本發(fā)明屬于制動裝置力矩檢測方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦井提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩的檢測方法。

背景技術(shù)：

提升機在礦山的立井、斜井中廣泛應(yīng)用，主要擔(dān)負(fù)提升礦物、升降人員、物料和設(shè)備等，是礦井系統(tǒng)設(shè)備的咽喉，提升機制動系統(tǒng)是保障提升機安全運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了確保礦山提升工作安全順利的進(jìn)行，《煤礦安全規(guī)程》2016版第426條規(guī)定：提升機機械制動裝置的性能，必須符合下列要求：

制動力矩倍數(shù)必須符合以下要求：

1.制動裝置產(chǎn)生的制動力矩與實際提升最大載荷旋轉(zhuǎn)力矩之比k值不得小于3。

2.對質(zhì)量模數(shù)較小的提升機，上提重載保險閘的制動減速度超過本規(guī)程規(guī)定值時，k值可適當(dāng)降低，但不得小于2。

3.在調(diào)整雙滾筒提升機滾筒旋轉(zhuǎn)的相對位置時，制動裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩，不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重量與提升容器重量之和）形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。

4．計算制動力矩時，閘輪和閘瓦的摩擦系數(shù)應(yīng)根據(jù)實測確定，一般采用0.30～0.35。

同時《煤礦安全規(guī)程》2016版第429條規(guī)定：新安裝的礦井提升機，必須驗收合格后方可投入運行。專門升降人員及混合提升的系統(tǒng)應(yīng)由具備資質(zhì)的機構(gòu)每年進(jìn)行1次性能檢測，其他提升系統(tǒng)至少每3年進(jìn)行1次性能檢測，檢測合格后方可繼續(xù)使用。而在其性能檢測內(nèi)容中，制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩是必須檢測內(nèi)容。盡管目前礦井提升機均采用恒力矩或恒減速閘控系統(tǒng)，但由制動系統(tǒng)引發(fā)的事故仍時有發(fā)生，其中制動力矩不足是其主要原因之一，為真正做到提升機安全可靠地運行，必須對提升機制動裝置制動力矩進(jìn)行經(jīng)常檢測，以判斷它是否滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求，以確保礦井提升機安全運行。

礦井提升機制動力矩測試方法現(xiàn)狀：

ⅰ、間接測試法：即提升機全速運行時實現(xiàn)緊急制動，用專用檢測儀測試出緊急停車減速度值，減速度值應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》2016版第427條規(guī)定（傾角≤30°提升減速度/(m?s-2)≤*、下放減速度/(m?s-2)≥0.75；傾角＞30°提升減速度/(m?s-2)≤5、下放減速度/(m?s-2)≥1.5；注：*式中—自然減速度，m/s2；—重力加速度，m/s2；—井巷傾角，(°)；—繩端載荷的運行阻力系數(shù)，一般取0.010～0.015），通過公式：（—產(chǎn)品最大靜張力差）計算制動力矩值是否符合要求；這種測試工況對提升機機械、減速機、鋼絲繩沖擊大，如果經(jīng)常做這樣的試驗，會縮短提升機及其鋼絲繩使用壽命，同時也會隱藏其它事故隱患，該方法屬于一種破壞性試驗，故采用此方法測試的情況較少。

ⅱ、拉力傳感器法：即分別測試每副閘座上的制動力矩，總制動力矩（其中--均勻系數(shù)1.1）。具體的方法是在緊閘狀態(tài)分別關(guān)閉所有閘座中的一副閘座的制動油路，使其處于制動狀態(tài)，將其余閘座處于敞閘狀態(tài)，然后將鋼絲繩的一端固定在卷，另一端與吊車的吊鏈相連接，中間加入拉力傳感器，當(dāng)啟動吊車?yán)瓌泳硗矔r，該傳感器將拉力傳送到測力儀，當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)動后，拉力由最大值開始下降，由此說明了動態(tài)和靜態(tài)的制動差別，為使測量更加準(zhǔn)確，每副閘座上的制動閘分別測3次，然后求均值；本辦法直接對每副閘進(jìn)行拉力測試，部分礦提升機房沒吊車、沒承重梁，在測試時測試力的切點難掌握，時間耗費較大；具有提升機檢測資質(zhì)機構(gòu)對提升機制動力矩測試時采用此方法較多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有提升機制動裝置的力矩檢測方法不能隨時方便地進(jìn)行提升機制動裝置的力矩測試的技術(shù)問題，提供了一種礦井提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩的檢測方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種礦井提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩的檢測方法，采用電控系統(tǒng)傳動裝置驅(qū)動提升機電機，檢測提升機電機輸出扭矩，采用測試軟件自動采集提升機電機輸出扭矩并自動計算轉(zhuǎn)換成提升機旋轉(zhuǎn)扭矩，自動將該提升機旋轉(zhuǎn)扭矩值與提升機制動器旋轉(zhuǎn)力矩值比較，自動判斷制動裝置產(chǎn)生的制動力矩是否小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩，并將檢測結(jié)果顯示在上位監(jiān)控系統(tǒng)中。

