量輸出信號通過24V直流繼電器隔離,可以有效防止外界電氣干擾和高電壓進(jìn)人PLC。對繼電器供電的24V電源,采用直流24V開關(guān)電源作為獨(dú)立工作電源,有效的保證了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。定量斗煤量傳感器采用KJD-7型定重裝置,該裝置可提供2套計(jì)量傳感控制,設(shè)置2套“空”、“滿”、“過滿”參數(shù),提供2套“空”、“滿”、“過滿”繼電器接點(diǎn),分別用于A,B定量斗的煤量檢測。
3、裝載自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作原理
圖1 PLC控制原理與接線
FX2一80MR型PLC的輸人、輸出為繼電器型PLC,輸入信號有40個(gè)接點(diǎn),地址分別為XO~X7、X10~X17、X20~X27、X30~X37、X40~X47,其中X0連接打點(diǎn)按鈕,在檢修或手動(dòng)控制方式下操作人員通過該按鈕向絞車司機(jī)發(fā)出信號;X3,X4連接工作方式按鈕控制,系統(tǒng)啟動(dòng)后默認(rèn)為手動(dòng)控制方式,按一次工作方式按鈕,X4產(chǎn)生一個(gè)“1”脈沖,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為自動(dòng)控制方式;再按一次工作方式按鈕,X4再產(chǎn)生一個(gè)“l(fā)”脈沖,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為自動(dòng)控制方式。檢修控制方式由檢修旋鈕控制,當(dāng)旋鈕閉合時(shí),X3為1,系統(tǒng)強(qiáng)行轉(zhuǎn)到檢修控制方式;X7連接裝載急停按鈕,當(dāng)該按鈕按下后裝載系統(tǒng)全部設(shè)備停止工作,并報(bào)警。X10~X13連接給煤機(jī)啟、停按鈕,在手動(dòng)控制方式和檢修控制方式時(shí),分別為B給煤機(jī)啟、停按鈕和A給煤機(jī)啟、停按鈕;X14~X17在手動(dòng)控制方式和檢修控制方式時(shí),分別為B刮板運(yùn)輸機(jī)啟、停按鈕和A刮板運(yùn)輸機(jī)啟、停按鈕;X20~Xl7分別連接B定量斗弧型閘門開、關(guān)按鈕和A定量斗弧型閘門開、關(guān)按鈕;X32,X33,X47和X34,X35,X6分別連接定量斗煤量狀態(tài)信號,來自KJD-7型定重裝置輸出繼電器,當(dāng)B定量斗煤量分別為“滿”、“過滿”、“空”狀態(tài)時(shí),X32,x33或x47為“l(fā)”,當(dāng)A定量斗煤量分別為“滿”、“過滿”、“空”狀態(tài)時(shí),X34,X35,X6為“1”。X43,X44真空開關(guān)反饋信號,來自B,A給煤機(jī)真空開關(guān)。當(dāng)B或A給煤機(jī)真空開關(guān)閉合時(shí),向PLC柜發(fā)送指示信號,X43或X44為“l(fā)”,表示真空開關(guān)已經(jīng)閉合;X45,X46分別連接B,A刮板運(yùn)輸機(jī)真空開關(guān)信號,當(dāng)B或A刮板運(yùn)輸機(jī)真空開關(guān)閉合時(shí),向PLC柜發(fā)送指示信號,X43或X44為“1”,表示真空開關(guān)已經(jīng)閉合;X25,X42連接A,B箕斗到位信號,來自絞車電控系統(tǒng)接點(diǎn),當(dāng)A或B箕斗到達(dá)裝載位置時(shí),接點(diǎn)閉合,X25或X42為“1”。X27,X36連接絞車上、下行信號,來自絞車電控系統(tǒng)接點(diǎn),當(dāng)絞車上、下行時(shí),接點(diǎn)閉合,X27或X36為“1”;X30,X31連接B,A箕斗進(jìn)入曲軌信號,來自井筒防爆磁開關(guān),當(dāng)箕斗進(jìn)入曲軌時(shí),接點(diǎn)閉合,X3O或X31為“1”;X40,X41連接B,A定量斗弧型閘門關(guān)到位信號,來自B,A定量斗弧型閘門防爆磁開關(guān),當(dāng)定量斗弧型閘門關(guān)到位時(shí),接點(diǎn)閉合,X40或X41為“1”。
4、改造后系統(tǒng)的優(yōu)勢
4.1降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度
在提煤期間,裝載系統(tǒng)采用自動(dòng)的工作方式,以下工作均由設(shè)備來完成:兩個(gè)罐的給煤機(jī)啟停、溜子啟停、計(jì)量斗的開關(guān)以及開車信號的發(fā)出等全部操作。而操作工人只是完成以下工作:巡視和檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),必要的清潔工作。
