提升机的制动系统及安全保护装置教案文档格式.docx
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（一）组织教学（2分钟）
强调课堂纪律，清点班级人数
（二）导入新课：
（3分钟）
矿井提升机在煤矿提升运输中起到核心作用。
那么怎样才能保证提升机安全运行呢？
这就要求每个司机不仅要有强烈的事业心和热爱本职工作责任心，还要具备一定的提升机专业技术知识和安全操作基本知识。
因此，提升机司机必须是经过安全技术培训，并经过考核合格，取得安全资格证书的人。
引入本节新课
制动装置系统是矿井提升机的重要组成部分，它的正常与否直接关系到提升机能否正常工作以及整个提升系统能否安全运行。
（三）讲授新课（30分钟）
一、概述：
（2分钟）
制动系统是煤矿提升机的一个重要的组成部分，它直接关系着提升机的安全运行。
制动系统由制动器（也称为闸）和传动机构组成。
制动器是直接作用在制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分，传动机构是控制并调节制动力矩的部分。
问：
既然是制动系统，那么制动是什么意思？
答一：
刹车
答二：
控制转动
（一）制动系统的作用、类型（讲授法探讨法8分钟）
1．制动系统的作用
矿井制动系统的作用包括以下4个方面：
（1）在提升终了或停机时，能可靠地闸住提升机的滚筒或主导轮，即正常停机。
（2）在减速阶段及下放重物时，参与提升容器运行速度的控制，即工作制动。
（:
3）当提升机发生紧急事故时，能迅速且合乎要求地自动闸住提升机，保护提升系统，即安全制动。
（4）双滚筒提升机在更换提升水平或。
调节绳长时，能闸住游动滚筒。
2．制动系统的类型
制动系统按制动器的结构分为块闸（角移式或平移式）和盘闸；
按传动机构中传动动力（传动能源）的不同分为液压、气动及弹簧等。
（二）对制动系统的要求（讲授法探讨法10分钟）
为了使制动系统能完成上述工作，保证提升机工作安全顺利地进行，制动系统的使用和维护必须按照《煤矿安全规程》及有关技术规范的要求进行。
（1）提升机必须装备有提升机操作作业人员不离开座位即能操纵的常用闸（即工作闸）和保险闸（即安全闸）o保险闸必须能自动发生制动作用。
常用闸和保险闸共同使用1套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开。
双滚筒煤矿提升机的2套闸瓦的传动系统必须分开。
对具有2套闸瓦只有1套传动系统的双滚筒煤矿提升机，应改为每个滚筒各自有其控制机构的弹簧闸。
煤矿提升机除设有机械制动外，还应设有电气制动系统。
严禁提升机操作作业人员离开工作岗位、擅自调整制动闸。
（2）保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动系统，除可由提升机操作作业人员操作外，还必须能自动抱闸，并同时自动切断提升系统电源。
常用闸必须采用可调节的机械制动系统。
（3）保险闸或保险闸第一级由保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间要求如下：
压缩空气驱动闸瓦式制动闸不得超过0.5s，储能液压驱动闸瓦式制动闸不得超过0.6s，盘式制动闸不得超过0.3s。
刹动闸的工作行程不得超过全行程的3/4。
对斜井提升，为保证上提紧急制动不发生松绳而必须延时制动时，上提空动时间不受此限。
盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mmo保险闸施闸时，杠杆和闸瓦不得发生显著的弹性摆动。
