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提升机盘式制动器闸间隙的监测方法分析


      国家《煤炭安全规程》第 423 条规定:当闸瓦间隙超过规定值时,须报警并闭锁下次开车。第426 条规定:盘形闸的闸瓦与闸盘之间的间隙不得超过 2 mm。因此,闸间隙直接影响盘式制动器的制动性能,正确测量并实时监测闸间隙对盘式制动器具有重要意义。

      对于闸盘偏摆的限定:卷筒直径小于 4 m 时,闸盘偏摆不能超过 0.5 mm;大于 4 m 时,闸盘偏摆不能超过 0.7 mm,且闸盘因加工精度存在一定的误差,故闸盘的偏摆、闸瓦的磨损等都会直接影响闸间隙。按照《煤炭安全规程》的规定,闸间隙应考虑卷筒的偏摆、闸盘的偏摆和闸瓦的磨损,即闸间隙应是卷筒和闸盘旋转 1 周并考虑闸瓦磨损的情况下闸瓦与闸盘之间的间隙的最大值,同时当闸间隙超过规定值时须报警并锁闭下次开车。目前,测量闸间隙有多种方法,不同方法各有优缺点,现依次分析常见测量闸间隙的方法,以及所测量的闸间隙是否符合《煤炭安全规程》。

 

1 以制动器衬板为基准测量闸间隙

      以制动器衬板为基准测量闸间隙是在提升机运转和制动状态下,使用电涡流传感器测量衬板的移动距离间接测量闸间隙。电涡流传感器安装在制动壳体上,以制动器衬板为测量基准,传感器探头对准制动器闸瓦衬板,通过记录敞、闭闸过程衬板移动距离来实现闸瓦组件行程的监测,从而通过测量闸瓦组件行程测量闸间隙,如图1所示。测量闸间隙时,首先保持制动器闭闸,记录闸瓦背面与传感器感应面的距离X1,然后进行敞闸,记录闸瓦背面与传感器感应面的距离 X2,则此次制动的闸间隙 δ = X1 - X2。

图1 以制动器衬板为测量基准

      以制动器衬板为基准测量闸间隙是静态测量,所测闸间隙是在提升机运转和制动状态下衬板移动的距离,此移动距离仅是此次提升机停车位置时衬板的行程,表示此停车位置的闸瓦和闸盘的距离,考虑到闸盘和卷筒存在一定的偏摆,停车位置点测量的闸瓦和闸盘的距离不一定是提升机运行过程中闸瓦和闸盘之间距离的最大值,所以衬板行程不能时时监测闸间隙的变化量,从而全面反映闸间隙。

2 以制动器支架为基准测量闸间隙

      以制动器支架为基准测量闸间隙是在提升机运动状态下以制动器支架为测量基准,使用电涡流传感器测量闸间隙。传感器通过支架固定于制动器衬板上,以制动器支架为测量基准,传感器探头对准制动器支架,通过记录敞、闭闸过程传感器移动距离来实现闸瓦组件行程的监测,从而通过测量闸瓦组件行程间接测量闸间隙,如图2所示。测量闸间隙时,首先保持制动器敞闸,记录制动器支架与传感器感应面的距离X1,然后进行闭闸,记录制动器支架与传感器感应面的距离 X2,则此次制动的闸间隙 δ = X1 - X2。

图2 以制动器支架为测量基准

      以制动器支架为基准测量闸间隙是静态测量,所测闸间隙是在提升机运转状态和制动状态下传感器相对支架的移动距离,与以制动器衬板为基准测量闸间隙类似,同样是以传感器的间接移动距离表示闸瓦和闸盘的间距,只是由于支架固定不动且面积较大,传感器相对支架的移动距离比衬板移动距离的精度和准确度更高,但同样此传感器相对支架的移动距离仍仅是此次提升机停车位置时传感器的移动距离,未考虑闸盘和卷筒存在的偏摆,不能时时监测闸间隙的变化量。

