矿井提升机液压站制动油压计算与维护技术指引.docx
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矿井提升机液压站制动油压计算与维护技术指引
提升机液压制动系统油压整定计算
及维护技术指引
（试行）
主编部门：
中煤第五建设有限公司机电管理部
批准单位：
中煤第五建设有限公司
施行日期：
2015年3月25日
目次
1范围…………………………………………………………………………………1
2规范性引用文件……………………………………………………………………1
3技术术语………………………………………………………………………………………1
4液压站及盘形制动器简介…………………………………………………………2
4.1液压站…………………………………………………………………………2
4.2盘形制动器……………………………………………………………………5
5制动油压值计算及整定……………………………………………………………6
5.1单钩提升……………………………………………………………………6
5.2双钩提升……………………………………………………………………10
6安装及调试要点………………………………………………………………12
6.1制动盘……………………………………………………………………12
6.2盘形制动器…………………………………………………………………12
6.3液压站及管路………………………………………………………………13
7调绳操作要点………………………………………………………………13
8日常维护要点………………………………………………………………14
提升机液压制动系统油压整定计算及维护技术指引
1范围
本指引对公司范围内在用提升机液压站进行分析综述，进一步规范制动油压计算，对提升机液压站及制动系统日常维护提出具体要求。
本指引适用于公司范围内所有在用提升机。
2规范性引用文件
煤矿安全规程2011版
煤矿建设安全规范（AQ1083—2011）
矿井提升设备（煤矿工业出版社孙玉蓉周法孔主编）
矿山大型固定设备技术测试（中国矿业大学出版社于修等主编）
煤矿用单绳缠绕式矿井提升机安全检验规范AQ1035—2007
矿井提升机和矿用提升绞车盘形制动器JB8519—1997
立井井筒施工标准（试行）QB/LJSG002-2011
斜井井筒施工标准（试行）QB/XJSG006-2012
巷道及硐室施工标准（试行）QB/HDDSSG007-2012
矿井提升机说明书
矿井提升机液压站说明书
3技术术语
3.1单（双）钩提升
单（双）提升容器或串车（作上、下交替）提升的方式。
3.2多水平提升
一台矿井提升设备同时用于一个以上开采水平的提升方式。
3.3出绳角
钢丝绳绳弦与水平面之间的夹角。
3.4钢丝绳安全系数
钢丝绳内所有合格钢丝的破断拉力总和与其所承受的最大静拉力（包括绳端载荷和钢丝绳自重）之比。
3.5钢丝绳弦长
提升钢丝绳在卷筒与天轮公切线上两切点之间的距离。
3.6错绳圈
卷筒上做多层缠绕式，留作定期错动钢丝绳接触相对位置的绳圈。
3.7摩擦圈
为减少提升钢丝绳绳头在卷筒固定处张力而保留在卷筒上的绳圈。
3.8内（外）偏角
提升钢丝绳在卷筒上缠绕时，缠过天轮绳槽中心平面后（以前）的偏角。
3.9制动空行程时间
安全制动时，由保护回路断电起到闸块与制动盘或制动轮接触止所经历的时间。
3.10自然加（减）速度
沿倾斜方向下（上）行的不由提升机控制受重力等力作用而产生的加（减）速度。
3.11变位质量
将提升系统各运动部件的质量等效地换算到卷筒或摩擦轮圆周表面的等效质量。
3.12调绳