（4）煤矿提升机的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比K值不得小于3。
在调整双滚筒煤矿提升机滚筒旋转的相对位置时，制动系统在各滚筒闸轮上所发生的力矩，不得小于该滚筒所悬质量（钢丝绳质量和提升容器质量之和）形成的旋转力矩的1.2倍。
计算制动力矩时，闸轮和闸瓦摩擦系数应根据实测确定，一般采用o．30～0.35，常用闸和保险闸的力矩应分别计算。
（5）在立井和倾斜井巷中，提升系统的保险闸发生作用时，全部机械的减速度必须符合《煤矿安全规程》的规定。
摩擦轮式煤矿提升机常用闸或保险闸的制动，除必须符合上述（3）、（4）条的规定外，还必须满足以下防滑要求：
①各种载荷（满载或空载）和各种提升状态（上提或下放重物）下，保险闸所能产生的制动减速度的计算值，不能超过滑动极限。
钢丝绳与摩擦轮间摩擦系数的取值不得大于0.25。
由钢丝绳自重所引起的不平衡重必须计人。
②茌各种载荷及各种提升状态下，保险闸发生作用时'
钢丝绳都不出现滑动。
严禁用常用闸进行紧急制动。
（6）提升机除有制动系统外，应加设定车系统，以便调整滚筒位置或修理制动系统时使用。
（三）制动系统的制动原理（讲授法探讨法8分钟）
块闸制动系统用于老产品KJ系列提升机上。
对于双滚筒提升机，2副制动器位于两滚筒的内侧；
对于单滚筒提升机，则位于两滚筒的外侧。
块闸制动器按结构分为角移式、平移式和综合式。
角移式结构简单，但磨损分布不均匀，而且由于围抱角较小’使得制动力矩也较小，故多用于中、小型提升机上。
平移式及综合式压力分布较均匀，产生的制动力矩较大，但是结构复杂，主要用在大型提升机上。
目前大型提升机多采用盘式制动系统，盘式制动系统主要由盘式制动器和液压站组成。
盘闸制动系统是20世纪70年代来应用到煤矿提升机上的一种新型制动器，与块闸制动系统比较，它结构紧凑，质量轻，动作灵敏，空行程时间不超过o．3s’安全可靠程度高，制动力矩可调性好，安装、使用和维护方便，便于矿井提升自动化，所以应用广泛。
盘式制动器使用中应注意以下问题：
①擦拭干净制动器闸瓦及闸轮闸盘油污；
②闸瓦间隙超过规定时应及时调整；
③在下放重物时不能全靠机械制动。
盘闸制动器的制动力矩是靠闸瓦沿轴向从两侧压向制动盘产生的（而不是沿径向作用在制动盘上），为使制动盘不产生附加变形，主轴不承受轴向力，盘式制动器一般都是成对使用，闸瓦的副数可根据制动力的大小进行增减，数目最高可达12副或更多。
盘闸制动器闸瓦调整时，一副闸瓦的2个闸应同时调整。
根据使用条件及生产制造条件的不同，盘闸应用于提升机上有各种不同的结构形式，如：
单面闸、双面闸；
单活塞、双活塞；
液压缸前置、液压缸后置等；
油压有中低压油、高压油。
盘闸制动器是靠碟形弹簧产生制动力，靠油压力松闸，其工作原理如图8—1所示。
制动器安装在机架上，依靠碟形弹簧的作用力把闸瓦摊向制动盘，产生制动力矩。
松闸时将压力油送入油腔，使弹簧受到压缩，并带动闸瓦离开制动盘。
盘式制动器碟形弹簧失效或疲劳毁坏会对制动产生严重影响。
制动器产生制动力的大小与油压的大小成反比关系。
盘式制动器残压过大将直接影响制动力矩的大小，严重时将出现推不上闸的现象。
盘式制动器使啊中应定期检查，重点检查制动器各密封处的“（）’’形密封圈，如”1二丁损坏应及时更换；
同一副制动器两闸瓦工作面的平行度不得超过0.5mm；
制动器制动时，其闸瓦与制动盘的接触面积不得小于60%；
制动器闸瓦使用中因下列原因易导致过热：
①用闸过多或过猛；
②闸瓦接触面积小于60%；
③闸瓦螺栓松动或闸瓦磨损过度；
④螺栓触及闸轮。
制动器闸瓦断裂的原因主要有：
