煤矿用多绳摩擦式提升机盘形制动器检测
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发布时间:2026-05-06 12:13:57 更新时间:2026-05-05 12:13:57
点击:0
作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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煤矿安全生产始终是矿山企业管理的重中之重,而在复杂的煤矿提升系统中,多绳摩擦式提升机作为连接井下与地面的“咽喉”设备,其状态直接关系到矿山的生命财产安全。作为提升机关键的安全部件,盘形制动器(以下简称“盘形闸”)的性能可靠性更是重中之重。它不仅承担着正常停机、工作制动的重要职能,更是在紧急情况下实现安全制动的最后一道防线。一旦盘形制动器出现制动力不足、响应滞后或制动失效等问题,极易引发提升容器坠落、过卷等恶性事故。因此,依据相关国家标准及行业规范,定期对煤矿用多绳摩擦式提升机盘形制动器进行全面、专业的检测,是消除安全隐患、确保设备安全的必要手段。
盘形制动器是一种利用碟形弹簧弹力进行制动、通过液压站提供的油压进行松闸的常闭式制动装置。在多绳摩擦式提升机中,通常由多组盘形闸成对布置在制动盘两侧。检测对象不仅包括制动器本体(如闸瓦、碟形弹簧、液压组件),还涵盖其制动盘以及相关的液压控制系统。
开展检测工作的核心目的在于以下几个方面:
首先是验证制动力矩的充足性。制动力矩是衡量制动器性能的最关键指标,必须保证在各种工况下都能提供足够的制动力,特别是必须满足大于提升机最大静张力差所需力矩的三倍这一安全红线要求。
其次是评估动作的灵敏性与可靠性。检测制动器的空动时间、闸瓦间隙等参数,确保在安全保护回路动作时,制动器能够迅速响应,避免因延迟导致事故扩大。
再次是发现潜在的结构性缺陷。通过无损检测等手段,排查制动盘、支架及关键受力部件是否存在裂纹、疲劳损伤等隐患,防止因部件断裂导致的突发性故障。
最后是判定关键部件的磨损与老化状态。闸瓦的磨损程度、碟形弹簧的疲劳特性以及液压元件的密封性能,都直接决定了制动器的使用寿命和维保周期,通过检测可为企业提供科学的维修更换依据。
针对盘形制动器的专业检测,通常包含以下几项关键检测项目,每一项都对应着严格的技术指标要求:
一、制动力矩的测试与校核
这是检测的核心。检测机构通常采用贴电阻应变片法、测电动机电流法或专用的制动力矩测试仪进行测试。在测试过程中,需模拟提升机在不同载荷工况下的制动效果。依据相关行业标准,提升机安全制动时的制动力矩必须满足:制动力矩与最大静载荷旋转力矩的比值(即制动力矩倍数),对于倾角大于或等于15度的井巷,应不小于3;对于倾角小于15度的井巷,应不小于2。通过测试,可以准确计算实际的制动力矩倍数,判断是否满足安全制动要求。
二、空动时间的测定
空动时间是指从安全保护回路断电起到制动闸瓦接触到制动盘并达到额定制动力矩瞬间的时间间隔。这一指标直接关系到紧急制动时的制动距离。按照相关国家标准,盘形制动器的空动时间通常要求不超过0.3秒。过长的空动时间会导致提升容器在安全回路动作后继续滑行过长的距离,增加过卷或隙罐的风险。检测人员利用高精度传感器配合示波器或专用测试仪器,精确捕捉电信号断开与制动动作起始的时间差,确保其响应速度符合安全规范。
三、闸瓦间隙与接触面积检测
闸瓦间隙的大小直接影响空动时间和制动响应。标准规定,盘形制动器闸瓦与制动盘的间隙通常应不大于2毫米,且同一制动器两侧闸瓦间隙应保持一致。间隙过大,会导致空动时间延长;间隙过小,则可能引起“拖闸”发热。此外,闸瓦与制动盘的接触面积也是关键指标,要求接触面积不低于闸瓦总面积的60%。接触面积不足会导致局部压强过大,加剧闸瓦磨损甚至引发制动盘热裂。检测人员通常使用塞尺和专用着色印痕法进行测量与评估。
四、碟形弹簧性能检测
碟形弹簧是提供制动力的核心元件,其预紧力决定了制动力的大小。长期使用后,弹簧可能因疲劳导致弹力下降或发生断裂。检测中需对弹簧进行外观检查,并通过专用压力机测试其自由高度、在规定载荷下的变形量等参数,计算弹簧的疲劳衰减程度。若发现弹簧出现裂纹、永久变形超标或弹力明显减弱,必须立即更换。
五、制动盘状态检测
制动盘作为摩擦副的一方,其表面状态至关重要。检测项目包括制动盘的厚度、端面跳动量以及表面质量。端面跳动过大,会导致制动过程中产生振动和冲击,影响制动平稳性。同时,需利用无损检测技术(如磁粉检测)排查制动盘表面及过渡圆角处是否存在裂纹。由于制动盘在频繁制动中会产生热量,若散热不良或应力集中,极易产生热裂纹,严重威胁制动安全。
专业的盘形制动器检测遵循一套严谨的现场实施流程,以确保数据的真实性和操作的安全性。
第一步:前期准备与技术资料审查
检测人员到达现场后,首先查阅提升机的技术档案,包括设备出厂合格证、历次检修记录、日常维护日志以及上一次的检测报告。了解提升机的使用年限、载荷情况及既往故障史,有助于制定针对性的检测方案。同时,现场需严格执行停电挂牌制度,确保提升机处于闭锁状态,搭建符合安全要求的作业平台。