调整双钩提升中两个提升容器相对位置的操作。
3.13安全制动
矿井提升机在运行过程中发生非常情况时实现紧急停车的制动。
3.14二级制动
分两级施加制动力矩的安全制动。
3.15过卷高度
为避免提升容器过卷可能造成的破坏，井架或井塔上留有的安全高度或距离。
3.16过放距离
为避免提升容器过放可能造成的破坏，在井底所设的同过卷高度相应的安全距离。
3.17过速
提升容器实际运行速度超过设计速度图规定值时的状态。
3.18爬行
停车前矿井提升机低速、稳定运行的状态。
4液压站及盘形制动器简介
4.1液压站
4.1.1分类及主要参数
提升机液压站是制动系统主要组成部分之一，用于实现“液压松闸、碟形弹簧制动”。
按制动类型分：
电气延时二级制动型液压站、液压延时二级制动型液压站、恒减速型液压站。
按压力调节方式类型分：
电液调压型液压站、比例调压型液压站。
按油泵装置类型分：
整体式液压站（油泵装置位于油箱上部，且油泵置于油箱内部）、外置式液压站（油泵装置位于油箱外部的装置架上）。
按最大工作油压分：
低压液压站、中压液压站、高压液压站。
公司在用液压站主要有11种（不包括其派生型号），具体型号见下表。
五建公司提升机液压站型号一览表
序号
液压站型号
最大工作油压
主要生产厂家
备注
1
TE101B
6.0Mpa
九亿
三处唐口
2
TE130
6.3Mpa
中信、九亿
3
TE131
6.3Mpa
中信、九亿
4
TE132
6.3Mpa
中信
三处龙华
5
TE138
14MPa
中信
6
E142A
14MPa
九亿
二处袁大滩、
7
TE150
14MPa
中信
8
TE151A
14MPa
中信
9
TE161B
6.3MPa
九亿
10
TYF003
6.3MPa
川矿
三处龙华
TSY-D
14MPa
九亿
二处大海则
11
TYG001.0
16Mpa
川矿
4.1.2工作原理（以TE130/131为例）
系统正常工作
TE130液压站电磁铁G3、G4、G5通电，G1、G2、G6断电，压力油通过电磁阀11、17分别进入制动器，开闸，提升机正常运转；同时压力油经过减压阀9、单向阀10，进入弹簧储力器12达到某一指定的一级制动油压值PⅠ级。
安全制动
当提升机实现安全制动时（其中包括全矿停电）电机3断电，油泵停止工作，电磁铁G3、G4断电，固定卷筒制动器的压力油迅速回油箱，油压降到零。
游动卷筒制动器的压力油，经电磁阀11到弹簧储力器12内，部分压力油经溢流阀8溢流回油箱，使游动卷筒制动器的油压值，保持一级制动油压值PⅠ级，再经过延时继电器延时，电磁铁G5延时断电，G6延时通电，使油压迅速降到零，达到全制动状态。
以上过程中，油压值从A点降到B点，此时固定卷筒制动器处于全制动状态，游动卷筒制动器油压值降到一级制动油压值P1级。
游动卷筒制动器油压延时t1后到达D点，此时提升机已停车，电磁阀G5延时断电，G6延时通电，油压P1级降到零（即从D点到E点），游动卷筒制动器也处于全制动状态，完成了二级制动，最后以三倍静力矩的制动力矩把卷筒抱死，实现安全停车。
调绳操作
将操作台上的转换开关扳到调绳工作位置，电磁铁G1、G2、G3、G4、G5、G6断电，盘形制动器处于全制动状态，打开图1中序号21两只球阀。
G2通电，压力油进入调绳离合器油缸的离合腔，使游动卷筒与主轴脱开。
G3通电，压力油进入固定卷筒制动器，开动提升机，调节提升高度和绳长，调绳结束后，G3断电，固定卷筒处于制动状态。
G1通电，油路与调绳离合器的合上腔相通，使主轴和游动卷筒合上。
G1断电，电磁阀18处于中位，切断了通入离合器的油路，关闭序号21的两只球阀，调绳过程到此结束。
联锁要求
