книги / Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъёмных установок

как при более низкой температуре (а тем более при отрицательной) изменяются характеристики процесса торможения, а на подъемных машинах со шкивами трения снижается коэффициент трения канатов о футеровку, что может привести к опасному скольжению канатов при проведении испытаний.

2.При испытаниях один из подъемных сосудов должен быть загружен расчетным грузом. Подъемный сосуд людского подъема должен быть загружен балластным грузом, массакоторогоравнарасчетноймасселюдейвклети.

Категорически запрещается испытывать тормозную систему при нахождении людей в подъемных сосудах.

3.Зазоры между тормозными колодками и ободом должны быть установлены близкими к предельной величине, при которой срабатывает выключатель износа колодок. Для машин с пружинными тормозными приводами испытания проводить при рабочем зазоре.

4.Для вертикального статически неуравновешенного подъема испытание тормоза необходимо проводить в том месте ствола, где создается наибольшая разность статических натяжений канатов, но на безопасном расстоянии от приемных площадок. Включение предохранительного тормоза должно происходить на расстоянии не менее двойного пути, контролируемого ограничителем скорости.

Вслучае вертикального статически уравновешенного подъема испытание тормозной системы можно проводить в любом месте ствола, но также на безопасном расстоянии от приемных площадок.

5.При испытании тормозных систем подъемных машин со шкивами

трения:

– двухклетевые подъемные установки испытываются при спуске и подъеме расчетного груза, а также при перегоне порожних клетей на максимальной скорости искоростиподхода, контролируемойограничителем скорости;

– одноклетевые подъемные установки (с противовесом) испытываются при подъеме и спуске расчетного груза, а также при перегоне порожней клети (спуске противовеса) на максимальной скорости и скорости подхода, контролируемой ограничителем скорости;

– двухскиповые подъемные установки испытываются при подъеме расчетного груза и перегоне порожних сосудов на максимальной скорости, а при спуске расчетного груза – на скорости, контролируемой блокировкой от спуска груженого скипа (но не более 1,5 м/с);

– односкиповые подъемные установки (с противовесом) испытываются при подъеме расчетного груза и противовеса на максимальной скорости и скорости подхода, контролируемой ограничителем скорости, а также при спуске противовеса на максимальной скорости.

6.Для наклонного подъема с постоянным углом наклона испытание тормоза необходимо проводить в том месте ствола, где создается наибольшая

211

разность статических натяжений канатов, но на безопасном расстоянии от приемных площадок.

В случае наклонного подъема с переменным углом наклона испытания тормоза проводить при спуске груза на участках ствола с наибольшим углом наклона, а при подъеме груза – на участке ствола с наименьшим углом наклона (если они достаточно удалены от конечных положений).

7. Предохранительное торможение должно сопровождаться отключением подъемных двигателей от сети.

7.18.2. Запись изменения контролируемых параметров процесса предохранительного торможения

Для определения параметров предохранительного торможения проводится запись изменения контролируемых параметров процесса затормаживания подъемной машины предохранительным тормозом во времени. При этом определяются и записываются:

–момент разрыва цепи защиты;

–скорость подъемной машины;

–скорость каната (для машин со шкивами трения);

–ток подъемного двигателя;

–усилие в тяге исполнительного органа тормоза, соединяющей привод тормоза с исполнительным органом тормоза;

–момент касания колодками тормозного обода;

–путь торможения машины с момента разрыва цепи защиты до ее остановки;

–путьторможенияподъемныхсосудов(длямашинсошкивамитрения). Масштаб осциллограмм должен быть достаточным для их обработки. Осциллографирование процесса предохранительного торможения мо-

жет выполняться светолучевыми, цифровыми электронно-лучевыми многоканальными осциллографами, а также специальным комплектом аппаратуры, включающим необходимые датчики, аналого-цифровой преобразователь с блоком согласования и переносной компьютер (ноутбук) [12, 37]. Для измерения скорости и пути в таком комплекте применяется импульсный датчик с приводом от тормозного обода машины и корректировкой показаний величины скорости по соотношению диаметров навивки каната и тормозного обода. В этом случае не требуется перед испытанием обязательное движение машины с максимальной скоростью для определения и использования при обработке осциллограммы масштаба скорости, поскольку происходят непосредственное измерение и запись на осциллограмме действительной линейной скорости движения машины (и каната для машин со шкивами трения).

