礦井提升機(jī)主要用于煤礦,、金屬礦與非金屬礦提升,、下放人員,、材料和設(shè)備等，它是聯(lián)系井上和井下的重要交通運(yùn)輸工具,，是礦山的咽喉設(shè)備,。盤形制動器作為礦井提升機(jī)安全制動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其工作可靠性直接關(guān)系著礦井提升機(jī)的安全性能,，影響著礦山的安全生產(chǎn),，盤形制動器一旦發(fā)生故障，輕則影響生產(chǎn)進(jìn)度,，重則導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生,。常見的盤形制動器故障主要表現(xiàn)為剎不住車或敞不開閘，導(dǎo)致其故障的原因多種多樣,。本文從盤形制動器工作原理的角度分析產(chǎn)生故障的原因,，提出相應(yīng)的預(yù)防對策及今后的維護(hù)措施。

一,、盤形制動器的工作原理

　　目前大多數(shù)新型礦井提升機(jī)的制動系統(tǒng)都使用盤形制動器,，與塊式制動器相比，盤形制動器具有結(jié)構(gòu)緊湊,、動作靈敏,、質(zhì)量輕和散熱快等特點(diǎn)。

　　如圖1所示,，F(xiàn)1為油壓力,，F(xiàn)2為彈簧預(yù)壓縮力,。顯而易見,，盤形制動器是靠油壓力F1松閘，彈簧預(yù)壓縮力F2制動來實(shí)現(xiàn)其功能的,。

　　油壓力

　　式中：p 為工作油壓（Pa）;A為盤形制動器中的液壓缸面積（㎡）,。

　　彈簧預(yù)壓縮力

　　式中：K 為碟簧的剛度（N/m）;Δ0為油壓力 p=0 時碟簧的預(yù)壓縮量（m）。

　　當(dāng)油壓力 p=0 時,，即 F1=0,，閘瓦與制動盤之間的間隙Δ=0，此時為全制動狀態(tài),。

　　由于存在活塞運(yùn)動阻力和工作殘壓的作用,，使得全制動狀態(tài)下盤形制動器輸出的正壓力

　　式中：C為盤形制動器中活塞的運(yùn)動阻力（N）;p0為液壓系統(tǒng)中的殘壓（Pa）。

　　當(dāng)油壓力p增大到某一值pn時,，閘瓦脫離制動盤,，閘瓦與制動盤之間的間隙Δ>0，兩者之間無正壓力存在,，此時制動器處于完全松閘狀態(tài),。

　　此時滿足

　　其中

　　將式 (1) 和式 (5) 代入式 (4),，可得完全松閘狀態(tài)下

　　式中：F2′為油壓力p=pn時碟簧的壓縮力（N）;Δ′為油壓力p=pn時碟簧的壓縮量（m）。

　　盤形制動器的制動力矩是靠閘瓦沿軸向從兩側(cè)壓向制動盤而產(chǎn)生的,，其計(jì)算公式為

　　式中：μ為摩擦因數(shù);R為制動半徑（m）;n 為閘瓦個數(shù),。

二、盤形制動器的常見故障類型及其制動失效原因

　　盤形制動器的大部分故障都是不能按照規(guī)定完成制動任務(wù),，或者制動效果達(dá)不到規(guī)定要求,。通常盤形制動器的故障主要分為制動失效和松閘失效 2大類。

2.1　盤形制動器制動失效

　　盤形制動器制動失效,，其主要原因是制動力矩不足,。由式(7)可以看出，影響制動力矩的主要因素有以下 2 個,。

　　(1) 制動器輸出的正壓力FN不足,。由式(3)可以看出，造成制動器輸出的正壓力不足的主要因素有：①由于碟形彈簧反復(fù)拉伸和壓縮出現(xiàn)疲勞或斷裂,，造成碟簧剛度K不足,，導(dǎo)致正壓力FN不足。②制動盤偏擺過大或閘瓦過度磨損,，造成閘瓦與制動盤之間的間隙Δ 過大,，全制動時碟簧預(yù)壓縮量Δ0減小，導(dǎo)致輸出的正壓力FN不足,。③活塞密封圈老化,、液壓油污染等造成活塞運(yùn)動阻力C增大，導(dǎo)致正壓力FN不足,。④油質(zhì)污染或油路堵塞造成制動系統(tǒng)殘壓p0過大,，導(dǎo)致制動器輸出正壓力FN不足。⑤聯(lián)接襯板筒體和活塞的大螺栓出現(xiàn)松動,，使得碟簧預(yù)壓縮量Δ0減小,，導(dǎo)致產(chǎn)生的正壓力FN不足。

