董志遠(yuǎn)

摘要：本文通過對架空乘人裝置運(yùn)行及制動工況的分析，闡述了導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生“飛車”現(xiàn)象的幾種誘因，并從設(shè)計(jì)、現(xiàn)場調(diào)試及用戶使用維護(hù)角度提出保證制動可靠性的措施。

關(guān)鍵詞：架空乘人裝置；猴車；制動可靠性

煤礦用架空乘人裝置（以下簡稱猴車）是一種新型高效運(yùn)送煤礦井下工作人員的輔助運(yùn)輸設(shè)備，其具有運(yùn)行安全可靠、人員運(yùn)送量大、乘坐方便、一次性投入低等優(yōu)點(diǎn)。也正是由于其具備的這些優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)階段各大煤礦集團(tuán)在安全整頓時(shí)均將猴車的應(yīng)用做為一項(xiàng)重點(diǎn)整改項(xiàng)目來抓，因此近年來猴車市場得到了很大發(fā)展。隨著猴車的大量推廣一大批猴車生產(chǎn)廠家迅速崛起，擁有猴車生產(chǎn)資質(zhì)的廠家很多，然而猴車產(chǎn)品質(zhì)量卻千差萬別，導(dǎo)致用戶無法根據(jù)產(chǎn)品的不同特點(diǎn)，進(jìn)行有針對性的維護(hù)、保養(yǎng)，以至于近年來猴車安全事故時(shí)有發(fā)生。

為此筆者從制動可靠性相關(guān)的幾個(gè)問題入手分析導(dǎo)致猴車安全事故的原因。

從狹義上講制動可靠性主要是指制動器的可靠性，即制動器能否正常打開并安全制動。

目前猴車較為常用的末級安全制動器有電液和液壓兩種形式。由于電液推動器的推力、行程限制，在保證足夠的制動力的前提下，一個(gè)推動器無法打開制動器，所以電液輪邊制動器通常需要由兩個(gè)推動器才能實(shí)現(xiàn)開閘動作，如所需制動力較大時(shí)可能還需兩個(gè)制動器制動，也就是需要四個(gè)推動器。其中一個(gè)推動器出問題就將出現(xiàn)安全閘無法打開猴車無法正常運(yùn)行的情況，使制動器的可靠性降低。為此建議末級制動用的安全閘應(yīng)采用泵站打開，碟簧制動的液壓輪邊制動器。

能可靠地打開只是制動器工作的開始，能夠安全可靠地制動才算真正可靠。

當(dāng)電動機(jī)設(shè)計(jì)功率小于實(shí)際使用功率或乘員未按乘坐要求乘坐，系統(tǒng)超載時(shí)，將可能出現(xiàn)主電機(jī)無法拖動負(fù)載，產(chǎn)生牽引鋼絲繩加速運(yùn)行的現(xiàn)象，即造成“飛車”。

為了防止飛車造成更大損失，應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置速度保護(hù)，出現(xiàn)“飛車”時(shí)，該保護(hù)動作使系統(tǒng)停車。

但是當(dāng)保護(hù)動作后，雖然系統(tǒng)得到了停車指令，但是制動系統(tǒng)卻可能無法使猴車立即停止。

造成制動系統(tǒng)不能可靠制動的原因有以下幾種：

（1）制動器本身設(shè)計(jì)的制動力不足以使系統(tǒng)在滿負(fù)荷時(shí)停車，即制動力不夠；

（2）制動間隙太大，制動器調(diào)試不當(dāng)或由于長時(shí)間運(yùn)行閘皮磨損后未及時(shí)調(diào)整制動間隙，使制動器空動時(shí)間太長；

（3）僅在減速機(jī)高速端設(shè)置工作制動器，而沒有設(shè)置末級安全制動器時(shí)，雖然高速端已正常制動，主電機(jī)停止運(yùn)行，減速器輸入端隨之停止轉(zhuǎn)動，但由于減速器或低速端聯(lián)軸器損壞，造成驅(qū)動輪依然處于自由狀態(tài)的情況。這會導(dǎo)致鋼絲繩依舊繼續(xù)運(yùn)行，“飛車”事故依舊進(jìn)行。

從廣義上講制動可靠性不僅僅是指制動器的制動可靠，它還包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及維護(hù)使用等諸多因素。

