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礦井提升機制動閘檢測系統分析
發布時間：
2024-12-11
來源：
礦井提升機制動閘檢測系統分析
礦井提升機制動閘檢測系統分析
一、引言
本文詳細闡述了礦井提升機制動閘檢測系統相關的國家規定，深入剖析了制動閘檢測系統的各個組成部分，包括傳感器、信號采集與處理單元、數據傳輸與存儲單元以及監控與報警單元等。同時探討了系統的工作原理、性能指標以及在保障礦井提升機安全運行方面的重要作用，旨在為礦山工程技術人員和相關從業者提供全面且深入的知識體系，使其能更好地理解、設計、安裝與維護礦井提升機閘檢測系統，以滿足礦山安全生產的嚴格需求。
二、國家相關規定
1.制動盤與盤型制動器閘瓦間隙不大于2mm。
2.制動盤的徑向跳動不超過1.5mm，端面跳動不超過1.0mm。
3.閘間隙超過規定值時，能自動報警或自動斷電。
三、礦井提升機制動閘檢測系統詳細描述
1.傳感器
閘瓦間隙傳感器
用于實時監測閘瓦與制動盤之間的間隙大小。常用的有電感式傳感器和激光位移傳感器。電感式傳感器利用電磁感應原理，當閘瓦間隙發生變化時，傳感器的電感值隨之改變，通過測量電感值的變化來確定間隙大小。它具有結構緊湊、安裝方便、成本較低等特點，但測量精度相對激光位移傳感器略低。激光位移傳感器則是通過發射激光束并接收反射光，根據光的飛行時間或相位變化來精確測量閘瓦與制動盤之間的距離。其測量精度高，可達微米級甚至更高，但價格相對較高，且在礦井環境中需要注意防護灰塵、水汽等對激光光路的影響。
溫度傳感器
采用無接觸式，通過調整使傳感器與閘盤的間距達到合適距離，對閘盤溫度進行動態持續監測。
偏擺傳感器
采用無接觸式，通過調整使傳感器與閘盤的間距達到合適距離，對閘盤偏擺量進行動態持續監測。
制動力矩傳感器
制動力矩傳感器是閘檢測系統的關鍵部件之一，其主要作用是測量制動閘在制動過程中產生的制動力矩大小。常見的制動力矩傳感器有應變片式傳感器和磁彈性傳感器等。應變片式傳感器通過測量制動閘部件在受力時產生的應變，利用應變與應力的關系計算出制動力矩。其優點是測量精度較高，響應速度快，但對安裝位置和環境要求較為嚴格，需要安裝在能夠準確反映制動力矩的部位，并且要避免受到外界干擾力的影響。磁彈性傳感器則是基于磁致伸縮效應，當受到制動力矩作用時，傳感器內部的磁性材料磁特性發生變化，通過檢測這種變化來確定制動力矩。這種傳感器具有結構簡單、可靠性高、抗干擾能力強等優點，適用于較為惡劣的礦井環境。
2. 信號采集與處理單元
信號采集模塊
負責接收來自各個傳感器的模擬信號或數字信號。對于模擬信號，如制動力矩傳感器和閘瓦間隙傳感器輸出的模擬電壓或電流信號，采集模塊首先進行濾波處理，去除信號中的噪聲和干擾成分，然后進行放大和采樣。采樣頻率的設定要根據傳感器信號的變化頻率和系統對數據實時性的要求來確定，一般來說，對于制動閘這種快速響應的系統，采樣頻率較高，通常在數千赫茲甚至更高。對于數字信號，如某些智能型傳感器直接輸出的數字信號，采集模塊則直接進行接收和緩存，等待后續處理。
信號處理模塊
