矿用辅助绞车检测

矿用辅助绞车检测技术研究与应用

摘要：矿用辅助绞车作为煤矿、金属非金属矿山井下提升、运输物料与人员的重要设备，其安全性与可靠性直接关系到矿山生产安全与效率。本文系统阐述了辅助绞车的检测项目、方法、标准及仪器，旨在为设备的安全检验、状态评估与预防性维护提供技术依据。

1. 检测项目与检测方法及原理

辅助绞车的检测是一项系统性工作，涵盖性能、结构、电气及安全防护等多个维度。

1.1 性能参数检测

• 钢丝绳静张力与静张力差：使用经过标定的测力传感器直接串联在钢丝绳与负载之间，或通过测量液压系统压力间接换算。原理是传感器将力学量转换为电信号，经数据采集系统处理得出实际张力值，验证其是否符合设计及工况要求。

• 速度与调速性能：采用非接触式激光转速传感器测量卷筒转速，结合卷筒计算周长换算线速度；或使用编码器直接测量。对于变频、直流调速绞车，需检测其在各档位下的稳定速度、调速平滑性及范围。

• 制动系统性能检测：

  • 制动力矩：采用扭矩传感器直接测量制动闸作用在制动盘（轮）上的力矩，或通过液压（气压）压力传感器测量制动缸压力，结合制动系统结构参数进行换算。这是评估制动能力的关键。

  • 空动时间：从制动指令发出到制动闸瓦与制动盘（轮）实际接触的时间。使用位移传感器（如电涡流传感器）监测闸瓦动作行程，结合计时器精确测量。要求时间尽可能短，以减少制动滞后。

  • 安全制动减速度：在空载和额定载荷下进行安全制动试验，通过速度传感器记录制动过程的瞬时速度变化曲线，计算平均减速度。需确保其值在规定范围内，既不过小导致制动失效，也不过大致使冲击过大。

• 噪声与温升：使用声级计在距设备1米、高1.5米处多方位测量A声级噪声。稳定后，用红外测温仪或预埋温度传感器测量电动机、减速器轴承及外壳的温升，评估机械传动效率和散热状况。

1.2 结构件与关键零部件检测

• 卷筒及主轴检测：使用超声波测厚仪检测卷筒壁厚磨损情况；利用磁粉或渗透探伤法检查主轴、卷筒焊缝及键槽周围是否存在表面裂纹；必要时对主轴进行无损探伤（如超声波探伤）以发现内部缺陷。

• 钢丝绳与连接装置检测：严格按照标准对钢丝绳进行目检、直径测量、断丝计数、锈蚀和变形检查。对连接装置（如钩头、保险链、插销）进行外观检查、尺寸测量及无损探伤。

• 制动闸瓦与制动盘（轮）检测：使用卡尺测量闸瓦剩余厚度及制动盘（轮）的磨损量，检查其表面有无油污、裂纹及热损伤。

1.3 电气系统与安全保护装置检测

• 电气绝缘与接地电阻：使用兆欧表测量电动机、电缆及控制回路的绝缘电阻；使用接地电阻测试仪测量保护接地系统的接地电阻值，确保符合安全规定。

• 安全保护装置功能试验：

  • 过卷、过放保护：模拟试验，检查当提升容器超过正常停车位置时，保护装置是否能自动切断主电源并实施安全制动。

  • 深度指示器失效保护：模拟指示器传动失效，检查保护是否正常动作。

  • 闸间隙保护、超速保护、减速点后备保护等：逐一进行模拟触发试验，验证其动作的准确性、可靠性。

• 控制系统性能测试：检查操纵台、按钮、手柄的灵活性与指示准确性；验证电气控制逻辑（如正反转互锁、制动与启动顺序等）的正确性。

2. 检测范围（应用领域）

检测需求因绞车应用场景而异：

• 井下物料提升绞车：重点检测其额定静张力、制动力矩及频繁启制动下的性能稳定性。

• 调度绞车与回柱绞车：侧重于牵引力、钢丝绳排绳整齐度、操作灵活性及过载保护。

• 凿井辅助绞车：在矿井建设期使用，需检测其在复杂、多变工况下的适应性与可靠性。

• 无极绳连续运输绞车：除常规检测外，还需关注张紧装置性能、尾轮安全及全线通信控制系统的可靠性。

• 防爆型辅助绞车：用于瓦斯环境，除性能检测外，必须严格检测其防爆性能（隔爆面参数、引入装置等），并取得相应防爆认证。

3. 检测标准与规范

检测工作须严格依据相关标准执行，确保结果的权威性与可比性。

• 中国国家标准（GB）与行业标准（MT/AQ）：

  • GB/T 15113-2017 《矿用绞车》

  • MT/T 952-2005 《矿用辅助绞车》

  • AQ 1033-2007 《煤矿用辅助绞车安全检验规范》

  • GB 3836系列 《爆炸性环境》标准（适用于防爆绞车）

  • 相关的安全规程对安全保护装置有强制性要求。

• 国际与国外常用标准：

  • ISO 19426：适用于矿山提升设备的安全标准。

  • DIN 22200：德国关于矿山卷扬设备的标准。

  • IEC 60079系列：爆炸性环境用电气设备标准。

• 企业标准与检修规程：各矿山企业根据设备说明书及使用经验制定的内部检测与维护规程。

4. 主要检测仪器及其功能

• 多功能绞车测试系统：集成高精度扭矩传感器、转速编码器、数据采集仪和分析软件，可实时同步测量并记录张力、速度、功率、扭矩等参数，自动生成性能曲线和报告。

• 制动系统测试仪：专门用于测试制动力矩、闸瓦位移（空动时间）、制动油压/气压等，通常便携式设计，适合现场检测。

• 无损探伤设备：

  • 超声波探伤仪：用于探测主轴、连杆等内部缺陷。

  • 磁粉探伤机：用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹。

  • 渗透探伤剂：用于非铁磁性材料表面开口缺陷检测。

• 电气安全测试仪器：

  • 数字兆欧表：测量电气绝缘电阻。

  • 接地电阻测试仪：测量接地系统电阻。

  • 万用表、钳形电流表：用于常规电气参数测量。

• 几何量测量工具：数字卡尺、千分尺、激光测距仪、超声波测厚仪等，用于测量结构尺寸、磨损量。

• 环境与状态监测仪器：声级计、红外热像仪/测温仪、振动分析仪等，用于评估环境与设备状态。

结论

矿用辅助绞车的系统性检测是保障其安全、高效、长周期不可或缺的技术手段。随着传感器技术、数据采集与状态监测技术的发展，绞车检测正从传统的定期停机、点检定修，向在线监测、智能诊断与预测性维护方向发展。严格遵守检测标准，科学运用各类检测仪器，全面覆盖各项检测项目，是及时发现隐患、预防事故、延长设备寿命、实现矿山安全生产的关键。