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矿井提升机常见故障及处理探讨

发表时间：2020/10/14 来源：《基层建设》2020年第19期作者：刘新平

[导读] 摘要：中国提升机从开始的单绳缠绕式到后来的多绳摩擦式，其研究和生产都取得了长足发展。

        山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东省莱州市 261400
        摘要：中国提升机从开始的单绳缠绕式到后来的多绳摩擦式，其研究和生产都取得了长足发展。近年，中国国产的提升机在市场上占据绝对的优势，与国外行业先进提升机相比，国产提升机在价格上有优势，但在技术层面上比不上国际先进水平，故障问题较为明显，在可靠性、节能等方面都有改进的空间。由于矿用提升机结构复杂，涉及专业学科较多，故障类型复杂多样，在面对故障时，必须要准确及时地找出故障并解决故障，才能更好地服务于生产。本文将对提升机故障诊断进行简要剖析，并且根据故障类型提出解决方案，最后对提升机的维护提出总结性建议。
        关键词：矿井提升机；常见故障；处理
        在矿山机械当中，矿井提升机是最为典型的一种机械设备。矿山的深部开采中运输物资、人员上下井等均离不开矿井提升机。由于矿山环境恶劣，潮湿、粉尘等均制约了矿井提升机的正常运行。为了提高矿井提升机的故障诊断，保证其安全顺利运行至关重要
        1、矿井提升机使用现状
        矿产行业为了应对复杂的生产环境才有了矿井提升机的应用，因为矿井提升机的特殊性，所以几乎没有可以借鉴的生产经验，在应用初期涌现了许多问题，随着科学技术的进步，矿井提升机的设计和使用都实现了较大的突破，积累了丰富的经验，也通过故障树的方式组建了专家系统，对于一直以来阻碍矿井提升机产业发展的问题提出了相应的见解，传统的矿产提升机故障诊断技术完全依赖于操作人员的语言描述，并且根据这些信息源来分析问题产生的原因，无法对故障的发生做出提前预知，因为操作人员的语言描述在一定程度上存在着误差，这就会导致问题的严重程度无法划分的问题，现代的矿井提升机故障诊断技术将机械自动化与人为主管因素相结合，通过故障树分析法、信息融合、神经网络、专家系统等方式让故障的分析更加客观合理，全面地参考多方数据也增加了结论的准确性，除此之外，在对于可能发生的故障方面也有着良好的预知，为工作人员的修补争取了时间，作为矿井工作必不可少的一部分，只有充分保证故障检测的准确性才能保证矿井提升机更好地为矿井生产服务。
        现阶段我国的矿井提升机技术与西方工业大国相比仍存在较大的差距，在德法等国家已经尝试通过PLC对其电控系统进行重新设计，使其实现双通道安全监控与回路，并积极结合多种可行性的监控手段，将其安全性能大幅度地提升，但我国仍延续使用继电器和由电子元件组成的控制单元，虽有安全电路作为保障，但是由于构成复杂、生产环境恶劣等原因，故障的发生和监测仍存在一定的困难，需要积极地向发达国家寻求技术支持。
        2、提升机故障的特点
        提升机作为一个复杂的机电系统，其运行过程中产生故障的原因和故障特征也极其复杂，因此，提升机故障具有以下特点。
        2.1、复杂性
        矿井提升机作为铁矿设备中最复杂的系统，其控制系统中包含了高压供变电、电机调速、PLC技术、自动控制技术、单片机技术、数字电子技术等。提升机系统设备组成的复杂性决定了其故障的复杂性。
        2.2、层次性
        提升机系统的机构具有层次性，可以划分为主系统、子系统、部件和元件等各个层次，因此，故障的产生对应于提升机系统的不同层次。故障的层次性为提升机的日常维护和制定诊断策略提供了方便。
        2.3、相关性
        提升机故障的发生往往不会孤立存在，它们之间相互影响，相互依存。一个原发故障能引发多个故障同时存在，一个故障也可能对应多种征兆。这样征兆和故障之间的复杂关系给提升机故障诊断带来了一定困难
        3、提升机主要的故障类型
        1、以提升机故障对生产和安全的危害轻重程度来分，由重到轻依次为：（a）重大故障。该故障可能造成连锁系统崩溃，对生产和安全的危害最大，只要发生这类故障必须马上停止系统运转；（b）控制系统故障。此类故障会造成系统反馈信息错误，误导操作人员做出错误的操作，这类故障造成的危害不可估量，它会使整个系统都处于错乱状态；（c）电器制动故障。此类故障在提升机低速运转时危害较小，但在高速运转时危害极高。制动系统是提升机的安全保障，它出现问题，安全问题得不到保证，可能造成人员伤亡；（d）系统报警。出现故障系统会反馈给控制系统（PLC），从而通过蜂鸣器告知操作人员采取一定的措施解决排除故障，这种故障只要解决及时，不会对生产安全造成影响，可控性较高。
        2、以发生故障的位置和系统分类，可分为以下几个类型：（a）机械系统故障。主传动机构、液压系统、制动系统、润滑装置、导向隐罐系统、运行系统等组成了提升机的机械系统，由于机构多所以故障问题也较为复杂多样。