具體方法為：在提升機電控系統(tǒng)增加檢測開關(guān)、力矩試驗按鈕及測試程序，在空容器靜止的條件下，將制動手柄拉在緊閘位置，速度給定手柄放在中間“0”位，提升機控制系統(tǒng)上電，把檢測開關(guān)選擇在力矩檢測位置，調(diào)閘開關(guān)選擇調(diào)閘ⅰ或調(diào)閘ⅱ，啟動制動油泵，按動力矩試驗按鈕，提升機控制系統(tǒng)測試程序動作，傳動系統(tǒng)為提升機電機提供使提升機產(chǎn)生相當(dāng)于150%制動力矩的扭矩的電流，利用傳動系統(tǒng)軟件檢測提升機電機輸出扭矩，經(jīng)測試程序自動采集提升機電機輸出扭矩并自動計算出提升機旋轉(zhuǎn)扭矩，同時經(jīng)測試程序控制油壓使調(diào)閘ⅰ或調(diào)閘ⅱ制動器敞閘，經(jīng)測試程序延時一定時間后，傳動系統(tǒng)自動斷電，制動油壓降為0，提升機緊閘，同時切除電動機定子電流；調(diào)閘ⅰ和調(diào)閘ⅱ模式各測試一次，測試程序自動將提升機旋轉(zhuǎn)扭矩值與提升機1/2制動器旋轉(zhuǎn)力矩值比較，自動判斷制動裝置產(chǎn)生的制動力矩是否小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩，并將結(jié)果以中文形式“力矩測試符合要求”或“力矩測試不符合要求”顯示在上位監(jiān)控系統(tǒng)中。

所述測試程序包括以下計算公式：

------------式1

------------式2

------------式3

------------式4

------------式5。

本發(fā)明的有益效果：

1.采用本發(fā)明可以隨時方便地進(jìn)行制動裝置的力矩測試，比現(xiàn)有檢測方法效率高，在時間、人力和物力方面投資大大減少（說明：如用戶采用拉力測試法或間接測試法進(jìn)行提升機制動裝置的力矩需用戶提前計劃檢修時間，至少2小時，而且該測試工作需4至5人配合完成，提升機應(yīng)在停產(chǎn)狀態(tài)下進(jìn)行測試，而采用此發(fā)明方法，無需提前計劃、停產(chǎn)，隨時可檢測制動裝置力矩，用時最多5分鐘，測試工作需2人配合完成)。

2.當(dāng)制動裝置故障修好或更換器件后，方便提升機生產(chǎn)廠家及用戶自檢，從而提升了提升機系統(tǒng)的可靠性。

3、采用拉力測試法或間接測試法需用戶提前購買拉力測試儀或示波器、電腦等設(shè)備，而采用本發(fā)明在電控系統(tǒng)中只需增加一個按鈕，一個選擇開關(guān)，硬件投資成本低，具有極好的實用價值和經(jīng)濟(jì)價值。

4.本發(fā)明屬于一種對提升機系統(tǒng)無損的檢測方法，無需另外增加檢測設(shè)備。

附圖說明

圖1為本發(fā)明礦井提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩檢測方法流程圖。

具體實施方式

一種礦井提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩的檢測方法，通過電控系統(tǒng)傳動裝置驅(qū)動提升電機，利用傳動裝置軟件檢測提升機電機輸出扭矩，經(jīng)測試軟件采集、自動計算轉(zhuǎn)換成提升機旋轉(zhuǎn)扭矩，該力矩值與提升機1/2制動器旋轉(zhuǎn)力矩值比較（調(diào)閘ⅰ和調(diào)閘ⅱ模式各測試一次），自動判斷制動裝置產(chǎn)生的制動力矩是否小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩的方法，并將檢測結(jié)果以中文形式“力矩測試符合要求”或“力矩測試不符合要求”顯示在上位監(jiān)控系統(tǒng)中。

