Технические науки/2.Механика

Жаутиков Б.А., Лихачев В.В., Мехтиев А.Д., Таранов А.В.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Повышение надежности тормозных устройств шахтных подъемных машин

Подъемная машина является одним из важных элементов технологического комплекса шахты. Срок службы подъемной машины, как правило, равен сроку службы горнодобывающего предприятия. В настоявшее время нормальная и безопасная эксплуатация подъемных машин вертикальных и наклонных стволов шахт в значительной мере зависит от хорошо поставленного и научно обоснованного технического обслуживания и проведения своевременных ревизий, испытаний и ремонтов оборудования шахтного ствола и подъемной машины.

Опыт проведения ревизии и наладочных работ на подъемных машинах шахтных стволов дренажных шахт в течение нескольких десятков лет позволяет утверждать, что подъемная машина и шахтный ствол представляют собой восстанавливаемую систему, в которой долговечность, безопасность и безотказность поддерживается посредством проведения ревизий и ремонтов. Поэтому важная роль отводится ремонтопригодности оборудования. Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

На дренажных шахтах разреза «Богатырь» предприятия ТОО «Богатырь Аксес Комир» в эксплуатации находятся подъемные машины типа: 2Ц-4Ч2,3, Ц-1,6Ч1,2, БМ-2500/2300-4А, Ц-2Ч1,5А-25, Ц-2,5Ч2АР.

Важным фактором нормальной работы каждой подъемной установки является надежность работы тормозных устройств. Надежностью называют свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ремонтов.

Тормозное устройство подъемных машин — одно из самых сложных и ответственных устройств подъемной установки, являющееся конечным: звеном в цепи защитных средств. К тормозным устройствам предъявляются повышенные требования, так как от их совершенства в значительной мере зависят надежность и безопасность работы подъемной установки.

В системе подъема тормозные устройства выполняют следующие основные функции: обеспечение выполнения заданной тахограммы движения подъемных сосудов (рабочее торможение); предохранительное торможение при срабатывании какого-либо из аппаратов защиты (возникновении неисправности); стопорение машины в фиксированном положении при ремонтных работах или удержание ее во время - пауз с необходимым запасом тормозного момента.

Тормозное устройство состоит из исполнительного органа, привода и системы управления. В качестве источника тормозного усилия используются масса тормозных грузов, сила сжатых пружин или сжатого воздуха.

Каждое тормозное устройство должно создавать рабочее и предохранительное торможение подъемной машины с независимыми друг от друга способами их включения. Сложение тормозных усилий, создаваемых при рабочем и предохранительном торможении, не допускается. Предохранительное торможение должно включаться как автоматически при каждом срабатывании защитных устройств или снятии напряжения, так и машинистом, причем включение предохранительного тормоза должно сопровождаться автоматическим отключением энергии, питающей подъемные электродвигатели. Начавшееся предохранительное торможение должно продолжаться до полной остановки подъемной машины и может быть прекращено только машинистом подъема после затормаживания машины рабочим тормозом. Система управления тормозным устройством должна выполняться таким образом, чтобы при всех возможных ее повреждениях наступало надежное торможение подъемной машины. Привод и система управления тормозным устройством должны иметь блокировки, исключающие возможность растормаживания машины при нарушении нормального состояния или выхода из строя любого элемента тормозной системы.

Для одноконцевых подъемных машин с гидрогрузовым приводом тормоза целесообразно применение устройства, позволяющего получить разные законы нарастания тормозного момента во времени в зависимости от того, происходит подъем или спуск груза. В 2005 г. закончились испытания двух таких устройств, которые рекомендованы к применению. Первое устройство, содержит дроссельную шайбу с заслонкой, позволяющей регулировать сечение канала в дроссельной шайбе. Заслонка приводится в действие магнитом, который в зависимости от направления движения машины (по включению того или иного контактора реверсора) устанавливает минимальное сечение канала при подъеме груза и максимальное при спуске груза. Второе устройство основано на том, что средняя катушка тормозного электромагнита КМТ-ЗА перематывается и при подъеме груза подпитывается напряжением от тахогенератора. Таким образом, в случае предохранительного торможения при подъеме груза вначале тормозной магнит остается притянутым, а замедление осуществляется на свободном выбеге системы, затем по мере снижения скорости тормозной магнит отпадает и машина затормаживается. При спуске же груза тормозной магнит отключается сразу же в момент разрыва цепи защиты. Это устройство предусматривает питание обмотки возбуждения тахогенератора от вращающегося преобразователя с тем, чтобы в случае снятия напряжения при подъеме груза она имела питание в течение нескольких секунд за счет выбега преобразователя.

Нарушение изложенных требований может быть причиной серьезной аварии подъемной установки.

Неисправности тормозных приводов подъемных машин.

Грузовой привод тормоза сохранился на лебедках и малых подъемных машинах ранних выпусков. Основные неисправности этого типа привода.

1. Резкое торможение, колебания системы рычагов при торможении.