4.2提高了生產(chǎn)效率
自動(dòng)化工作方式中的各個(gè)工序是要嚴(yán)格按照計(jì)算機(jī)的運(yùn)算指令進(jìn)行,時(shí)間準(zhǔn)確度超過0.15,因此,它在保證安全的前提下提高了工作效率,同時(shí)也對于因人為因素而造成的工作拖延這種情況也得到了避免。
4.3提高了安全性、可靠性,轉(zhuǎn)變了工人違章環(huán)境
由于工人誤操作裝重罐的事故,由于裝重罐保護(hù)裝置投人使用,也得到了抑制。對于箕斗不到位而將煤裝人井下的事故,由于箕斗――計(jì)量斗連鎖保護(hù),其事故的發(fā)生率也得到了抑制。上倉滿、下倉空保護(hù)使井上下流水線作業(yè)信息溝通完善,使得走空溜子現(xiàn)象得到了避免。
5、結(jié)語
通過對煤礦立井絞車自動(dòng)化裝載系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改造,使得立井絞車實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化裝載,創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境,解決了安全問題?？傊?立井絞車自動(dòng)化裝載系統(tǒng)改造成功,為煤礦工作帶來了極大的益處。
摘 要：JTDK-ZN-01S型交流提升機(jī)電控系統(tǒng)采用性能優(yōu)越的進(jìn)口PLC可編程控制器作為主要控制器件，兩套PLC相互冗余，構(gòu)成安全回路雙線制，且冗余量不低于20%。運(yùn)用軟件化的設(shè)計(jì)思想，能用軟件實(shí)現(xiàn)的功能，決不用硬件，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，大大減少了系統(tǒng)的硬件故障。采用了RS485 串行通訊的現(xiàn)場總線技術(shù)，僅用一根屏蔽線即可完成通訊功能，實(shí)現(xiàn)了控制的智能化。在提高系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，省去了大量的控制接線，具有安裝調(diào)試簡單，使用維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：副井絞車 電控改造
本礦副井提升絞車電控裝置原采用天津電氣控制設(shè)備廠生產(chǎn)的JKMK―PC型絞車電控裝置，自2000年5月安裝并投入正式運(yùn)行，至今已有六年多的運(yùn)行時(shí)間，一是電控部分大量的元器件已到使用期限，部分元件已損壞；二是原來的電控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家已倒閉，配件供應(yīng)不及時(shí)；三是PLC內(nèi)部控制程序多次出現(xiàn)丟失現(xiàn)象，程序丟失后只能臨時(shí)采用高壓開車，給副井絞車的安全運(yùn)行帶來很多問題，因此經(jīng)礦多方面調(diào)研論證，確定采用JTDK-ZN-01S型交流提升機(jī)電控系統(tǒng)，對副井絞車電控進(jìn)行改造。
1. 電控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
（1）現(xiàn)場總線技術(shù)
系統(tǒng)采用了RS485 串行通訊的現(xiàn)場總線技術(shù)，僅用一根屏蔽線即可完成通訊功能，實(shí)現(xiàn)了控制的智能化。在提高系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，省去了大量的控制接線，具有安裝調(diào)試簡單，使用維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。
（2）全數(shù)字化設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)將軸編碼器應(yīng)用于絞車電控，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的行程、速度、給定、油壓等，其中數(shù)字化的主令控制器和手閘控制器具有控制準(zhǔn)確、操作方便、故障率低等特點(diǎn)。
（3）軟件化的設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)運(yùn)用軟件化的設(shè)計(jì)思想，能用軟件實(shí)現(xiàn)的功能，決不用硬件，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，大大減少了系統(tǒng)的硬件故障。