При применении для снятия осциллограмм предохранительного торможения светолучевого осциллографа датчиком скорости должен служить специальный тахогенератор постоянного тока желательно с возбуждением от

212

постоянных магнитов (например, ТМГ-30П). Обрезиненный шкив этого датчика должен приводиться во вращение от тормозного обода подъемной машины за счет фрикционной связи. Это позволит записать фактическую скорость без искажений, обусловленных колебаниями якоря тахогенератора изза люфтов в его кинематической связи с машиной, которые особенно заметны при переходных процессах в период замедления и остановки машины.

7.18.3. Определение основных параметров предохранительного торможения

Определение параметров работы предохранительного торможения производится при обработке осциллограмм торможения.

На рис 7.56 приведены идеализированные (спрямленные) осциллограммы предохранительного торможения при спуске и подъеме груза, на которых характерные участки скорости периода замедления изображены прямыми линиями.

Во время холостого хода тормоза после разрыва цепи защиты и отключения подъемного двигателя машина движется при спуске груза с ускорением, а при подъеме – с замедлением свободного выбега (участки АВ на осциллограммах скорости). В момент соприкосновения тормозных колодок с ободом появляется тормозной момент и на осциллограмме скорости первый перегиб (точка В). В процессе предохранительного торможения при спуске груза в момент, когда тормозной момент становится равным статическому, прекращается рост скорости (точка С1), скорость может некоторое время оставаться постоянной, после чего начинается снижение скорости (точка С2) под действием дальнейшего увеличениятормозного момента, развиваемого тормозом.

Рис. 7.56. Идеализированные (спрямленные) осциллограммы скорости при предохранительном торможении: а – при спуске расчетного груза; б – при подъеме расчетного груза; 1 – ток в катушке контактора предохранительного тормоза; 2 – скорость подъемной машины; txx – время холостого хода тормоза; tср – время срабатывания тормоза; tз – время замедления машины

213

На осциллограммах спуска груза многих подъемных установок участок постоянной скорости С1–С2 практически отсутствует. Поэтому в этих случаях точка С1 соответствует моменту прекращения роста скорости и началу снижения скорости под действием тормоза (тормозное усилие становится равным статическому).

Перегиб осциллограммы скорости в точке Д свидетельствует о наложении второй ступени торможения (при двухступенчатом торможении). Такой перегиб может быть неявно выраженным, а в процессе торможения может иметь место постепенное увеличение замедления подъемной машины.

Для подъемных установок глубоких шахт осциллограмма скорости при предохранительном торможении может иметь ступенчатый (колебательный) характер, что объясняется упругими колебаниями канатов, вызываемых динамическими усилиями в канатах при торможении. При больших упругих колебаниях в канатах это может привести к ложному срабатыванию парашютов клети или проскальзыванию канатов на подъемных установках со шкивами трения. Поэтому при выявлении во время испытаний тормоза больших упругих колебаний в канатах при спуске или подъеме груза необходимо принять меры по их устранению или значительному их уменьшению.

Для уменьшения упругих колебаний в канатах тормозную систему следует отрегулировать на создание замедлений предохранительного торможения при спуске груза, близких к нижнему допустимому пределу. С этой же целью необходимо принять меры по более плавному приложению тормозного момента. Например, у машин с пружинно-пневматическим приводом тормоза – регулировкой усилия сжатия пружины регулирующего клапана и выбором соответствующей дроссельной шайбы в регулируемом выхлопном устройстве. При этом время срабатывания тормоза должно остаться в допустимых пределах.

Определение времени срабатывания тормоза производится по ос-

циллограмме скорости только при спуске расчетного груза.

Время срабатывания тормоза– это время, протекающее с момента разрыва цепи защиты до момента прекращения роста скорости машины (точка С1), происходившего под действием опускающегося расчетного груза, так как в этот момент тормозноеусилиестановитсяравным по величинестатическому.

На рис 7.56, а фактическое время срабатывания тормоза tср – это время

смомента разрыва цепи защиты до точки С1.

Врасчетах защит подъемной установки используется только время срабатывания тормоза, а время холостого хода, являющееся его составной частью, в этих расчетах не используется. Поэтому если время срабатывания тормоза не превышает норм требований ПБ, то измерение времени холостого хода подъемной машины, находящейся в эксплуатации, при наладке не является обязательным.

