【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，直流電機(jī)憑借其良好的調(diào)速性能，優(yōu)良的啟動(dòng)停車(chē)，大范圍的平滑調(diào)速能力，主導(dǎo)了一段時(shí)間大中型礦的提升機(jī)種類。隨著電力電子器件，交流控制理論，PC、PLC控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于交流電機(jī)獲得了同直流電機(jī)一樣的調(diào)速性能，尤其是大功率的電機(jī)，交流電機(jī)有明顯優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)井下采礦系統(tǒng)中，提升機(jī)大多采用交流繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方案。礦井提升機(jī)按鋼纜繞行分為兩類：纏繞式與摩擦式。兩種方式均可用于主副井，提拉阡石、設(shè)備、礦料、人員等，布線簡(jiǎn)單，操作效果好，機(jī)械沖擊小，最大的節(jié)省材料。下井方式可垂直也可斜入,均能有效利用地形，較好的滿足采礦作業(yè)需求，國(guó)內(nèi)年產(chǎn)120萬(wàn)噸以下，井深小于400米的礦井大多用纏繞式。摩擦式提升機(jī)分作單繩摩擦式和多繩摩擦式，后者摩擦輪和鋼絲都較小，故機(jī)組尺寸小，制造簡(jiǎn)單，速度高。多用于年產(chǎn)120萬(wàn)噸以上，井深2100米以下的豎井。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累，目前國(guó)際上的大中型礦井都使用這兩中提升模式，還有其它特殊環(huán)境的提升方式，本文就不多做介紹。單繩摩擦塔式摩擦式 多繩摩擦落地式礦井提升機(jī) 可分離式單卷筒 單繩纏繞式纏繞式單卷筒多繩纏繞式(布雷爾/Blair式)14325 單繩纏繞式提升機(jī)原理示意圖 卷筒；2；鋼絲繩；天輪；容器；平衡輪單繩纏繞式提升機(jī)布線簡(jiǎn)單，所用鋼繩少，大量減輕其質(zhì)量與體積，節(jié)約鋼材，由于質(zhì)量小，工作過(guò)程中對(duì)電機(jī)的額外負(fù)載較少，反應(yīng)迅速，不易出現(xiàn)卷筒打滑現(xiàn)象。不過(guò)同樣的，由于鋼繩少，在電機(jī)急停過(guò)程中，鋼繩出現(xiàn)斷裂可能性增大。現(xiàn)代材料幾歲的發(fā)展有效的解決了這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)用新的復(fù)合材料，鋼繩的強(qiáng)度得到極大的提升。4321513452 多繩摩擦式提升機(jī)機(jī)原理示意 卷筒；2；鋼絲繩；天輪；容器；平衡繩 礦井提升機(jī)的主要組成部分及工作礦井提升機(jī)主要由六部分組成，分別為工作機(jī)構(gòu)：包括主軸裝置和離合器；制動(dòng)系統(tǒng)：包括制動(dòng)閘和傳動(dòng)裝置；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)：包括減速器和連軸器；潤(rùn)滑系統(tǒng)：包括油泵和油管；觀測(cè)和操作系統(tǒng)：包括操作臺(tái)、深度指示器與測(cè)速裝置；拖動(dòng)、控制和安全保護(hù)系統(tǒng)：包括主動(dòng)機(jī)、拖動(dòng)裝置、電氣控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。 礦井提升機(jī)組成示意圖 礦井提升機(jī)的運(yùn)行 礦井提升機(jī)的運(yùn)行分為啟動(dòng)、勻加速、勻速、勻減速、停車(chē)幾個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)速度要求不相同，且為提升提升機(jī)的工作效率，加速度要盡可能大，為減小機(jī)械沖擊，增加提升機(jī)使用壽命，啟動(dòng)、停車(chē)、變速過(guò)程要平順。礦井提升機(jī)在理論速度要求與實(shí)際工作中不完全相同，理論中速度要求是到點(diǎn)變化，在實(shí)際生產(chǎn)中呈“S”曲線變化，平順的速度改變能減少機(jī)械沖擊，同時(shí)減少對(duì)回路的電變化干擾，原來(lái)使用繼電器做控制時(shí)，一般串多級(jí)電阻，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的平滑調(diào)速，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)三相交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)一般是用變頻器。通過(guò)變頻器進(jìn)行平滑調(diào)速，以達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求。 通常情況下，生產(chǎn)過(guò)程中電機(jī)輸出功率一定時(shí)，當(dāng)速度達(dá)到最大值，運(yùn)轉(zhuǎn)速度一定，扭力最小。利用電機(jī)的這個(gè)功能，有時(shí)可以不用特意調(diào)節(jié)速度，讓其直接運(yùn)行即可。 提升機(jī)運(yùn)行情況示意圖 五階段速度示意圖根據(jù)國(guó)內(nèi)眾多礦井實(shí)地生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，得到礦井提升機(jī)在一個(gè)提升循環(huán)里的運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 1）加速階段容器離開(kāi)井底后經(jīng)過(guò)t1時(shí)間段，以加速度a1運(yùn)行至最大速度。對(duì)于提升機(jī)，加速度一般不大于。2）勻速階段容器以最大速度運(yùn)行t2完時(shí)間段，直至接近井口。3）減速階段容器接近井口后以加速度a3運(yùn)行完t3時(shí)間段，實(shí)現(xiàn)減速至爬行速度，對(duì)于提升機(jī)加速度a3一般不大于。4) 爬行階段容器以爬行速度勻速行駛完t4時(shí)間段，以便準(zhǔn)確停車(chē)。5）預(yù)備停車(chē)階段容器在t5時(shí)間段內(nèi)速度由至0，施閘停車(chē)。 提升機(jī)故障及保護(hù) 礦井提升機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，高溫、潮濕、重粉塵等多重因素影響著提升機(jī)的正常運(yùn)行提升機(jī)工作過(guò)程中不可避免各種故障，大致分為三類。