3 滑动式探针测量闸间隙

      滑动式探针测量闸间隙是在提升机运转和制动状态下,使用滑动式探针测量探针移动距离来间接测量闸间隙。探针支座固定在闸瓦上,以探针支座为测量基准,探针抵在闸盘上,记录敞、闭闸过程探针轴向移动引起探针电阻的变化量,通过转化电路将电阻阻值转化为探针轴向距离,从而间接测量闸间隙。测量闸间隙时,首先保持制动器敞闸,探针抵在闸盘上,记录此时探针电阻阻值Ω1,然后进行闭闸,探针同样抵在闸盘上,记录此时探针电阻阻值Ω2,通过转化电路设置阻值和距离转换系数 k,则此次制动的闸间隙 δ = k (Ω1-Ω2)。

      滑动式探针测量闸间隙为动态测量,所测闸间隙是在提升机运转状态和制动状态下使用滑动式探针测量探针移动距离来测量闸瓦和闸盘的距离,与以制动器衬板为基准和以制动器支架为基准不同,探针抵在闸盘上,可以将闸盘和卷筒的偏摆引入闸间隙的测量,探针的轴向移动距离可以表示闸瓦和闸盘的距离。但是,滑动式探针所测量闸间隙仅表示此停车位置点的闸瓦和闸盘的距离,也不能时时监测闸间隙的变化量。

4 以闸盘为基准测量闸间隙

      以闸盘为基准测量闸间隙是在提升机运转状态下,以闸盘为测量基准使用电涡流传感器测量闸间隙。传感器通过支架固定于制动器衬板上,以闸盘为测量基准,传感器探头直接对准闸盘,传感器跟随衬板移动,从而在敞闸过程中,传感器直接监测闸瓦与闸盘间的距离,如图3所示。测量闸间隙时,保持制动器敞闸,同时保持闸盘运转,记录闸盘转动 1 周过程中闸瓦与闸盘各点间距离的最大值,此最大间距即为闸间隙。

图3 以闸盘为测量基准

      以闸盘为基准测量闸间隙是动态测量,所测闸间隙是通过传感器直接测量闸瓦和闸盘的间距,由于以闸盘为测量基准,将闸盘和卷筒的偏摆考虑到闸间隙的测量中,并在提升机运转过程中通过传感器时时监测闸瓦和闸盘的距离,记录闸瓦和闸盘之间距离的最大值,即闸盘和闸瓦之间的最大闸间隙。当闸瓦和闸盘的距离最大值即闸间隙超过规定值时,可以及时报警并锁闭下次开车。因此以闸盘为基准测量闸间隙能时时全面反映闸盘和闸瓦之间的最大闸间隙值。

5 塞规、百分表测量闸间隙

      塞规、百分表测量闸间隙是在提升机制动状态下,使用塞尺和百分表等测量工具直接测量闸间隙。在提升机停止运行时,调整卷筒两侧钢丝绳的张力,保证敞闸后卷筒静止不动,此时使用塞尺直接测量闸间隙,或将百分表支座固定在敞开闸的闸瓦上,表针抵在闸盘上,此时抱闸百分表显示的变化数值就是闸间隙。

      在提升机制动状态下,采用塞规、百分表直接测量此制动位置制动器闸瓦和闸盘的距离,一般用于人工校正闸盘和闸瓦间隙以及检验测量闸间隙方法所测的闸间隙在静态是否准确。该方法为静态测量,没有考虑闸盘偏摆,不能时时监测闸间隙。

6 结语

      闸间隙是提升机制动器最关键的参数,正确监测闸间隙对保障矿井提升机的安全运行至关重要。以上分析了几种闸间隙的检测方式,以闸盘为测量基准测量闸间隙,能将闸盘和卷筒的偏摆考虑在内并能实时监测是一种全面反映闸间隙的检测方式。

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