①闸瓦材质不好；
②闸瓦接触面不平；
③闸瓦间有杂物。
盘式制动器闸瓦厚度约为15mm，当闸瓦厚度磨损到5mm时，必须进行更换。
（四）液压站（讲授法探讨法4分钟）
液压站是煤矿提升机制动系统的驱动和调节压力的机构，性能和质量的好坏直接关系到人身安全与设备安全的重大问题。
液压站的作用是为盘闸制功器提供压力油源，控制油路以实现制动器的各项制动功能。
大型提升机液压站一般采用中、高压液压站，如JK4×
4提升机上的盘式制动器，工作油压为11IVIPa。
通常液压站的残压不得超过0.5MPa。
还可以采用双速电动机或双联泵，提供不同的流量，松闸时大流量供油，以缩短松闸时问，松闸后改为小流量泵补油，这样，系统发热少，可减少能耗。
工作制动的特点是根据矿井提升实际操作的需要，配合电气控制方式，调节、控制制动力矩，以实现按规定的减速度停车。
制动力矩的大小由不同的油压控制，油压的调节靠电液调压系统实现。
电液调压系统由溢流阀及喷嘴挡板系统组成，它的主要作用为定压和调压。
为了满足《煤矿安全规程》对立井提升安全制动速度的要求，对大型提升机的安全制动都要求具有二级制动特性。
二级制动既能快速、平稳地闸住提升机，又不致使提升机减速过大，可避免减速时产生过大的动载荷，所以对机械、电气设备均有好处。
盘式制动器一般由多副闸组成，实现二级制动很方。
便，可将闸分为A、B两组，A组先投入制动，产生第一级制动力矩，其数值应保证提升重物时，安全制动减速度不大于5m／s2，下放重物时减速度
不小于1.5m／s2，提升机在此制动力矩作用下速度下降。
B组在滞后一定时间（提升速度接近零时）再投入，产生二级制动力矩，以保证在提升终了时能可靠地将提升机闸住。
（四）巩固新课（5分钟）
1.制动系统由、组成。
2.在提升中或停机时，制动系统闸住提升机的或，及时正常停车。
3.根据制动器的结构不同制动系统可分为和。
4.提升绞车的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比K值不得小于。
5.提升机除有制动装置外，还应加装置，以便调整滚筒位置或修理制动装置时使用。
（五）布置作业（5分钟）
提升机制动系统的作用是什么？
板书设计：
1.制动系统的作用、类型
2.对制动系统的要求
3.制动系统的制动原理
4.液压站的作用
第二课时
制动系统组成部分是什么？
答：
制动器和传动机构
根据制动器的结构不同制动系统可分为哪几类？
块闸和盘闸
电气制动系统能否安全运行。
一、提升机的电气制动系统（讲授法探讨法）
电动机可以把电能转化为动能，即输人为电能，输出为动能。
交直流电动机又有其可逆作用，也可以把动能转化为电能，此时的电动机就变为发电机运行，输幽电能的大小完全由输入的动能牢卜偿。
因此，电动机此时的运行就起到了制动作用。
（一）制动系统的类型（10分钟）
1．发电制动
电动机运行时由于受外力驱动，当转速超过某一临界转速时'
输出由正转矩变为负转矩，电动机变为发电机运行，发出的电能送回电网’电动机运转起到制动作用，感应电动机的同步转速就是这一临界转速。
煤矿提升机重载下放全速运行时，运行不会超速就是发电制动的作用。
2．动力制动
动力制动又称为能耗制动。
把电动机定子绕组输入直流电流，定子建立静止磁场，当转子在外力驱动下转动时，转子绕组同静止磁场产生相对运动，转子绕组便产生电势，通过外回路电阻产生的电流又建立了动磁场，转子动磁场同静磁场互相作用产生的制动称为动力制动。
动力制动可以在低速范围内运行，在提升机上运行比较广泛。
3．变频和低频发电制动
采用变频和低频发电电源的拖动系统，可以以发电制动的方式实现电气制动。
低频制动使电动机的减速阶段运行在发电制动区。