（4）模塊化設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)多個(gè)功能集成為不同的電路模塊，如語言報(bào)警模塊、可調(diào)閘模塊、電流檢測模塊、功率檢測模塊、電源模塊等，縮短了故障的處理時(shí)間。
（5）冗余化設(shè)計(jì)
采用性能優(yōu)越的進(jìn)口可編程控制器作為主要控制器件，兩套PLC相互冗余，構(gòu)成安全回路雙線制，且冗余量不低于20%。
（6）抗干擾設(shè)計(jì)
按照抗干擾的設(shè)計(jì)原則，在輸入、輸出、電源等方面有針對性地實(shí)施了抗干擾措施，完全符合GB/T13926電磁兼容性要求，整套系統(tǒng)獨(dú)家通過電兼容性試驗(yàn)，使得系統(tǒng)安全可靠。
（7）完善的防雷系統(tǒng)
主控臺(tái)內(nèi)設(shè)置有完善的防雷系統(tǒng)，采用德國OBO公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的防雷器，有效地提高了系統(tǒng)抵抗自然災(zāi)害的能力。
（8）工業(yè)控制人機(jī)界面
該系統(tǒng)將工業(yè)顯示屏應(yīng)用于電控系統(tǒng)，顯示絞車的各種靜、動(dòng)態(tài)參數(shù)，如速度、行程、油壓、速度圖、力圖、打點(diǎn)次數(shù)及各種開關(guān)量的狀態(tài)。此外顯示屏中設(shè)置了故障記憶和故障態(tài)，以便查尋提升機(jī)的故障狀態(tài)和故障原因，方便簡潔。
（9）UPS電源
采用具有正弦波特性、功率容量充分大的不間斷電源為控制回路供電，①保證了系統(tǒng)電磁兼容性指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；②當(dāng)發(fā)生突然停電，保證了二級制動(dòng)的有效性。
（10）語言報(bào)警
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了安全回路控制接點(diǎn)動(dòng)作記憶電路，一旦安全回路動(dòng)作，引起動(dòng)作的各種故障被記憶下來，并連續(xù)不斷地用語言播放故障位置，大大縮短了故障的查找時(shí)間。
（11）多種運(yùn)行方式
提升系統(tǒng)能完成提升機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)、檢修、故障開車等各種運(yùn)行方式的控制要求。
2. 系統(tǒng)配置
本電控系統(tǒng)按照結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、性能現(xiàn)代化、體積小型化進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，對于提高礦井自動(dòng)化、安全保障能力，以及礦井現(xiàn)代化管理水平具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。此外對于減少設(shè)備維修費(fèi)用，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低能源消耗和噪音污染，提高礦井生產(chǎn)效率等方面，將會(huì)產(chǎn)生很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)設(shè)備特性如下：
（1）智能型全數(shù)字交流主控臺(tái)（JTDK-ZN-ZKT）
（2）智能型高壓低頻換向柜（JTDK-ZN-GHP）
（3）全數(shù)字無環(huán)流低頻電源柜（JTDK-PC-DPY）
（4）智能型可控硅調(diào)速柜（JTDK-ZN-SCR）
（5）高壓饋電開關(guān)柜（KGS1）
（6）低壓電源柜（JTDK-ZN-DYG）
3. 系統(tǒng)的主要技術(shù)性能
（1）提升機(jī)的運(yùn)行方式
提升系統(tǒng)能完成提升機(jī)自動(dòng)、常規(guī)、手動(dòng)、故障開車等各種運(yùn)行方式的控制要求。
（2）數(shù)字行程監(jiān)控器
數(shù)字行程監(jiān)控器由PLC、軸編碼器構(gòu)成。軸編碼器將脈沖信號送入PLC中，經(jīng)PLC邏輯運(yùn)算處理轉(zhuǎn)換成提升機(jī)鋼絲繩線速度和容器行程位置，形成各種操作信號、保護(hù)信號和按行程給定的速度給定曲線。
主控PLC與監(jiān)控PLC之間相互保護(hù)、相互監(jiān)督，并能完成如下功能：