在猴車系統(tǒng)張緊力不夠或驅(qū)動輪輪襯的摩擦系數(shù)不夠的情況下即使制動系統(tǒng)能夠正常制動，“飛車”事故可能仍然得不到控制。為防止出現(xiàn)類似情況，在猴車系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將防滑設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)來考慮。

《架空索道工程技術(shù)規(guī)范》（GB50127-2007，4.4.4-1）中有關(guān)驅(qū)動裝置防滑的安全要求最接近猴車使用工況。

通常情況下摩擦式驅(qū)動裝置的防滑安全系數(shù)，不得小于1.5；在最不利載荷情況下啟動或制動時(shí)，不應(yīng)小于1.25，并按以下公式計(jì)算：

式中：

為此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮足夠的張緊力及摩擦系數(shù)以防止系統(tǒng)打滑。

系統(tǒng)張緊力不夠可能由兩方面原因造成：

（1）重錘數(shù)量不足，難以使鋼絲繩張緊；

（2）張緊小車滑道長度不夠，致使小車到達(dá)滑道尾部時(shí)仍不能有效提供足夠的張緊力，導(dǎo)致鋼絲繩打滑。

除在設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮足夠張緊力外還應(yīng)在機(jī)尾張緊小車前后設(shè)置重錘上下限位保護(hù)，增加被動安全防護(hù)措施，可以在重錘張緊力不足小車前移或滑道長度不夠重錘無法提供足夠張緊力時(shí)及時(shí)發(fā)出停車信號，停機(jī)制動，以防出現(xiàn)鋼絲繩打滑現(xiàn)象。

摩擦系數(shù)不夠則有可能是然而即使系統(tǒng)張緊力及輪襯摩擦系數(shù)足夠時(shí)，若輪襯材料選用聚氨酯等熱熔性材料時(shí)仍有可能出現(xiàn)打滑情況。

聚氨酯材料最大特點(diǎn)是韌性好、耐磨，但也有其無法克服的弱點(diǎn)，如：熔點(diǎn)低（一般只有100℃，意外情況下，難以保證襯墊的摩擦性能），熱傳導(dǎo)能力非常差（易使摩擦熱聚集及局部溫度升高而影響摩擦系數(shù)），橫向鋼性差（受力后變形大，易發(fā)生疲勞斷裂），老化周期短。

如果設(shè)計(jì)人員選用了聚氨酯作為驅(qū)動輪輪襯，在發(fā)生“飛車”事故或其他可能導(dǎo)致輪襯與鋼絲繩接觸面發(fā)熱的情況時(shí)，會造成輪襯摩擦系數(shù)降低，導(dǎo)致系統(tǒng)打滑。

與熱熔性材料相比，非熱熔性材料則具有受熱不熔化，摩擦系數(shù)高而穩(wěn)定，硬度高，橫向鋼性好，受力后變形小，不易生疲勞斷裂，抗老化能力強(qiáng)，壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)摩擦式提升機(jī)的工作特點(diǎn)，建議驅(qū)動輪襯使用非熱熔性材料，以防止由熱熔性材料受熱后性能突變導(dǎo)致的“飛車”事故。

另外，建議采用聚氨酯等熱熔性輪襯的系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)增加制動鋼絲繩的專門裝置，以杜絕由輪襯摩擦系數(shù)突變造成的常規(guī)制動系統(tǒng)無法有效制動猴車系統(tǒng)的事件。

用戶在使用猴車時(shí)也應(yīng)嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品使用、維護(hù)說明，文明使用、按期維護(hù)設(shè)備，這樣才能更好的達(dá)到預(yù)期的使用效果。否則，在長時(shí)間超載運(yùn)行或得不到有效可靠的維護(hù)的情況下一切安全防護(hù)都將不復(fù)存在，當(dāng)這種非正常運(yùn)行狀態(tài)由量變積累到質(zhì)變時(shí)就會出現(xiàn)重大危險(xiǎn)事故。

結(jié)合上述分析：一套猴車系統(tǒng)能夠安全可靠的運(yùn)行首先要由廠家做出合理正確的設(shè)計(jì)選型；其次也要求用戶在使用時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)能力正常使用，按期維護(hù)。這樣才能使設(shè)備在滿足用戶使用要求的前提下安全可靠的運(yùn)行。

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