Причины: большое перепускное отверстие в обводной трубке при воздушном демпфере, не заглушены отверстия в поршне масляного демпфера, отсутствие масла в демпфере или недостаточность его уровня, низкая вязкость масла. Скорость падения тормозного груза регулируется так, чтобы не было заметных колебаний груза и рычагов тормоза. Грубая регулировка производится изменением числа перекрываемых пробками отверстий в поршне, а плавная — изменением с помощью дросселя величины отверстия.

2. Большое время холостого хода тормоза, медленное падение грузов.

Причины: высокая вязкость масла; количество масла, залитого в демпфер, больше допустимого. Подбирается масло необходимой вязкости. При расторможенной машине расстояние от поршня до верхнего уровня масла должно быть 80—100 мм. Этот зазор между колодками и ободом выбирается быстро, а затем происходит плавное опускание грузов; неправильно выбраны отверстия для пропускания масла (см. п. 1).

3. Не обеспечивается необходимый запас хода поршня до дна демпфера.

Причины: неправильное исходное состояние демпфера после монтажа. Демпфер должен быть установлен таким образом, чтобы при нормальном рабочем ходе поршня запас его до дна цилиндра был не менее 100 мм, а для тормозных колодок с электрогидравлическим грузовым приводом (ЭГП) - не менее 50 мм. В последнем случае, если - требование запаса 50 мм не удовлетворяется, допускается устанавливать ось подвески рычага тормоза к ЭГП ближе к опорному шарниру рычага; увеличенный зазор между колодками и ободом, мягкий материал тормозных колодок, высокие удельные давления на колодки. Зазор регулируется.

4. Отказ тормозной колодки, грузы не падают.

Причины: в цилиндр аккумулятора попал воздух. Воздух выпускается путем открывания пробки в верхней части цилиндра. При этом грузы аккумулятора устанавливаются на подкладки и отдельными толчками маслонасоса уровень масла поднимается до открытого отверстия; недостаточный уровень масла в баке маслоаккумулятора.

Гидравлический привод тормоза.

1. Вибрация плунжера привода тормоза, тормозных грузов и стрелки манометра.

Причины: попадание воздуха в тормозной цилиндр привода тормоза. Выпускается воздух путем открывания крана и поднятия плунжера в крайнее верхнее положение (до упора фиксирующего стержня).

2. Неполное или медленное растормаживание и затормаживание.

Причины: неполное открывание отверстий золотником регулятора давления. Регулируется рычажная система управления рабочим тормозом.

4. Неполное открывание отверстий кранов управления.

Регулируется рычажная система управления и устанавливаются необходимые хода золотников и их исходное положение по заводским рискам.

5. Медленно опускается якорь электромагнита.

Причины: закрыто дроссельное отверстие в демпфере электромагнита (исчезновение компрессии в электромагните с демпфером). Открывается дроссельное отверстие в демпфере электромагнита (вывинчивается совсем дроссельный винт); трение якоря о держатели катушки, загустевание обильно заложенной смазки, перекос при установке электромагнита — дефекты устраняются при разборке и ревизии электромагнита.

6. Резкое предохранительное торможение на наклонных подъемных установках.

Причины: большое дроссельное отверстие в дроссельной шайбе, заменяется дроссельная шайба, величина отверстия подбирается опытным путем по условиям работы наклонной подъемной установки. Целесообразно использовать следующее приспособление. Оно состоит из дроссельной шайбы из нержавеющей стали с прямоугольным отверстием и заслонки, фиксируемой винтом. Во время наладки предохранительного тормоза приспособление устанавливается на место дроссельной шайбы. Изменением положения заслонки выбирается необходимое сечение отверстия. После извлечения приспособления по шкале, нанесенной на изменяющуюся сторону прямоугольного отверстия дроссельной шайбы, определяется необходимый диаметр отверстия. В приспособлении предусматривается минимально допустимое незакрывающееся отверстие диаметром 6 мм за счет упора заслонки в торец шайбы.

7. Снижение подачи маслонасосов тормозной системы.

При снижении подачи ниже 40% номинальной насос разбирается. Изношенные шестерни заменяются новыми. Шум и вибрации устраняются заменой уплотнений и их подтягиванием.

8. Неисправность маслофильтров.

Причины: засоренность фильтра. Проверяются исправность пластин, легкость перемещения поворотного устройства. Фильтр разбирается, пакет пластин промывается в керосине.

9. Неисправности приводного цилиндра.

Неудовлетворительное состояние поверхностей цилиндра. Корродирование поверхности, попадание абразивных частиц при монтаже и др. Обнаруженные вмятины, задиры и следы коррозии устраняются. Проверяются отсутствие искривления штока и стакана, исправность шарнирного соединения штока, наличие стопорных винтов в гайках, фиксирующих траверсу на проушине штока.

Правильная эксплуатация состоит в предупреждение преждевременного износа мерами своевременных ревизий, испытаний и ремонтов. Все эти мероприятия позволяют продлить срок службы и эксплуатации подъемной машины и шахтного ствола.

Литература:

1. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок / В.Р.Бежок, В.Н.Чайка, Н.Ф.Кузьменко и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: "Недра", 1982. 391 с.