严文宏

（金川集团股份有限公司，甘肃 金昌 737100）

1 引言

M矿山主井提升机采用PLC交流变频技术，需要通过测速装置采集主卷筒速度作为PLC逻辑计算的基本参数。主卷筒测速装置由测速发电机和测速轮构成。测速轮为充气式橡胶轮胎，安装在测速发电机主轴上，与主卷筒紧密接触。当提升机运转时，主卷筒通过摩擦力带动测速轮转动，从而使测速发电机发出脉冲电压信号，输入至PLC控制系统，参与对提升机速度和位置的控制。在生产运行时，测速轮经常发生漏气、破裂故障，导致提升机无法正常运行，必须研究解决。

2 故障原因分析

M矿山为硫化矿，岩石破碎，地下水发育，矿石含泥、含水量大。提升机运转时，附着在提升绳上的矿浆矿泥多，容易甩溅到位于主卷筒下方的测速轮上。由于硫化物与水混合后形成的矿浆矿泥具有腐蚀性，测速轮易受腐蚀、易老化、易破损，故障频率增加。

同时，由于测速装置固定安装在主卷筒下方，测速轮与主卷筒之间的距离无法调节。一旦测速轮漏气、破裂，就容易与主卷筒脱离接触，导致提升机紧急停车。

此外，充气式测速轮易漏气、破裂，当提升机量增加时，故障频率显著增加。

3 故障解决措施

3.1 测速装置安装方式改进研究

为使测速轮与主卷筒始终紧密接触，研究人员设计了一套滑轨机构，如图1所示。

滑轨机构分上、下两层，测速发电机通过螺钉固定安装在上层滑块上。上层滑块一端安装一组圆柱螺旋拉伸弹簧，另一端安装一组限位螺钉。弹簧牵引测速装置向主卷筒自动靠近，限位螺钉限制测速装置向后移动，避免脱离与主卷筒的接触。上层滑块与下层滑轨间隙配合安装，二者之间涂抹润滑油。下层滑轨固定焊接在滑轨机构支座上。测速装置在弹簧拉力作用下，跟随主卷筒对测速轮的挤压力自动往复滑动，始终与主卷筒保持紧密接触，解决了测速轮瞬间与主卷筒脱离接触的故障。

图1 新型测速装置示意图

牵引弹簧采用M矿山普遍使用的汽车离合器回位弹簧，弹簧数量根据实际调试情况选择。在调试过程中，当使用3根弹簧时，新的测速装置振动最小，测速轮与主卷筒接触效果最好。因此，研究人员在上层滑块一端焊接一组弹簧悬挂板，板上均布5孔，平均分布悬挂3根弹簧，预留2根弹簧位置，形成了一套新的测速装置。

3.2 安装位置改进研究

由于原测速装置位于主卷筒下方，测速轮易被甩溅到矿浆矿泥，为此研究人员将测速轮移至主卷筒盘型闸基座上。该位置空间大、环境好，无矿浆矿泥污染，易于观测和维修，位置十分理想。同时，为保障弹簧对测速轮的拉力最大，弹簧拉力的方向必须与主卷筒圆心和测速轮圆心的连线平行，才能实现测速轮与主卷筒的紧密接触。弹簧拉力方向以及改进后的测速装置位置如图2、3所示。

图2 测速装置弹簧拉力方向示意图

图3 测速装置安装位置改进示意图

3.3 测速轮改进研究

由于充气式轮胎易漏气、破裂，研究人员设计了一种铝合金测速轮，如图4所示。

新型测速轮内毂为铝合金，外覆氟橡胶26材料的衬胶。氟橡胶26抗腐蚀性、抗疲劳性、弹性均较好。同时，新型测速轮断面为长方形，与主卷筒为面接触，可靠性更高。经过反复调试，当氟橡胶26衬胶厚度为8mm时，提升机即使以12m/s的最高设计速度运行时，测速轮与主卷筒始终接触良好，完全满足生产需要。

4 使用效果

图4 新型测速轮示意图

新型测速装置使用效果十分理想，设备从未发生故障，几乎免维护。其中，测速轮由于氟橡胶26衬胶磨损，每提升800万t矿石需更换一个测速轮；拉伸弹簧由于成本低廉，每隔半年定期更换一组弹簧，预防故障发生，成本不足百元。日常只对测速装置进行清洁和滑轨润滑，其余再无维修量。

5 结语

M矿山提升机主卷筒测速装置的改进技术简单实用，成本低，易实现。新型测速装置运行平稳，彻底解决了故障现象，保障了生产运行，解决了在恶劣环境下采集主卷筒速度的问题，具有一定的技术创新性，对解决类似装置的故障具有一定的借鉴意义，可供相关企业借鉴参考。

［1］马新民.矿山机械［M］.北京：中国矿业大学出版社，2009.

［2］徐灏.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，1991.