电动机转速在超过同步速度变为发电机运行输出负力，起制动作用，通过变频器向电网反馈一部分电能。
但是，在减速过程中需要加入大量电阻，减速时由机械能转变为电能的大部分都消耗在电阻上，只有少部分反馈回电网。
提升机电动杌由制动状态到电动状态可以自然过渡，其减速度在爬行阶段比较平稳。
在接近爬行速度时，转子电阻全部被切除，工作在自然特性曲线上，爬行速度更稳定，有利于实现自动提升。
（二）动力制动装置（12分钟）
1．动力制动装置的类型
常用的动力制动装置有：
KZG-3型三相晶闸管动力制动柜、KZG-2型单相晶闸管动力制动柜和动力制动电动机一直流发电机组3种。
（1）KZG-3型三相晶闸管动力制动柜，其主回路为三相桥式半控整流电路，采用磁放大器综合放大信号的单闭环晶闸管动力制动系统。
（2）KZG-2型单相晶闸管动力制动柜，其主回路为单相桥式半控整流电路，采用脚踏自整角机输出和磁放大器综合比较信号的单闭环晶闸管动力制动系统。
（3）动力制动电动机一直流发电机组，用低压感应电动机拖动直流激发电机的机组，为主电动机提供制动电流，直流输出的大小通过调节激磁电流控制。
2．晶闸管动力制动系统的特点晶闸管动力制动系统与直流发电机组相比有以下特点：
（1）系统有良好的静态特性，可以缩短爬行时间，增加提升能力。
（2）效率高，节约电能，占地小。
（3）无旋转部分，无振动，无噪声。
（4）故障率低，维修量小。
KZG-3型三相晶闸管动力制动柜由主回路和触发回路2部分组成。
主回路为直接受电于380V交流电源的三相半控整流电路。
晶闸管的开通靠脉冲触发电路发出的脉冲信号来实现，通过调节脉冲触发电路的相位，便可改变主回路的直流输出电压，从而改变流人电动机定子的直流激磁电流，以改变电动机的制动力矩和速度。
（三）低频制动（8分钟）
低频拖动不需要增加机械设备，利用低频3～5Hz交流电源直接送人主电动机，使其低速运行。
因为交流感应电动机的转速是与频率成正比的，所以只要有低频电源装置便可实现低频拖动。
低频电源有以下3种：
（1）低频发电机组：
由1台交流电动机带动1台低频发电机。
（2）晶闸管交一直一交变频装置：
这是一种利用硅整流器将工频交流电源变为直流电源，再用品闸管将直流电源变成需要的低频交流电源的变频装置。
（3）晶闸管交一交变频装置：
它是用品闸管元件构成的、将交流工频电源直接变成低频电源供提升主电动机使用的变频装置。
在低频电源实现低速爬行过程中，当电动机转速高于由低频电源产生的同步转速时，还可以获得低频发电制动的效果。
提升机从等速阶段开始减速时，使定子从工频电网切断，接入低频电源，电动机转子串入全部电阻，此时电动机转速远高于低频电源所产生的同步转速，电动机便运行在发电制动状态，电动机输出为负力产生制动作用。
为了增大制动力矩，再逐级切除电阻，使速度下降，直到电阻全部被切除，电动机运行到低频电源所形成的自然特性上，此时，提升负载不管是正力还是负力，都将稳定于爬行速度。
1.制动系统的类型有、、。
2.低频电源有、、3种。
晶闸管动力制动系统的特点？
1.制动系统的类型
2.动力制动装置
3.低频制动
第三课时
〈一〉组织教学（2分钟）
〈二〉导入新课（3分钟）
上新课之前，我们先对上一节课进行复习：
老师问：
制动系统的类型有哪些？
学生答：
1.发电制动2.动力制动3.变频和低频发电制动
低频电源有哪几种？
1.低频发电机组2.晶闸管交-直-交变频装置3.晶闸管交-交变频装置
接下来，我们学习本节课内容：
〈三〉讲授新课（30分钟）
提升信号及安全保护装置
提升信号系统是煤矿提升系统的重要组成部分，信号系统工作性能的优劣直接影响到提升机的安全运行。