對采集到的信號進行進一步的分析和處理。對于制動力矩信號，它根據傳感器的標定參數將采集到的信號轉換為實際的制動力矩值，并進行數據擬合和誤差修正，以提高制動力矩測量的準確性。對于閘瓦間隙信號，信號處理單元會計算出各閘瓦間隙的平均值、最大值、最小值以及間隙差值等參數，判斷是否滿足安全規程要求。對于閘瓦磨損信號，通過特定的算法將傳感器數據轉換為閘瓦的磨損量，并與設定的磨損極限值進行比較。同時，信號處理單元還具備數據壓縮功能，將大量的原始數據進行壓縮處理，以便于數據的存儲和傳輸，減少系統的數據存儲和傳輸壓力。
3、 信息一體化處理單元
數據傳輸模塊
數據傳輸模塊負責將信號處理模塊處理后的數據傳輸到監控中心或其他存儲設備。數據傳輸模塊要確保數據傳輸的完整性和及時性，對數據進行封裝和傳輸，并具備數據校驗和重傳機制，防止數據丟失或錯誤。
數據存儲單元
數據存儲單元用于存儲閘檢測系統的歷史數據。采用本地存儲設備，將數據存儲在工控機中。優點是數據存儲速度快，讀取方便，在網絡故障等情況下仍能保證數據的完整性。同時，為了防止本地數據丟失，還可以采用異地備份存儲的方式，將數據定期備份到礦山的其他存儲服務器或云端存儲平臺。云端存儲具有數據存儲容量大、易于管理、可實現多終端訪問等優點，但對網絡帶寬和安全性要求較高。數據存儲單元要對數據進行分類存儲，按照時間、參數類型等進行歸檔，以便于數據的查詢和分析。
監控軟件
以直觀的圖形界面展示閘檢測系統的各項參數數據，如制動力矩的實時曲線、閘瓦間隙的數值顯示、閘瓦磨損情況的圖表等。監控軟件具備數據實時刷新功能，能夠及時反映制動閘的當前狀態。同時，它還可以對歷史數據進行查詢、統計和分析，生成各種報表，如日報表、月報表、故障報表等，為設備維護和管理提供數據支持。監控軟件還可以設置不同的用戶權限，如管理員、操作員、普通查看員等，確保數據的安全性和系統操作的規范性。
報警系統
報警系統根據閘檢測系統設定的報警閾值進行報警。當制動力矩不足、閘瓦間隙過大或過小、閘瓦磨損超過極限值等異常情況發生時，報警系統會立即發出聲光報警信號，提醒操作人員及時處理。報警系統可以與提升機的控制系統相連，在嚴重異常情況下，如制動力矩嚴重不足可能導致提升機失控時，報警系統可以向控制系統發送指令，觸發提升機的安全制動裝置，使提升機立即停止運行，以保障人員和設備的安全。報警系統還可以通過短信、電子郵件等方式將報警信息發送給相關維護人員或管理人員，以便他們能夠及時了解提升機的故障情況并采取相應的措施。
四、制動閘檢測系統在保障礦井提升機安全運行中的重要性
礦井提升機閘檢測系統對于保障提升機的安全運行具有不可替代的重要作用。首先，通過對制動力矩的精確監測，可以確保在不同工況下提升機都能獲得足夠的制動力，避免因制動力不足而導致的溜車、超速等事故。其次，閘瓦間隙和閘瓦磨損的實時監測能夠及時發現制動閘的磨損情況和安裝調整問題，保證制動的均勻性和可靠性，延長閘瓦和制動盤的使用壽命。再者，系統的監控與報警功能能夠在第一時間發現制動閘的異常情況，并及時通知操作人員和相關管理人員，采取相應的措施，如及時調整閘瓦間隙、更換閘瓦或進行設備維修等，有效預防事故的發生。此外，系統存儲的大量歷史數據為提升機的維護管理提供了寶貴的依據，通過對數據的分析可以找出制動閘的性能變化趨勢，提前預測可能出現的故障，為預防性維護提供支持，從而提高礦井提升機的整體安全管理水平。
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