第一類是造成礦井提升機(jī)緊急停車(chē)的故障，此事故是最嚴(yán)重的故障，故障原因有主回路過(guò)壓；主回路過(guò)流；卷筒兩端過(guò)卷；提升機(jī)錯(cuò)向運(yùn)行；主電動(dòng)機(jī)失去勵(lì)磁；終端超速運(yùn)行；制動(dòng)系統(tǒng)液壓站電動(dòng)機(jī)故障；運(yùn)行過(guò)程中各水平穩(wěn)定器動(dòng)作等。第二類是造成提升機(jī)事故停車(chē)的故障，故障原因有提升機(jī)制動(dòng)輪變形；尾繩故障；緊急停車(chē)后未調(diào)零；操作限位開(kāi)關(guān)失靈；開(kāi)車(chē)時(shí)安全門(mén)打開(kāi)；提升機(jī)調(diào)零電機(jī)故障；終端之間超速等。第三類是造成提升機(jī)信號(hào)預(yù)報(bào)的故障，故障原因有直流操作電流接地；主電機(jī)軸承過(guò)熱；制動(dòng)閘瓦磨損；潤(rùn)滑油壓異常；提升機(jī)通風(fēng)故障等。為保障礦井從業(yè)人員的生命安全，保護(hù)整個(gè)礦井系統(tǒng)的設(shè)備使用，保證完成安全生產(chǎn)的要求，礦井提升機(jī)的故障提示，系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)必不可少。開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)預(yù)先進(jìn)行自檢后運(yùn)行，當(dāng)?shù)V井提升機(jī)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠迅速識(shí)別故障類型，做出反應(yīng)，反饋故障部位，以便及時(shí)維修。同時(shí)應(yīng)該加載外部保護(hù)電路。3 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 礦井提升機(jī)控制要求礦井提升機(jī)是礦井生產(chǎn)設(shè)備的核心，關(guān)乎人員安全和高效生產(chǎn)。礦井內(nèi)部情況復(fù)雜，礦井提升機(jī)在工作時(shí)要克服礦井內(nèi)部高溫、潮濕、高粉塵等復(fù)雜的外界環(huán)境，還需要處理高低壓、電流過(guò)載、電熱效應(yīng)、閘瓦磨損、液壓不足等自身設(shè)備問(wèn)題。所以，礦井提升機(jī)的控制要求極高，其控制需要有極高的可靠性，礦井提升機(jī)的監(jiān)測(cè)要有及時(shí)準(zhǔn)確，故障處理要迅速精確。 用PLC設(shè)計(jì)礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)，需要處理眾多的模擬信號(hào)，傳感器選擇很重要，所以需要質(zhì)量好的傳感器。同時(shí)，礦井是非常特殊的生產(chǎn)場(chǎng)合，除了系統(tǒng)設(shè)計(jì)上通過(guò)計(jì)算設(shè)定參數(shù)值意外，還需要通過(guò)安裝的電氣設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)礦井提升機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。當(dāng)兩者完全都失靈時(shí)，還需要有應(yīng)急保護(hù)措施，以保護(hù)整個(gè)礦井的人員財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)發(fā)生不可控的災(zāi)害，如地震、塌方、戰(zhàn)爭(zhēng)等破壞時(shí)，整個(gè)礦井系統(tǒng)要完全關(guān)斷電源，避免礦井提升機(jī)系統(tǒng)對(duì)人員進(jìn)行二次傷害。 通過(guò)對(duì)礦井提升機(jī)盡可能完善的設(shè)計(jì)，保護(hù)整個(gè)礦區(qū)生產(chǎn)的安全，同時(shí)帶來(lái)良好的社會(huì)效應(yīng)，減少采礦人員的恐慌心理，避免因恐慌而造成的人為操作失誤，降低采礦生產(chǎn)行業(yè)的事故發(fā)生率。 控制系統(tǒng)示意圖控制過(guò)程如下：1） 開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，系統(tǒng)自檢，自檢無(wú)故障選擇是否開(kāi)車(chē)，開(kāi)車(chē)后進(jìn)行自動(dòng)控制，PLC控制變頻器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)速度，通過(guò)其帶動(dòng)滾筒按照五階段速度示意圖旋轉(zhuǎn)，完成循環(huán)。2）開(kāi)車(chē)后自動(dòng)控制過(guò)程中，實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)，監(jiān)測(cè)是否出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障迅速判斷故障等級(jí)，做出緊急停車(chē)或者聲音燈光警報(bào)，顯示故障區(qū)域。3）出現(xiàn)緊急停車(chē)故障后，系統(tǒng)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作，進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。4）運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)超速、過(guò)卷、松繩等輕故障，系統(tǒng)進(jìn)行安全回路動(dòng)作，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)。5）井口下行與井底上行前檢測(cè)是否過(guò)載，若過(guò)載預(yù)先進(jìn)行警報(bào)。 硬件的選擇及其電氣連接PLC控制是當(dāng)代主流的工業(yè)控制技術(shù)，邏輯控制、順序控制、計(jì)數(shù)、定時(shí)、數(shù)據(jù)運(yùn)算、多點(diǎn)通信功能強(qiáng)，能自診斷、中斷控制、加載模塊，適合復(fù)雜的控制設(shè)計(jì)，模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，