1）安全制动时，电磁铁G3、G4必须断电，油泵电机和电液调压装置上的动线圈也必须断电；电磁铁G5延时断电，以保证二级制动特性。
2）对于竖井提升，在井口要解除二级制动，解除二级制动的开关设在减速开关之后附近。
3）解除安全制动时，电液调压装置的动线圈的电流为零时，才允许电磁阀G3、G4能通电。
4）在司机操纵台上，必须有油泵单独停启开关，在正常工作时，该电机一直运转。
5）当滤油器5被堵，油泵侧油压升高到一定数值时，滤油器带的压带发讯器动作，提示灯亮。
若提升容器正在运行时，等本次提升结束后液压站应停止运行，更换新的滤芯后，方可继续运行。
6）电接点压力温度计19，上限触点闭合超温后不必按安全制动处理，但第二次提升时主电机不能通电。
7）双筒提升机调绳时，应有如下联锁：
a.需要调节水平时，司机必须将操作台上的转换开关扳到调绳工作位置，此时电磁阀G3、G4、G5、G6均应断电。
b.使电磁阀中的G2通电，压力油进入调绳离合器油缸的离开腔，使合上腔回油，外齿轮往外移，调绳联锁装置行程开关Q1断开，此时G1、G3、G4、G5、G6不准通电，等到开关Q2被外齿轮碰上后，并发出离合器全部离开的信号，才允许电磁铁G3通电（但还未通电）。
c.电磁铁G3通电后，电磁铁G4、G5、G6仍断电，此时，司机可以开车转动固定卷筒进行调节水平。
d.水平调节完毕后电磁铁G1通电，G2、G3、G4、G5、G6断电，压力油进离合器油缸合上腔，离开腔回油，使其外齿轮向合上方向移动，调绳联锁装置行程开关Q2断开，等离合器合上，开关Q1合上，将转换开关扳到正常位置，此时调绳联锁全部解除。
图1TE130液压站工作原理图
4.2盘形制动器
4.2.1分类及主要参数
盘式制动器是靠油压松闸、利用碟形弹簧产生制动力，与液压站、管路系统配套组成一套完整的制动系统。
公司在用盘形制动器型号主要有6种，技术参数如下：
序号
盘形制动器型号
油缸作用面积（cm2）
配套液压站型号
备注
1
TS215
138
TE130/TE131
2
TS223
94.2
TE151A
3
TS222
84.2
TE150/TE151
4
PZ.0SM
115
TYF003
三处龙华
5
TS231
138
E142A
一处屯北
6
TS220
93.5
TE131B
一处和善
4.2.2工作原理
盘式制动器是靠碟形弹簧预压力制动，油压解除制动，结构原理图见图2。
提升机制动时，碟形弹簧
（2）的预压力迫使活塞（10）向制动盘移动，将筒体（25）连同其上的闸瓦（26）推出，闸瓦与卷筒的制动盘接触，并产生正压力，形成摩擦力而产生制动。
松闸运行时，液压油经油管（18）进入油缸（21）腔中，活塞（10）向右移动，再次压缩碟形弹簧
（2），带动筒体（25）向左移动（离开制动盘），从而使闸瓦（26）离开制动盘，解除制动力（即松闸）。
5制动油压值计算及整定
5.1单钩提升
5.1.1立井提升
按正常运行时，提升系统最大静张力Fj计算整定液压站制动油压。
（一）最大静张力计算
Fj=Q0+PH0式中Q0——钢丝绳最大终端荷重，Kg；
P——提升钢丝绳每米重量，Kg/m；
H0——钢丝绳最大悬垂长度，m。
立井井筒凿井期间，钢丝绳最大终端荷重Q0按提伞钻、提矸石、提混凝土和人员重量分别计算，取其中最大值。
提伞钻Q0=Qs+Qh+Qg式中Qs——伞钻重量，Kg；
Qh——滑架重量，Kg；
Qg——钩头重量，Kg。
提矸石Q0=Q+Qdz+Qh+Qg式中Q——矸石重量，Kg；
Qdz——吊桶重量，Kg。
矸石重量Q=Km×γg×Vth+0.9（1-1/Ks）Vth×γsh，
式中Km——装满系数，取0.9；
γg——岩石松散容重，一般取1600kg/m3；