214

Если фактическая величина времени срабатывания тормоза не удовлетворяет требованиям ПБ, то необходимо провести комплексное обследование функционирования тормозной системы подъемной машины, найти и устранить причину.

Причинами увеличенного времени срабатывания тормоза могут быть:

–увеличенное время отключения подъемного двигателя;

–медленное отпадание контактора предохранительного торможения;

–медленное отпадание якоря электромагнита. В таких случаях следует отрегулировать электромагнит, просверлить дополнительные отверстия в поршне демпфера электромагнита либо вообще снять поршень (для машин до 1963 г. выпуска);

–большой зазор между тормозными колодками и ободом (более допустимого);

–заедание шарниров исполнительного органа тормоза;

–слишком малый тормозной момент первой ступени при двухступенчатом торможении или медленное его нарастание;

–засорение трубопроводов тормозной системы;

–низкая температура воздуха в здании подъемной машины, следствием чего является загустевание масла, используемого в качестве рабочей жидкости или для смазки, а для машин с пневматическими тормозами – замерзание конденсата в трубах;

–слишком тугая затяжка сальников или резиновых уплотнений тормозных цилиндров;

–для машин с грузовым приводом тормоза – излишний уровень масла

вдемпфере, малое сечение перепускного канала в демпфере либо чрезмерно густое масло в электрогидравлическом приводе;

–для машин с грузогидравлическим приводом тормоза – чрезмерно густое масло в тормозной системе, неполное открытие перепускных отверстий краном предохранительного торможения, малый диаметр отверстия в дроссельной шайбе, отсутствие расширительного бачка;

–для машин с пружинно-гидравлическим приводом тормоза – чрезмерно густое масло в тормозной системе или неправильная регулировка (чрезмерная затяжка пружины) клапана замедленного торможения;

–для машин с пружинно-пневматическим приводом тормоза (как с тормозными грузами, так и без них) – неправильная регулировка регулируемых выхлопных устройств;

–для машин с грузопневматическим приводом тормоза – медленное нарастание давления первой ступени из-за неудовлетворительной работы регулятора давления;

–для машин МПБ – неправильная регулировка (чрезмерная затяжка) регулирующего клапана.

Могут иметь место также и другие причины.

215

Определение времени холостого хода тормоза проводится при ком-

плексном обследовании функционирования тормозной системы для каждого (левого и правого) тормоза подъемной машины.

Для этого при помощи контактных электродов, встроенных в фрикционные накладки, определяется момент касания фрикционных накладок тормозного обода.

Величина времени холостого хода тормоза равна времени, прошедшему с момента разрыва цепи защиты до момента касания хотя бы одной из фрикционных накладок тормозного обода.

В качестве контактных электродов применяются отрезки медного провода диаметром 3–3,5 мм, длиной 60–70 мм, которые встраиваются в фрикционные накладки следующим образом.

При заторможенной рабочим тормозом машине по краю фрикционной накладки, прилегающему к тормозному ободу, вдоль тормозного поля в фрикционной накладке сверлится отверстие глубиной 45–55 мм диаметром на 0,3 мм меньше, чем диаметр контактного электрода. В это отверстие забивается контактный электрод, к которому подключается (припаивается) один провод, идущий в схему определения момента касания, а другой провод этой схемы заземляется. При касании фрикционной накладкой тормозного обода контактный электрод заземляется, что фиксируется схемой определения момента касания.

Определение величины среднего замедления при спуске и подъеме груза производится по соответствующим осциллограммам скорости.

Моментом начала торможения при определении среднего замедления принимается момент начала снижения скорости машины под действием тормоза (точка С2 на рис. 7.55, а). Величина среднего замедления подъемной машины в процессе предохранительного торможения определяется как частное от деления фактической скорости в момент начала снижения скорости под действием тормоза на время замедления, протекающее от этого момента до полной остановки машины.

Для случая спуска груза (см. рис. 7.55, а) это скорость в точке С2, деленная на время tз, а при подъеме груза (см. рис. 7.55, б) это скорость в точке С1, деленная на время tз.