提升信号是信号工（或把钩工）与提升机操作作业人员之间直接联系的媒介。
提升机操作作业人员是在提升信号的指示下进行操作的。
为了保证提升设备的安全运行，提升机操作人员必须熟悉有关提升信号的规定要求及工作原理，提升信号装置必须满足安全、准确、清晰、动作迅速、工作可靠的要求。
一、提升信号的基本要求
（一）对提升信号设备的要求（讲授法探讨法5分钟）
（1）信号电源的额定供电电压不得超过127V，并设置独立的信号电源变压器及电源指示灯，信号装置的直接供电线路上严禁分接其他任何负荷。
（2）信号电缆应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑料电缆。
（3）井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限，在井筒内，应敷设在距电力电缆o．3m以外的地方；
在巷道内，应敷设在电力电缆上方O.lm以上的地方。
（4）在提升机房、井口信号房、井口、翻矸平台等场所应安装视频监控装置。
（5）立井凿井期间，掘进工作面与吊盘、吊盘与井口、吊盘与辅助面、腰泵房与井口、翻矸平台与绞车房、井口与绞车房必须设置独立信号装置。
（6）井口信号装置必须与绞车的控制回路闭锁。
（7）吊盘与井口、腰泵房与井口、井口与绞车房，必须装设直通电话。
（8）建井期间罐笼与箕斗混合提升，提人时应设置信号闭锁，当罐笼提人时箕斗应停止运行。
（二）对提升信号的要求（讲授法探讨法5分钟）
（1）工作信号必须声光兼备，警告信号必须为音响信号，指示信号一般为灯光信号。
（2）《煤矿安全规程》第四百零三条规定：
每一提升装置，必须装有从井底信号工发给井口信号工和从井口信号工发给司机的信号装置。
井口信号装置必须与提升机的控制回路相闭锁，只有在井口信号工发出信号后，提升机才能启动。
除常用的信号装置外，还必须有备用信号装置。
井底车场与井口之间、井口与司机操控台之间，除有上述信号装置外，还必须装设直通电话。
1套提升装置服务多个水平时，从各水平发出的信号必须有医别。
（三）立井罐笼提升信号的特殊要求（讲授法探讨法10分钟）
罐笼提升作业，井口工作繁琐，环节较多。
特别是副井提升作业，不仅作业内容繁杂，而且有些作业对安全的要求很高，如升降人员或特殊吊运等。
罐笼提升信号除了应满足对提升信号的基本要求外，还必须满足下列要求：
（1）开车信号必须为转发式，并能详细区分作业内容。
停车信号为直发瞬动式，各信号台的停车信号均能够直发至提升机房。
（2）开车信号应设为灯光保留信号。
为了增强提升工作的安全性，立井罐笼混合提升时，应设置表示提人、提物（煤或矸石）、上下设备和材料，以及检修的灯光保留信号，并且各信号间应有闭锁。
（3）《煤矿安全规程》规定：
①立井罐笼提升井口、井底和各水平的安全门与罐笼位置、摇台或者锁罐装置、阻车器之间的联锁，必须符合下列要求：
井口、井底和中间运输巷的安全门必须与罐位和提升信号联锁：
罐笼到位并发出停车信号后安全门才能打开；
安全门未关闭，只能
发出调平和换层信号，但发不出开车信号；
安全门关闭后才能发出开车信号；
发出开车信号后，安全门不能打开。
②井口、井底和中间运输巷都应当设置摇台或者锁罐装置，并与罐笼停止位置、阻车器和提升信号系统联锁：
罐笼未到位，放不下摇台或者锁罐装置．打不开阻车器；
摇台或锁罐装置未抬起，阻车器未关闭，发不出开车信号。
③立井井口和井底使用罐座时，必须设置闭锁装置，罐座未打开，发不出开车信号。
升降人员时，严禁使用罐座。
（4）《煤矿安全规程》第四百零五条规定：
用多层罐笼升降人员或物料时，井上、下各层出车平台都必须设有信号工。