Vth——吊桶容积（m3）；
Ks——岩石松散系数，取1.8～2.0；
γsh——水容重，取1000kg/m3。
提混凝土Q0=Q+Qdz+Qh+Qg式中Q——混凝土重量，Kg；
Qdz——底卸式吊桶重量，Kg。
混凝土重量Q=Km×γh×Vth
式中Km——装满系数，取0.9；
γh——混凝土容重，一般取2400kg/m3；
Vth——底卸式吊桶容积（m3）。
提人员Q0=Qr+Qdz+Qh+Qg式中Q——人员重量，Kg；
Qdz——吊桶重量，Kg。
钢丝绳最大悬垂长度H0=Hj+Ht
式中Hj——最大提升高度（吊桶提升时为井筒深度），m；
Ht——天轮平台高度，m；
单罐笼提升时，钢丝绳最大终端荷重Q0按提矸石（喷浆料）和提人员重量分别计算，取其中最大值。
提矸石Q0=Q+Qz+Qk式中Q——矸石重量，Kg；
Qz——罐笼重量（含抓捕器、悬吊装置的重量），Kg；
Qk——矿车重量，Kg。
矸石重量Q=Z×Km×γg×VCh
式中Z——矿车数量；
Km——装满系数，取0.9；
γg——岩石松散容重，一般取1600kg/m3；
Vch——矿车容积（m3）。
提人员Q0=Qr+Qz式中Qr——人员重量，Kg。
（二）最大静力矩Mjm=9.8Fj×D/2式中Fj——最大静张力，Kg；
D——提升机滚筒直径，m。
（三）液压站油压值计算
制动力矩应大于三倍最大静力矩，Mz≥3Mjm；
液压站的最大计算油压
Pm=
+P1+P2+P3
式中Mz——提升机制动力矩，按三倍最大静力矩计算，Nm；
n——制动器对数；
A——制动油缸有效面积，cm2；（无明确数据时应根据提升绞车制动油缸活塞直径和活塞杆直径进行计算）
Rcp——提升机平均摩擦半径，m；
μ——闸瓦对制动盘摩擦系数（实测值），一般取0.3～0.45，推荐选用0.35；
P1——克服闸瓦间隙所需油压，一般约取9Kg/cm2
P2——克服阀件运动阻力所需油压，一般约取7Kg/cm2
P3——系统残压，低压液压站取5Kg/cm2，中高压液压站取10Kg/cm2
说明：
（1）液压系统综合阻力（P1+P2+P3），一般低压液压站取21Kg/cm2，
中高压液压站取27-30Kg/cm2；
（2）制动油缸有效面积无明确数据时，应按下式实测计算
A=π（D2-d2）/4，式中D——液压缸直径，cm；
d——活塞杆直径，cm。
提升机液压站工作整定油压P应略大于计算压力Pm。
（四）二级制动整定
安全制动时，若制动力矩过大，产生过大的减速度，使系统动负荷增加；而制动力矩太小，减速度过小，就不能有效地制止事故的发生。
因此《煤矿安全规程》规定：
立井和上提重载时减速度不得大于5m/s2，下放重载时减速度不得小于1.5m/s2。
第一级制动力矩应保证安全制动减速度不超过上述规定，其范围界限如下：
1.5ΣmR+Mjm≤Mz1≤5ΣmR-Mjm
式中Mz1——第一级制动力矩，Nm；
Σm——提升系统变位质量，Kg；厂家说明书无数据可查
R——提升机滚筒半径，m；
Mjm——最大静力矩，Nm。
Mz1=0.5Mz+nARcpμ（Pt-P1）
式中Mz1——第一级制动力矩，Nm；
Mz——提升机制动力矩，按三倍最大静力矩计算，Nm；
n——制动器对数；
A——制动油缸有效面积，cm2；（无明确数据时应根据提升绞车制动油缸活塞直径和活塞杆直径进行计算）
Rcp——提升机平均摩擦半径，m；
μ——闸瓦对制动盘摩擦系数（实测值），一般取0.3～0.45，推荐选用0.35；
P1——一级制动油压值，MPa；
Pt——闸瓦刚贴近制动盘且正压力为零时的油压值，一般试验获得，MPa。
若（Pt-P1）<0，说明连接B管（游动滚筒侧制动器）的制动器不参与制动，此时第一级制动力矩为0.5Mz。