На подъемных установках со шкивами трения величина среднего замедления в соответствии с ПБ должна определяться на установившемся участке процесса торможения, т.е. на участке пути, на котором величина тормозного момента уже достигла своей максимальной величины и не изменяется во времени, а статический момент практически не изменяется. Такое требование ПБ обусловлено тем, что на этом участке величина среднего замедления будет иметь максимальное значение, которое должно учитываться при определении фактических динамических коэффициентов безопасности против скольжения канатов на установках со шкивами трения. Поскольку на многих подъемных установках к моменту остановки машины тормозное усилие еще

216

продолжает расти, необходимо определять величину среднего замедления на участке пути непосредственно перед остановкой машины. Для этого на осциллограмме скорости машины по оси времени от точки остановки машины следует отложить, например, 1 с и в этой точке определить скорость машины.

Величина скорости, деленная на время прошедшее от этой точки до полной остановки машины, в данном случае соответствует величине среднего замедления машины, определенного в соответствии с требованиями ПБ.

Величины средних замедлений машины при предохранительном торможении должны соответствовать требованиями ПБ. При несоответствии величин замедлений требованиям ПБ необходимо произвести регулировку тормозной системы.

7.18.4. Комплексное обследование функционирования тормозной системы подъемной машины

Комплексное обследование проводится перед вводом машины в эксплуатацию и в случаях нарушений в работе тормозной системы по любому из контролируемых параметров с целью определения состояния и исправности работы ее отдельных элементов и тормозной системы в целом. При этом проводятся статические и динамические испытания предохранительного тормоза.

Статические испытания выполняются для каждого из тормозов (левого и правого) на неподвижной или движущейся с очень малой скоростью машине (например, в режиме динамического торможения). Для этого порожние подъемные сосуды устанавливаются в стволе в равновесном состоянии («на перевес»), машина растормаживается предохранительным и рабочим тормозами, после чего включается предохранительный тормоз и ведется запись:

–момента разрыва цепи защиты;

–моментов касания тормозного обода каждой стороной колодок (ближней и дальней);

–давления в цилиндрах рабочего (ЦРТ) и предохранительного (ЦПТ) торможения;

–величины перемещения поршней ЦРТ и ЦПТ;

–усилия в горизонтальной тяге исполнительного органа тормоза. Анализируя полученные осциллограммы, можно оценить состояние и

исправность работы каждого (левого и правого) тормоза подъемной машины. По характеру изменения давления и перемещению поршней ЦРТ и ЦПТ определяются скорость выхода масла или воздуха, работа первой ступе-

ни торможения, «зависание» поршня в цилиндре и т.п.

По характеру нарастания тормозного усилия в тяге исполнительного органа, моментам касания колодками тормозного обода и изменению давления в ЦРТ и ЦПТ определяются износ и состояние рычажно-шарнирного механизма исполнительного органа тормоза.

217

После окончания статических испытаний и устранения выявленных нарушений в работе элементов тормозной системы проводятся динамические испытания.

При динамических испытаниях один из сосудов загружается расчетным грузом, машина разгоняется до требуемой при данных испытаниях скорости и в выбранной для испытаний точке ствола включается предохранительный тормоз. Ведется запись следующих параметров торможения:

–момент разрыва цепи защиты;

–ток подъемного двигателя;

–скорость движения машины;

–скорость движения канатов (для машин со шкивом трения);

–усилие в горизонтальной тяге исполнительного органа тормоза;

–путь торможения машины и каната (для машин со шкивами трения) с момента разрыва цепи защиты до полной остановки.

Испытания выполняются как при подъеме, так и при спуске расчетного

груза.

По результатам динамических испытаний определяются:

–время срабатывания тормоза;

–величины среднего замедления при спуске и подъеме груза;

–полный путь торможения при включении предохранительного тормо-

за на максимальной скорости;

– полный путь торможения при включении предохранительного тормоза на скорости подхода подъемных сосудов к конечным положениям.

По характеру нарастания тормозного усилия в режиме статических испытаний тормоза и характеру его нарастания при спуске и последующем подъеме расчетного груза в процессе динамических испытаний можно судить о состоянии шарнирных соединений исполнительного органа тормоза. При больших зазорах в шарнирных соединениях на осциллограммах появляется заметное ступенчатое нарастание усилия.