第二步:外观检查与清理
对制动器各部件进行清理和目视检查。重点检查闸瓦表面是否有油污、炭化、剥落现象;检查液压管路是否有渗漏油迹;检查支架及连接螺栓是否松动或断裂。闸瓦表面的油污是导致摩擦系数急剧下降、引发“飞车”事故的重要诱因,必须彻底清洁并查明油污来源。
第三步:静态参数测量
在松闸和制动状态下,分别测量闸瓦间隙、制动盘端面跳动、液压系统残压等静态参数。使用塞尺多点测量闸瓦间隙并计算平均值,使用千分表或激光测距仪测量制动盘旋转一周的跳动量。
第四步:动态性能测试
这是检测的关键环节。需配合矿方技术人员,在确保安全的前提下,进行重载或空载状态下的制动试验。通过连接测试仪器,采集安全制动时的油压变化曲线、闸瓦动作信号及速度变化曲线。通过数据分析,计算空动时间、制动减速度和制动力矩。测试过程中,还需观察制动过程是否平稳,有无剧烈冲击或溜钩现象。
第五步:无损探伤与零部件解体检查
针对关键受力部件和老化嫌疑部件进行深入检查。对制动盘进行磁粉探伤检测裂纹;对使用年限较长或疑似故障的碟形弹簧进行抽样解体检测,测量其几何尺寸和力学性能。此环节通常在设备大修期间配合进行。
第六步:数据分析与报告编制
现场检测结束后,技术人员对采集的数据进行整理分析,对比相关国家标准和行业规范。对于不达标项目,详细分析原因并提出整改建议。最终出具包含检测依据、检测项目、实测数据、结论分析及整改措施的正式检测报告。
煤矿用多绳摩擦式提升机盘形制动器的检测并非“一劳永逸”,而是需要根据设备的新旧程度、使用频率及工况环境分阶段进行。
新安装或大修后验收检测
新安装的提升机或经历重大技术改造、主要部件(如液压站、制动器本体)更换后,必须进行全面的验收检测。通过第三方专业检测,确认设备安装质量、各项性能参数是否达到设计要求,为设备的安全投运把好第一道关。此次检测将为后续的定期检测建立基础数据档案。
定期周期性检测
依据相关煤矿安全规程及行业标准,建议对在用提升机盘形制动器进行周期性检测。通常情况下,主提升机每年至少进行一次全面检测;对于提升任务重、频率高或使用年限较长的老旧设备,建议适当缩短检测周期,每半年进行一次关键性能项目的抽检。定期检测能够及时发现性能衰减趋势,预防突发性故障。
故障诊断与专项检测
当提升机在中出现制动盘发热异常、闸瓦磨损过快、制动力矩不稳、油压系统波动等异常现象时,应立即停机并申请专项检测。此类检测具有极强的针对性,旨在快速定位故障源,避免盲目拆卸造成的停机时间延长。此外,在经历重大过载、卡罐等冲击载荷后,也应及时进行专项检测,排查部件内部损伤。
安全评估检测
对于接近设计使用年限或主要部件严重老化的提升机,应开展安全评估检测。不仅检测现有性能,还需结合材料老化分析、疲劳寿命计算等手段,对设备的剩余寿命和继续使用的安全性进行综合评估,为企业的设备更新决策提供科学依据。
在多年的检测实践中,盘形制动器常见的故障与安全隐患主要集中在以下几个方面:
一、闸瓦污染导致摩擦系数降低
这是现场最为常见且危害极大的隐患。由于液压站漏油或润滑系统渗漏,液压油飞溅至闸瓦与制动盘之间,导致摩擦系数大幅下降。在实际检测中,曾发现因油污导致制动力矩严重不足的情况,甚至降至标准值的一半以下,极易引发“跑车”事故。对此,除更换污染闸瓦外,必须彻底治理漏油源,并对制动盘进行清洗打磨。
二、碟形弹簧疲劳断裂
碟形弹簧长期处于高应力工作状态,且受井下潮湿环境影响,极易产生疲劳裂纹或腐蚀断裂。若弹簧断裂数量较多,将直接导致制动力下降。由于弹簧位于制动器内部,日常巡检难以发现,因此必须通过定期的解体检查或制动力矩测试来间接判断弹簧状态。
三、液压系统残压过高
液压系统的残压(即制动状态下的最低油压)过高,会抵消一部分弹簧的预紧力,导致制动力矩下降。残压过高通常由电液调压装置故障、液压阀卡滞或管路堵塞引起。检测中需重点测试残压参数,并结合液压站的清洗维护进行整改。
四、制动盘热裂纹
在深井提升或频繁制动的工况下,制动盘表面温度急剧升高,若散热不良或材料性能不达标,表面易形成热裂纹。这些裂纹在交变载荷作用下会迅速扩展,严重时导致制动盘断裂。无损检测是发现此类隐患的唯一有效手段。
煤矿用多绳摩擦式提升机盘形制动器的检测工作,是一项技术性强、安全责任重大的系统工程。它不仅仅是对照标准读取数据,更是对矿山核心装备“心脏”部位的一次深度体检。通过科学、规范的检测,能够准确掌握制动器的状态,及时发现并消除潜在隐患,将事故风险扼杀在萌芽状态。
对于矿山企业而言,选择具备专业资质的第三方检测机构,严格执行定期检测制度,建立完善的设备健康档案,是落实安全生产主体责任的具体体现。同时,矿山企业应重视日常维护保养,将“以修代检”转变为“以检定修”,通过数据驱动设备管理,切实保障煤矿提升系统的安全、高效,为矿山企业的可持续发展筑牢安全基石。

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