1）實(shí)現(xiàn)PLC故障狀態(tài)下的低速開車功能；
2）實(shí)現(xiàn)數(shù)字行程給定功能，定位精度≤1cm，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字行程罐位顯示；
3）具有對編碼器進(jìn)行同步校正的功能；
4）PLC行程監(jiān)控器可以很容易地進(jìn)行參數(shù)的整定以適應(yīng)變化的工況（如變化了的速度、深度等）。
（3）提升控制
系統(tǒng)核心控制部分采用兩套模塊化工業(yè)微機(jī)―FX2N可編程控制器，該型可編程控制器具有指令眾多，功能強(qiáng)大，配置靈活，使用簡單，工作可靠，可以和管理計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，并能完全滿足礦井提升工藝過程要求。
1）選用日本三菱公司的FX2N 型PLC；
2）主控PLC應(yīng)用軟件能完成提升機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)、常規(guī)等運(yùn)行方式的控制要求；
3）完成提升機(jī)運(yùn)行工藝要求的控制功能；
4）實(shí)現(xiàn)對調(diào)速系統(tǒng)按速度給定的控制；
5）實(shí)現(xiàn)完善的保護(hù)功能，對于等速段超速、減速段過速、過卷等安全保護(hù)具有多重保護(hù)；
6）保護(hù)功能按下列三類設(shè)置：立即施閘的緊急停車、完成本次提升后不允許再次開車的功能，即一次提升、自動(dòng)減速后施閘停車。
7）可在線或離線修改用戶程序；
8）采用全數(shù)字工作閘和主令控制器，采用脈沖編碼器來實(shí)現(xiàn)，使得控制準(zhǔn)確度高、操作輕便、故障率低；
9）留有與礦井生產(chǎn)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的接口。
（4）安全保護(hù)
系統(tǒng)的安全回路有兩套，一套由主控機(jī)PLC，另一套為監(jiān)控機(jī)PLC，實(shí)現(xiàn)PLC的相互冗余。系統(tǒng)的主要保護(hù)有：
立即施閘類保護(hù)，發(fā)生下列各類故障時(shí)，系統(tǒng)能立即進(jìn)行完全制動(dòng)停車，并發(fā)生聲報(bào)警：提升容器過卷、減速段過速保護(hù)、等速段超速保護(hù)、提升容器接近井口速度超過2m/s、錯(cuò)向保護(hù)、給定方向記憶、深指失效保護(hù)、通訊錯(cuò)誤、高壓失壓跳閘保護(hù)、制動(dòng)油過壓、軸編碼器失效。
終端施閘類保護(hù)，完成本次提升后不允許再次開車的保護(hù)，即一次提升：潤滑油欠壓、潤滑油超溫、制動(dòng)油超溫。
自動(dòng)減速后施閘類保護(hù)，發(fā)生下列各類故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)降低速度，然后再施閘停車，并發(fā)出聲報(bào)警：信號電源欠壓、制動(dòng)油故障、主電機(jī)超溫、閘瓦磨損、閘盤偏擺、彈簧疲勞等。
（5）制動(dòng)控制系統(tǒng)
提升機(jī)制動(dòng)控制系統(tǒng)由PLC、安全繼電器、腳踏動(dòng)力制動(dòng)和可調(diào)閘模塊組成，其主要功能是：
1）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致安全回路斷開時(shí)，PLC利用采集來的速度信號和油壓信號，對液壓站制動(dòng)電液閥進(jìn)行PID閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)液壓站的減速制動(dòng)功能。
2）當(dāng)減速制動(dòng)發(fā)生故障時(shí)，若提升機(jī)在井中，PLC直接控制安全閥和二級制動(dòng)閥動(dòng)作，實(shí)施二級制動(dòng)控制；若提升機(jī)接近井口，則實(shí)施一級緊急制動(dòng)。
4. 應(yīng)用情況和效益
副井絞車電控系統(tǒng)自改造以來，運(yùn)行效果良好，未出現(xiàn)任何問題，2006年11月經(jīng)山東省機(jī)電設(shè)備檢測中心性能測試，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，極大地提高了副井安全運(yùn)行的可靠性。該系統(tǒng)改造對于提高礦井自動(dòng)化、安全保障能力，以及礦井現(xiàn)代化管理水平具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