　　(2) 閘瓦與制動盤之間的摩擦因數(shù)μ 降低根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料及現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,，造成摩擦因數(shù)μ 降低的主要因素有：①制動盤或閘瓦表面被油污污染,，主要原因是制動器液壓缸漏油，油管開焊,、接頭松動漏油以及液壓缸內(nèi)活塞密封圈老化造成的漏油,。②閘瓦接觸面發(fā)生變形，主要是由于工作溫度過高導(dǎo)致閘瓦過熱而燒流或變焦,，從而影響摩擦因數(shù)μ,。③摩擦因數(shù)的大小與物體的運(yùn)動速度有關(guān)，當(dāng)提升機(jī)高速運(yùn)行時,，會導(dǎo)致摩擦因數(shù)μ 降低,。

2.2　盤形制動器松閘失效

　　由式(6)可以看出,，造成制動器松閘失效的主要因素有：

　　(1)液壓站油壓p不足，不足以克服彈簧力F2'和活塞運(yùn)動阻力C,。

　　(2)液壓缸配合過緊或卡缸造成活塞運(yùn)動阻力C劇烈增大,，使制動器油壓力F1無法克服運(yùn)動阻力C而敞不開閘。

三,、預(yù)防對策

　　對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),，就是要通過設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的蛛絲馬跡，在故障未出現(xiàn)前通過科學(xué)合理的維護(hù),，將故障消除在萌芽狀態(tài),。通過分析盤形制動器常見故障類型及原因，日常維護(hù)過程中預(yù)防盤形制動器失靈的措施如下：

　　(1) 按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》的規(guī)定,，定期檢測工作制動和安全制動的工作性能,，驗(yàn)算其制動力矩，并測定安全制動的速度,。

　　(2) 盤形制動器的制動盤兩側(cè)不應(yīng)有油污,，每班至少檢查一次，發(fā)現(xiàn)油污應(yīng)及時停車處理,，以免影響閘瓦和制動盤之間的摩擦因數(shù),。

　　(3) 在提升機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，若出現(xiàn)制動器液壓缸漏油的情況,，應(yīng)及時更換密封圈,。

　　(4) 在下放重物的過程中應(yīng)投入動力制動，不能單單依靠制動盤制動,，否則會使閘瓦發(fā)熱,，易造成閘瓦熱變形，降低閘瓦摩擦因數(shù)而影響制動力,。

　　(5) 閘間隙保持在1mm左右且應(yīng)不大于2mm,。對于未裝設(shè)閘間隙保護(hù)裝置的老設(shè)備應(yīng)及時配置,，當(dāng)閘間隙超過規(guī)定值時,，應(yīng)能自動報警或自動斷電。閘間隙調(diào)整完畢后必須將定位螺栓鎖緊,。

　　(6) 每半年過濾一次液壓油,，保證油質(zhì)清潔;每年應(yīng)對液壓站進(jìn)行一次徹底清洗;每班檢查一次液壓油的油量，保證油量充足,。

　　(7) 碟形彈簧的使用時間不應(yīng)超出國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,，一般動作次數(shù)超過50萬次應(yīng)予以更換。

　　(8) 裝設(shè)制動盤偏擺自動檢測裝置,，在檢測到制動盤偏擺量大于1mm時,，應(yīng)采用火焰法或車削法重新校正制動盤,，使其偏擺量≤1mm，滿足規(guī)程的相關(guān)要求,。

　　(9) 定期檢測制動器的空動時間,，對空動時間大于0.3s的要立即進(jìn)行檢修。為安全起見,，應(yīng)每半年檢測一次,。檢修時，一要清除各部件表面銹跡,，二要檢查碟形彈簧表面是否有裂紋和變形,，三要檢查液壓缸磨損情況，發(fā)現(xiàn)異常立即更換,。

　　(10) 根據(jù)提升機(jī)的工作量,，定期檢查閘瓦剩余厚度，小于6mm時應(yīng)立即更換,。

　　對于達(dá)到使用年限或長期維護(hù)后仍然不能正常工作的盤形制動器裝置,，應(yīng)及時對其進(jìn)行整體改造，更換全新的制動系統(tǒng)以滿足規(guī)程的各方面要求,，保障礦井提升機(jī)的安全運(yùn)行,。

結(jié)語

　　礦井提升機(jī)盤形制動器的故障雖多種多樣，但只要合理使用,，按照上述措施加強(qiáng)日常管理維護(hù),，就能及時了解盤形制動器的使用狀況和它在使用中存在的問題，做到心中有數(shù),，及時準(zhǔn)確地排除隱患,，從而保證礦井提升機(jī)安全可靠運(yùn)行，防止事故的發(fā)生,，確保礦山的安全生產(chǎn),。