7.18.5.Особенности испытания тормозных устройств подъемных установок со шкивами трения

До начала испытаний на подъемных установках со шкивами трения выполняется расчет на нескольжение канатов. Персоналом шахты должно быть проверено и отрегулировано натяжение головных канатов (при многоканатной подъемной машине).

Начинать испытания тормозов необходимо в режиме подъема груза, поскольку этот режим является менее опасным при предохранительном торможении. Испытания выполняются при подъеме расчетного груза для случая максимальной разности статических натяжений канатов и при перегоне по-

218

рожних сосудов для случая подъема более нагруженной ветви канатов (для установок с противовесом – подъем противовеса).

Полученные фактические величины среднего замедления на установившемся (последнем) участке торможения при подъеме номинального груза ап.ф и при перегоне порожних сосудов апер.ф не должны превышать величин aσп и aσпер, вычисляемых по формулам подраздела 7.3.

По полученным фактическим значениям ап.ф и апер.ф необходимо рассчитать ожидаемые замедления:

– при спуске расчетного груза

– при перегоне порожних сосудов

где F – разность статических натяжений ветвей канатов при подъеме груза, кН; F' – то же при перегоне порожних сосудов (спуск противовеса), кН; mпр – приведенная масса установки при спуске расчетного груза, кг; m'пр – то же при перегоне порожних сосудов (спуске противовеса), кг.

Ожидаемые величины замедлений должны быть не более величин аσс и аσпер, определенных по формулам подраздела 7.3.

Если это условие удовлетворено, можно проводить испытание тормоза при спуске груза и спуске более нагруженной ветви канатов при перегоне порожних подъемных сосудов. В противном случае следует провести соответствующую регулировку тормоза для снижения замедлений при подъеме груза, повторно испытать и определить фактические средние замедления при подъеме груза и вновь рассчитать величины ожидаемых замедлений при спуске груза и перегоне порожних сосудов ас.о и а'с.о.

Испытание предохранительного тормоза как при подъеме, так и при спуске груза следует проводить несколько раз, постепенно повышая скорость машины, при которой включается предохранительный тормоз. Последнее испытание проводится на максимальной скорости. Для скиповых подъемных установок при спуске груза испытание проводится на скорости, контролируемой блокировкой от спуска груженого скипа, но не более 1,5 м/с. Во избежание перегрева тормозных колодок и ободов между испытаниями следует выдерживать паузы 5–10 мин.

Во время испытаний необходимо контролировать проскальзывание канатов визуально, по аппарату контроля проскальзывания канатов или по записи процесса предохранительного торможения скорости машины и каната.

219

Более объективную оценку наличия и величины проскальзывания канатов можно получить при записи скорости машины и скорости каната, а также записи величины пути, пройденного машиной и канатом в процессе предохранительного торможения [12]. Момент начала проскальзывания определяется сравнением диаграмм скоростей машины и каната, а величина проскальзывания – по разности путей торможения машины и каната. Следует учитывать, что при работе подъемной машины со шкивом трения имеется упругое перемещение (переползание) каната по шкиву, обусловленное упругими свойствами каната. Поэтому разность путей машины и каната в несколько сантиметров при отсутствии разности скоростей машины и каната не может считаться проскальзыванием.

После каждого испытания подъемные сосуды следует подводить к конечным положениям очень осторожно, так как могло иметь место незамеченное проскальзывание канатов.

Если замечено проскальзывание, дальнейшие испытания при спуске груза следует прекратить, провести соответствующую регулировку тормоза и повторить испытания.

Фактические величины замедлений при предохранительном торможе-

нии aс.ф. и a’с.ф. должны быть не менее 1,5 м/с2 и не более aσс и aσс.пер.

В отдельных случаях на действующих одноканатных и многоканатных скиповых подъемных установках со шкивами трения по условию предотвращения проскальзывания канатов допускается ограничивать нижний предел замедления величиной 1,2 м/с2 при условии оборудования таких установок блокировкой, исключающей возможность спуска груза со скоростью более 1 м/с, и обеспечения защиты от переподъема.

После окончания наладки предохранительного тормоза по полученным при испытании значениям фактических замедлений aп.ф.и aс.ф. определить фактические динамические коэффициенты безопасности против скольжения:

– при спуске груза (противовеса):

где Kcт – отношение натяжений груженой и порожней ветвей каната для участка ствола, где определялась фактическая величина замедления.

220