绞车滚筒高低速离合器控制系统改进研究

耿祥魁

(汾西矿业集团南关煤业有限责任公司，山西 灵石 031304)

绞车是矿井生产、运输过程中常用运输设备，确保绞车平稳运行，对提升矿井生产效率具有重要的促进意义[1]。离合器是控制绞车滚筒运行的重要设备，绞车内安装的离合器数量一般在7～9个，主要分高、低速两种。文中对大功率绞车高低速离合器控制系统现状进行分析，并在分析高低速离合器气控方式存在问题基础上，提出具体控制系统改进技术，以期能提升绞车运行效率，更好的促进矿井生产。

1 现状分析

绞车滚筒的离合器数量多，采用气孔方式控制某处离合器时，绞车司机通过操控手柄及气路控制离合器状态[2～3]。根据有关标准规范要求，气控方式控制时，离合器进气、出气时间分别应小于5s、4s，在控制过程中为了确保安全高、低离合器间应互锁[4]。多数的绞车操控台与传动装置间有7～20m不等的通气管路，当司机需要控制绞车运转时，气体充满通气管路后才可抵达传动装置、进而进入到气胎离合器，不仅会增加控制时间而且离合器不能及时的完成分离、挂合操作，造成磨耗严重。具体气控方式时离合器控制系统结构见图1。

图1 离合器气控方式系统示意图

针对上述问题，采用先进的电控方式替换原有的气孔方式，实现绞车控制系统的现代化；采用防爆电控元件指示绞车滚筒运行状态，消除离合器控制过程响应时间长的问题，提高安全性。同时采用的控制系统受外界环境影响小，符合现阶段矿井向自动化方向发展的趋势[5～6]。

2 电控方式工作原理分析

图2 离合器电控系统结构示意图

控方式控制系统结构见图2，在操作台、绞车传动装置上增设电控操作阀。当需要绞车滚筒高速运时，电控阀与传动装置高速端接通，高速离合器工作，此时操控台上高速离合器指示等亮起，提醒操控司机滚筒高速离合器正在工作。

当操作台上的操控手柄移动时绞车滚筒低速运转区时，电控阀与传动装置低速端接通，低速离合器工作，此时操控台上低速离合器指示等亮起，提醒操控司机滚筒低速离合器正在工作。

操作台上的操控手柄移动中间位置时，操作台未发出电控信号，位于传动装置处的电控阀不动作，操作台上指示等不亮。采用电控方式时绞车滚筒不同速离合器间具有互锁功能，不会同时发生高、低速离合器同时动作。

通过采用电控方式，实现对绞车离合器的高效控制，不仅可以确保绞车离合器快速响应，而且整个控制系统结构控制简单，改造程序简便

3 控制系统运行情况

3.1 现场运行情况

将绞车滚筒离合器控制系统改造成电控方式，提升了离合器控制系统影响速度。现阶段矿井井下绞车滚筒离合器均已由气控方式转变成电控方式。采用的离合器控制系统结构更为简单、响应更为及时，成本费用较低，安装便捷。矿井绞车由气控方式改为电控方式运行将近2s时间内，离合器控制系统未出现不良问题，系统运行平稳，后期维护、保养费用较低。现场应用中电控方式的绞车滚筒离合器控制系统响应速度快，离合器分离以及抱合时间短，在北方寒冷地区表现出较好的适应性，现场应用效果显著。

3.2 现场运行优点

电控方式控制滚筒高、低速离合器运转具有以下显著优点：

1)采用电控方式后通过控制电路调整高、低速离合器运行，响应速度快，同时采用的电子元件均为防爆性，安全可靠，避免了采用气控方式由于供气管路长而引起的高、低速离合器反应滞后问题。

2)采用电控方式有，绞车运行受到外界环境影响小，不用存在气控方式时通气管路被堵塞问题，可以更好的适应北方寒冷天气。

3)控制系统维护、后期保养等费用更低，整体结构较为简单，操作控制更为便捷。

3.3应用效益分析

将绞车高、低速离合器控制方式改进为电控方式后，离合器抱合、分离过程耗时显著降低，改善了离合器运行环境以及降低设备磨耗情况。应用电控方式后，控制系统内不需要安装气控阀，从而避免气控阀因为故障而上井维修，提升了控制系统运行可靠性，根据现场应用情况统计发现，控制系统改进后每年可以节省后续的保养、维护费用约为5.2万元。同时在控制过程中高、低速离合器平均响应时间为0.6s远低于气孔方式时的2～3s响应时间。

4 结束语

1)将绞车滚筒离合控制改造成电控方式，彻底改善了绞车离合控制系统结构。电控方式整个控制系统结构简单，费用较低，操控方便，在现场应用中表现明显的优越性。

2)电控系统采用的电子元器件均为防爆性，不会因为控制系统故障而引发安全问题，安全可靠，绞车控制台上指示等显示离合器运行状态，消除控制过程中面临的不安全隐患。

3)采用电控方式绞车滚筒离合器的分离、抱合过程耗时显著降低，有效减少了离合器中的摩擦毂、摩擦片磨耗程度，提升设备使用寿命。采用的电控系统不受外界环境温度、气温等影响，在北方寒冷地区有良好的适应性。