淺談礦井提升機(jī)盤形制動(dòng)器的故障及預(yù)防對(duì)策（4）(圖文)
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4 典型案例分析
4.1 事故過程
2016 年 1 月，安徽某銅礦發(fā)生墜罐事故。事故現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備為 JKM-2.25X4PI 型多繩摩擦式提升機(jī)，設(shè)備提升的物料距離井口 5 m 時(shí)，提升容器發(fā)生下滑，司機(jī)發(fā)現(xiàn)后立即進(jìn)行緊急制動(dòng)，緊急制動(dòng)失效，重載側(cè)提升容器繼續(xù)下滑，墜落至井筒底部，zui終導(dǎo)致鋼絲繩罐道、首繩、尾繩和 2 個(gè)提升容器均遭到破壞。事故造成巨大損失，嚴(yán)重影響了礦方的生產(chǎn)進(jìn)度。
4.2 現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)觀察到，在制動(dòng)盤上沿圓周分布有油污污染的痕跡，如圖2所示。拆掉在用的盤形制動(dòng)器后，發(fā)現(xiàn)所有閘瓦磨損嚴(yán)重，且各個(gè)閘瓦磨損不均勻，甚至個(gè)別閘瓦已經(jīng)斷裂，如圖3所示。還發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器內(nèi)部聯(lián)接襯板筒體和活塞的大螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，碟形彈簧組中有個(gè)別碟簧斷裂，活塞處的密封圈也已經(jīng)老化破損。
圖2 現(xiàn)場(chǎng)被污染的制動(dòng)盤
圖3 現(xiàn)場(chǎng)斷裂的閘瓦
經(jīng)專業(yè)部門到事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，該提升機(jī)配置4 對(duì) TP1-63 制動(dòng)器頭，輸出正壓力分別為 5、15、15、20 kN；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)制動(dòng)盤偏擺量達(dá)到 3 mm，大大超出規(guī)程要求的 1 mm；液壓站zui高油壓為 3.3 MPa；全制動(dòng)時(shí)液壓系統(tǒng)殘壓達(dá)到 1 MPa。
4.3 事故原因 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)情況可知，造成該事故的主要原因是盤形制動(dòng)器制動(dòng)失效。
(1) 碟形彈簧由于疲勞或斷裂造成剛度 K 不足，致使彈簧預(yù)壓縮力 F2減??；聯(lián)接襯板筒體和活塞的大螺栓松動(dòng)，使碟簧的預(yù)壓縮量 Δ0減小，致使彈簧預(yù)壓縮力 F2減??；液壓系統(tǒng)殘壓 p0過大，致使工作腔壓力 p0A 增 大；密封圈老化破損，造成活塞運(yùn)動(dòng)阻力 C 增 大。所以由式 (2)、(3) 可知，全制動(dòng)狀態(tài)下盤形制動(dòng)器輸出的正壓力 FN大大減小。
(2) 由于活塞密封圈老化導(dǎo)致制動(dòng)器頭漏油，油污污染了制動(dòng)盤，導(dǎo)致閘瓦與制動(dòng)盤之間的摩擦因數(shù)μ 降低。
(3) 制動(dòng)盤偏擺量過大，致使各個(gè)閘瓦磨損程度不均，制動(dòng)時(shí)閘瓦與制動(dòng)盤貼合面積過小，導(dǎo)致閘瓦受力不均衡而出現(xiàn)斷裂，造成閘瓦與制動(dòng)盤之間的接觸面發(fā)生變形，進(jìn)一步導(dǎo)致兩者之間的摩擦因數(shù) μ 減小。
由式 (7) 可知，上述各因素zui終導(dǎo)致制動(dòng)力矩 M嚴(yán)重不足，緊急制動(dòng)無法使其停車，zui終導(dǎo)致墜罐事故的發(fā)生。
4.4 解決方案 (1) 通過火焰法或車削法校正制動(dòng)盤，使其偏擺量 ≤1 mm，以滿足規(guī)程要求；
(2) 更換制動(dòng)器頭中所有碟形彈簧、密封圈組件和制動(dòng)閘瓦；
(3) 按照規(guī)定擰緊力矩?cái)Q緊制動(dòng)器內(nèi)部聯(lián)接襯板筒體和活塞的大螺栓；
(4) 清洗制動(dòng)盤、制動(dòng)器活塞、液壓缸、液壓油路以及液壓站，更換新的液壓油。
若采取上述措施維護(hù)盤形制動(dòng)器后，仍然不能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定實(shí)施工作制動(dòng)和安全制動(dòng)，建議更換整套液壓制動(dòng)系統(tǒng)，即對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行整體改造，同時(shí)在新更換的制動(dòng)系統(tǒng)上配置閘間隙檢測(cè)、閘盤偏擺檢測(cè)和油壓檢測(cè)等一系列檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，保證其安全可靠性。
5 結(jié)語(yǔ) 礦井提升機(jī)盤形制動(dòng)器的故障雖多種多樣，但只要合理使用，按照上述措施加強(qiáng)日常管理維護(hù)，就能及時(shí)了解盤形制動(dòng)器的使用狀況和它在使用中存在的問題，做到心中有數(shù)，及時(shí)準(zhǔn)確地排除隱患，從而保證礦井提升機(jī)安全可靠運(yùn)行，防止事故的發(fā)生，確保礦山的安全生產(chǎn)。