具體操作方法為：在提升機電控系統(tǒng)增加檢測開關(guān)、力矩試驗按鈕及測試程序，在空容器靜止的條件下，將制動手柄拉在緊閘位置，速度給定手柄放在中間“0”位，提升機控制系統(tǒng)上電，把檢測開關(guān)向左轉(zhuǎn)到力矩檢測位置，調(diào)閘開關(guān)選擇調(diào)閘?。?/2制動器）或調(diào)閘ⅱ（另外一組1/2制動器），（說明：因電機無法產(chǎn)生相當(dāng)于制動裝置全制動力矩的扭矩，所以通過調(diào)閘開關(guān)選擇1/2制動器進(jìn)行試驗），啟動制動油泵，按動操作臺上的力矩試驗按鈕，提升機控制系統(tǒng)測試程序動作，傳動系統(tǒng)為提升機電機提供一定的電流，使提升機產(chǎn)生相當(dāng)于150%制動力矩的扭矩，利用傳動系統(tǒng)軟件檢測提升機電機輸出扭矩，經(jīng)測試程序自動采集提升機電機輸出扭矩并自動計算出提升機旋轉(zhuǎn)扭矩，同時經(jīng)測試程序控制油壓使調(diào)閘ⅰ（1/2制動器）或調(diào)閘ⅱ（另外一組1/2制動器）制動器敞閘，此時提升機不能轉(zhuǎn)動，通過測試程序延時一定時間后自動斷開，使制動油壓降到“0”，提升機緊閘，同時切除電動機定子電流；調(diào)閘ⅰ和調(diào)閘ⅱ模式各測試一次；測試程序自動將提升機旋轉(zhuǎn)扭矩值與提升機1/2制動器旋轉(zhuǎn)力矩值比較，自動判斷制動裝置產(chǎn)生的制動力矩是否小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩，并將結(jié)果以中文形式“力矩測試符合要求”或“力矩測試不符合要求”顯示在上位監(jiān)控系統(tǒng)中。單筒提升機在空容器靜止的條件下試驗，雙筒提升機試驗時兩空容器在井筒中處于交鉤位置。

所述測試程序具體包括以下公式：

1.提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩值計算：

（kg.m）-------------式1

式中：—用戶提升機所需三倍旋轉(zhuǎn)力矩值

—產(chǎn)品最大靜張力差（kg）

—卷筒纏繞半徑（m）

2.制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩所需的油壓值的確定：

（kg/cm²）---------式2

式中：—三倍旋轉(zhuǎn)力矩（實際靜張力差）計入阻力所需的油壓值

—制動器各項阻力之和換算后油壓值（kg/cm²）

（經(jīng)驗取值：低壓站=16.5；高壓站=20.0）

—三倍旋轉(zhuǎn)力矩（產(chǎn)品最大靜張力）未計入阻力所需的油壓值

（kg/cm²）------------式3

—產(chǎn)品最大靜張力差（kg）

—卷筒纏繞半徑（m）

—制動磨擦半徑：根據(jù)用戶提升機說明書查閱（m）

—制動器的對數(shù)

—閘瓦計算磨擦系數(shù)（經(jīng)驗取值：0.35）

—活塞作用面積：根據(jù)用戶提升機說明書查閱（cm²）

從上面計算可知，制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩所需的油壓值應(yīng)按值調(diào)整液壓站的油壓。

3.提升機旋轉(zhuǎn)扭矩確定：

（kg.m）----------式4

式中------提升機扭矩

------電機輸出軸扭矩n.m

說明：傳動系統(tǒng)矢量或直接轉(zhuǎn)矩控制模式輸出扭矩（傳動裝置內(nèi)部檢測值），通過測試程序?qū)崟r采集傳動裝置模擬量輸出（10v對應(yīng)電機150%提升扭矩）。