一级制动油压按经验一般调整为液压站工作油压的0.6倍。
提升机二级制动时，先投入一级制动力矩，待提升速度接近零时再投入二级制动力矩，因此一级制动延续时间t为：
t=
式中Vmax——提升机最大提升速度，m/s；
a3z——一级制动时实际减速度，m/s2。
对于a3z选取可按下式计算，一般也可选取为1.5m/s2。
a3z=
注：
上提时取+；下放时取-。
5.1.2斜井提升
（一）最大静张力计算
Fj=Q0（sinα+f1cosα）+PLC（sinα+f2cosα）
式中Q0——提升钢丝绳终端荷重，Kg；
α——井筒倾角，（°）；
P——提升钢丝绳每米重量，Kg/m；
LC——钢丝绳最大倾斜长度，m。
f1——容器运行阻力系数，滚动轴承0.015，滑动轴承0.013～0.03；
f2——钢丝绳运行时与托辊和地板之间的阻力系数0.15～0.2。
单箕斗提升时，钢丝绳最大终端荷重Q0按提矸石重量计算。
提升钢丝绳终端荷重Q0=Q+QZ式中Q——矸石重量，Kg；
Qz——斜井箕斗重量，Kg。
矸石重量Q=Km×γg×Vj式中Km——装满系数，取0.85；
γg——岩石松散容重，一般取1600kg/m3；
Vj——箕斗容积（m3）。
串车提升时，钢丝绳最大终端荷重Q0按提矸石、人车重量分别计算，取其中最大值。
提升矸石时，Q0=Q+ZQZ式中Q——矸石重量，Kg；
Qz——单个矿车重量，Kg；
Z——矿车数量。
矸石重量Q=Z×Km×γg×VCH式中Km——装满系数，取0.85；
γg——岩石松散容重，一般取1600kg/m3；
VCH——矿车容积（m3）。
提升人车时，Qr=Qrz+80n式中Qr——提升人车时钢丝绳终端重量，Kg；
Qrz——人车重量，Kg；
n——人车限乘人数。
（二）最大静力矩Mjm=9.8Fj×D/2式中Fj——最大静张力，Kg；
D——提升机滚筒直径，m。
（三）液压站油压值计算
制动力矩应大于三倍最大静力矩，Mz≥3Mjm；
液压站的最大计算油压
Pm=
+P1+P2+P3
式中Mz——提升机制动力矩，按三倍最大静力矩计算，Nm；
n——制动器对数；
A——制动油缸有效面积，cm2；（无明确数据时应根据提升绞车制动油缸活塞直径和活塞杆直径进行计算）
Rcp——提升机平均摩擦半径，m；
μ——闸瓦对制动盘摩擦系数（实测值），一般取0.3～0.45，推荐选用0.35；
P1——克服闸瓦间隙所需油压，一般约取9Kg/cm2
P2——克服阀件运动阻力所需油压，一般约取7Kg/cm2
P3——系统残压，低压液压站取5Kg/cm2，中高压液压站取10Kg/cm2
说明：
（1）液压系统综合阻力（P1+P2+P3），一般低压液压站取21Kg/cm2，
中高压液压站取27-30Kg/cm2；
（2）制动油缸有效面积无明确数据时，应按下式实测计算
A=π（D2-d2）/4，式中D——液压缸直径，cm；
d——活塞杆直径，cm。
提升机液压站工作整定油压P应略大于计算压力Pm。
（四）二级制动整定
斜井上提重载时，制动力矩过大，产生过大的减速度，当减速度大于自然减速度时，上升端钢丝绳松弛，从而造成重车压坏本侧的钢丝绳，且重车上冲后反向下滑，会形成对钢丝绳的冲击力，有把钢丝绳拉断，从而造成跑车事故。
在倾斜井巷中使用的提升机，在发生安全制动时，全部机械的减速度应符合下表的规定：
倾角
运行状态
≤15°
15°≤α≤30°
＞30°及立井
上提重载
≤Ac
≤Ac
≤5
下放重载
≥0.75
≥0.3Ac
≥1.5
注：
自然减速度Ac=g（sinα±fcosα），f：
绳端运行阻力系数，一般取0.01~0.015。
第一级制动力矩应保证安全制动减速度不超过上述规定。