各信号工发送信号时，必须遵守下列规定：
①井下各水平的总信号工收齐该水平各层信号工的信号后，方可向井口总信号工发出信号。
②井口总信号工收齐井口各层信号工信号并接到井下总信号工信号后，才可向提升机司机发出信号。
信号系统必须设有保证按上述顺序发出信号的闭锁装置。
（5）当多层罐笼的下层装矿车、上层乘人时，信号工必须发提升人员的信号，提升机操作作业人员也必须按提升人员的速度操作提升机。
严禁在同一层罐笼内人员和物料混合提升。
（四）立井箕斗提升信号的特殊要求（讲授法探讨法5分钟）
箕斗提升信号除应满足对提升信号的基本要求外，还应满足下列要求：
（1）开车及停车信号可以用一套信号设备并且为直发瞬动式。
（2）井口卸载煤仓及井底装载煤仓，都必须设置煤位信号。
（3）应设置溜煤嘴正常位置指示和防撞报警信号。
（4,）应设停车及装载和卸载指示信号。
（5）井口煤仓的仓满信号必须与提升机的控制系统闭锁。
（6）为了防止卡箕斗事故和卡箕斗松绳后由于给煤机给煤、振动引起箕斗坠落事故的发生，箕斗提升必须同地面煤炭运输系统的井口煤仓及其给煤机密切配合，在提升机操作作业人员操纵台上设置井口煤仓给煤机运转指示灯，或安设直通电话，必要时还可以设置给煤机的停止按钮（但不能启动给煤机）。
（7）箕斗提升大多采用自动装、卸载，因此开车、停车信号的发送方式，一般应具备既能手动发送，又能自动发送的功能。
（五）斜井串车提升信号的特殊要求（讲授法探讨法5分钟）
（1）《煤矿安全规程》第三百八十四条规定：
生产矿井在用的普通轨斜井人车运输，必须遵守下列规定：
①车辆必须设置可靠的制动装置。
断绳时，制动装置既畿自动发生作用，也能人工操纵。
②必须设置使跟车工在运行途中任何地点都能发送紧急停车信号的装置。
③多水平运输时，从各水平发出的信号必须有区别。
④人员上、下地点应当悬挂信号牌。
任一区段行车时，各水平必须有信号显示。
⑤应当有跟车工，跟车工必须坐在设有手动制动装置把手的位置。
⑥每班运送人员前，必须检查人车的连接装置、保险链和制动装置，并先空载运行一次。
（2）串车提升的各车场，人车上、下人地点和倾斜井巷内每隔一定距离应设置红灯信号，开车时由提升机操作作业人员送电，红灯亮时，斜巷内禁止行人。
1.提升信号装置必须满足安全、、、工作可靠的要求。
2.对提升信号的要求有哪些？
对提升信号设备的要求有哪些？
（一）对提升信号设备的要求
（二）对提升信号的要求
（三）立井罐笼提升信号的特殊要求
（四）立井箕斗提升信号的特殊要求
（五）斜井串车提升信号的特殊要求
第四课时
提升信号装置必须满足哪些要求？
提升信号装置必须满足安全、准确、清晰、动作迅速、工作可靠的要求。
对提升信号的要求有哪些？
提升机的安全保护（讲授法探讨法）
（一）过卷和过放保护（10分钟）
过卷保护装置由机械开关和无触点开关组成，目前大多采用机械限位开关。
每台提升机具有两道过卷开关，做到双层保险，确保提升安全。
第一道过卷开关装设在深度指示器上，应使提升容器超过正常终端停止位置0.31～0.35m时发生作用。
第二道过卷开关装设在井架上，当深度指示器上的过卷开关失灵时，提升容器超过正常终端位置0.4～0.5m时发生作用，但不得超过0.5mo当提升机过卷时，提升容器碰击过卷开关，断开其常闭触点，使安全回路断路，主电动机断电，同时提升机保险闸发生作用。
过卷及过卷距离昀有关规定：
当提升机运行到正常卸载位置未停车并继续向上提升称为过卷。
过卷造成的严重后果是损坏天轮、井架，拉断钢丝绳导致提升容器坠落，撞坏井筒设施，甚至
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