------減速器速比

------0.98

4.實測提升機扭矩值與1/2制動器旋轉(zhuǎn)力矩值比較：

------------式5

5.測試結(jié)果判斷

將以上計算公式（式1-式5）寫入控制系統(tǒng)測試程序，將被測提升機已知參數(shù)（以上計算公式所需）通過上位監(jiān)控系統(tǒng)寫入測試程序，檢測時測試程序自動采集、計算、比較，檢測中實測提升機扭矩值（說明：在現(xiàn)場調(diào)試該測試程序時，值若小于，應(yīng)調(diào)整傳動裝置參數(shù)，調(diào)整到為止）大于提升機1/2制動器旋轉(zhuǎn)力矩值（），調(diào)閘ⅰ和調(diào)閘ⅱ模式各測試一次，若在調(diào)閘ⅰ或調(diào)閘ⅱ模式測試時提升主控系統(tǒng)檢測提升機主軸編碼器脈沖值為“0”，說明制動裝置產(chǎn)生的制動力矩不小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩的要求，若在調(diào)閘ⅰ或調(diào)閘ⅱ模式測試時編碼器脈沖值為“1”以上數(shù)值，說明制動裝置產(chǎn)生的制動力矩小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩的要求，并將結(jié)果以中文形式“力矩測試符合要求”或“力矩測試不符合要求”顯示在上位監(jiān)控系統(tǒng)中；在上位監(jiān)控系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫可查閱近10次的測試記錄。

以下為礦井提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩的檢測方法的應(yīng)用案例：

某礦選用提升機型號：2jk-2，減速機速比i=20，減速機效率；提升電機型號yts355l-8-220kw\380vac-740r/min，額定電流416a,額定扭矩2837,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.2；提升速度v=3.8m/s,最大靜張力差=4000kg,卷筒半徑=1m，制動摩擦半徑=1.175m，制動器的對數(shù)對，閘瓦摩擦系數(shù)，活塞面積cm²；液壓站選用低壓站，額定工作壓力63kg/cm²；提升機電控傳動裝置變頻器選用315kw。

第一步：根據(jù)說明書式1求得該提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩值

3*4000*1=12000kg.m

kg.m

第二步：根據(jù)說明書式3求得三倍旋轉(zhuǎn)力矩（產(chǎn)品最大靜張力）未計入阻力所需的油壓值

kg/cm²

再根據(jù)說明書式2求得該提升機制動裝置三倍旋轉(zhuǎn)力矩所需的油壓值：

—制動器各項阻力之和換算后油壓值（公斤/厘米²）

（經(jīng)驗取值：低壓站）

kg/cm²

然后將液壓站的工作油壓值整定為48kg/cm²。

第三步：將提升機電控操作臺力矩把檢測開關(guān)向左轉(zhuǎn)到力矩檢測位置，調(diào)閘開關(guān)選擇調(diào)閘ⅰ或調(diào)閘ⅱ，啟動油泵，按動力矩試驗按鈕，變頻器使能測得電機軸輸出扭矩

再根據(jù)式4求得提升機扭矩

kg.m

第四步：根據(jù)式5比較，調(diào)閘ⅰ和調(diào)閘ⅱ模式分別測試一次

調(diào)閘ⅰ和調(diào)閘ⅱ模式力矩值在上位機實時顯示并記憶，當(dāng)提升主控系統(tǒng)檢測提升機主軸編碼器脈沖值為“0”，說明制動裝置產(chǎn)生的制動力矩不小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩的要求，若編碼器脈沖值為“1”以上數(shù)值，說明制動裝置產(chǎn)生的制動力矩小于三倍旋轉(zhuǎn)力矩的要求，最后將結(jié)果以中文形式“力矩測試符合要求”或“力矩測試不符合要求”直接顯示在上位監(jiān)控系統(tǒng)中。

如檢測結(jié)果不符合要求，通過測試程序聯(lián)鎖礦井提升機開車信號，提升機不能開車，保證了提升機運行安全，直至該聯(lián)鎖信號解除，礦井提升機才能恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

采用本發(fā)明可以隨時方便地進(jìn)行制動裝置的力矩測試，比現(xiàn)有檢測方法效率高，大大減少了力矩檢測時間，同時也方便提升機生產(chǎn)廠家及用戶自檢，從而提升了提升機系統(tǒng)的可靠性，而且本發(fā)明屬于一種對提升機系統(tǒng)無損的檢測方法，無需另外增加檢測設(shè)備，具有極好的實用價值和經(jīng)濟(jì)價值。