当15°≤α≤30°时0.3AcΣmR+Mjm≤Mz1≤AcΣmR-Mjm
当α≤15°时0.75ΣmR+Mjm≤Mz1≤AcΣmR-Mjm
式中Mz1——第一级制动力矩，Nm；
Σm——提升系统变位质量，Kg；
R——提升机滚筒半径，m；
Mjm——最大静力矩，Nm。
Mz1=0.5Mz+nARcpμ（Pt-P1）
式中Mz1——第一级制动力矩，Nm；
Mz——提升机制动力矩，按三倍最大静力矩计算，Nm；
n——制动器对数；
A——制动油缸有效面积，cm2；（无明确数据时应根据提升绞车制动油缸活塞直径和活塞杆直径进行计算）
Rcp——提升机平均摩擦半径，m；
μ——闸瓦对制动盘摩擦系数（实测值），一般取0.3～0.45，推荐选用0.35；
P1——一级制动油压值，MPa；
Pt——闸瓦刚贴近制动盘且正压力为零时的油压值，一般试验获得，MPa。
若（Pt-P1）<0，说明连接B管（游动滚筒侧制动器）的制动器不参与制动，此时第一级制动力矩为0.5Mz。
提升机二级制动时，先投入一级制动力矩，待提升速度接近零时再投入二级制动力矩，因此一级制动延续时间t为：
t=
式中Vmax——提升机最大提升速度，m/s；
a3z——一级制动时实际减速度，m/s2。
对于a3z选取可按下式计算，一般也可按下放重载时最小减速度选取。
a3z=
注：
上提时取+；下放时取-。
5.2双钩提升
5.2.1立井双钩提升
罐笼或箕斗双钩提升时，计算的实际最大静张力应小于提升机最大静张力，而液压站油压整定应按最大静张力差进行整定。
（一）最大静张力差计算
罐笼双钩提升时，最大静张力差Fjc按提矸石（喷浆料）和人员重量分别计算，取其中最大值。
提矸石时，Fjc=Qk+QG+PH0建议增加矿车质量
式中QG——物料重量，Kg；
P——提升钢丝绳每米重量，Kg/m；
H0——钢丝绳最大悬垂长度，m。
物料重量QG=Z×Km×γg×VCH式中Z——矿车数量；
Km——装满系数，取0.9；
γg——物料松散容重，矸石一般取
1600kg/m3，喷浆料一般取2200kg/m3；
VCH——矿车容积（m3）。
提人员Q0=Qr+PH0式中Qr——人员重量，Kg。
钢丝绳最大悬垂长度H0=Hj+Ht
式中Hj——最大提升高度（吊桶提升时为井筒深度），m；
Ht——天轮平台高度，m。
说明：
1.罐笼选型时，两罐笼及悬挂装置重量应相等，若选用一宽罐一窄罐配置、重量不相
等时，窄罐应设置配重。
2.罐笼提升时，最大静张力差应按提升矸石、喷浆料最大值计算。
空车侧应配空矿车进行配重。
操作性不强。
箕斗双钩提升时，最大静张力差Fjc按提矸石重量计算。
Fjc=QG+PH0。
式中QG——矸石重量，Kg；
P——提升钢丝绳每米重量，Kg/m；
H0——钢丝绳最大悬垂长度，m。
说明：
箕斗提升时，应配装载计量装置，安装完成后应进行计量装置的实测，最大静张力差计算应按实测值进行调整。
（二）最大静力矩Mjm=9.8Fj×D/2式中Fjc——最大静张力，Kg；
D——提升机滚筒直径，m。
（三）液压站油压值计算
制动力矩应大于三倍最大静力矩，Mz≥3Mjm；
液压站的最大计算油压
Pm=
+P1+P2+P3
式中Mz——提升机制动力矩，按三倍最大静力矩计算，Nm；
n——制动器对数；
A——制动油缸有效面积，cm2；（无明确数据时应根据提升绞车制动油缸活塞直径和活塞杆直径进行计算）
Rcp——提升机平均摩擦半径，m；
μ——闸瓦对制动盘摩擦系数（实测值），一般取0.3～0.45，推荐选用0.35；
P1——
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