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提升机是直接承载运输功能的机构，受到的载荷和直接冲击是持续的，最容易发生故障；（b）电气故障。提升机的电气系统主要由高低压系统、各回路、PLC系统、监视信号系统、整流系统等组成，电气故障的解决最烦琐，一旦发生故障，需要有专业人员解决排查时间较长。
        3、以发生故障的原因来分类，可分为下面几个类型：（a）设备损坏。由于外界的负载和冲击或安装不合适造成设备受损、设备使用时间达到使用年限导致老化，都可以通过维修或更换部件解决，解决起来比较容易；（b）检修不到位。设备有一个检修周期，定期需要对整个系统进行检修，在检修过程中会由于很多原因导致检修不到位，无法发现问题，导致设备生产运行过程中出现故障；（c）线路故障。在安装布线时出现问题；（d）环境影响。受潮、受热、外部冲击等都会导致这类问题；（e）操作不当。操作人员的业务水平和失职导致操作失误，使得提升机收到错误的指令，甚至还会影响提升机的使用寿命。
        4.矿井提升机常见故障以及处理
        4.1磁场失磁故障
        故障问题：矿井提升机在运作过程中，提升至23m处，突然出现抱闸、停车现象，控制系统告警显示安全回路断开、PLC控制系统故障、磁场失磁。经过初步检查，发现，矿井提升机磁场脉冲孔子主板侧灯闪烁、励磁柜脉冲放大版上所有电源提示灯关闭、励磁柜交流输入电压处于正常状态，但是励磁柜无直流输出电压。处理方法：因矿井提升机在运作过程中突然停止，在罐笼中有工作人员，所以无法进行常规检查，以避免出现安全事故。根据矿井提升机的运作机理，采用现场复位的方式进行试验性检查，即“将调节柜上CPU板复位按钮按下，矿井提升机系统正常复位”，经过简单处理，矿井提升机恢复正常运作，判断故障为磁场失磁故障。
        4.2电枢整流柜快熔故障
        故障问题：矿井提升机在提升工作过程中，上升至距离平硐30m处，突然发生紧急停车情况。经过初步检查，发现矿井提升机上位机显示“整流柜熔断器熔断、快速熔断器熔断”。翻阅此前矿井提升机的维修记录，发现此前矿井提升机整流柜熔断器也出现过熔断故障，每次熔断故障发生都会烧坏约4个熔断器，且晶闸管保持正常状态，经过深入拆解检查，发现整流柜中有一晶闸管安装不牢固，另一晶闸管引出母线未压实。处理方法：判断问题成因后，对其进行常规处理，将未安装牢固处重新安装，同时重新安装熔断器，处理后矿井提升机恢复正常运作。
        4.3调节柜A/D板故障
        故障问题：矿井提升机在提料过程中，从第一层卸下物料后提料至第二层，出现提料车下滑等情况，经过初步检查，发现矿井提升机无告警信息，各类触发板电源均为正常状态，松闸后给主令，主电机无电流重车下滑。处理方法：经过初步检查分析，怀疑矿井提升机调节柜CPU主板无信号输出，从而导致模拟信号A/D板发生故障，进而导致矿井提升机下滑。考虑到，若是CPU板故障，那么矿井提升机则会表现出不能工作等异常状态，所以首先替换A/D板，故障解除，矿井提升机恢复正常运作。
        4.4矿井提升机减速器故障
        故障问题：矿井提升机在运作过程中，减速器有震动、异响等情况，经过初步检查，发现矿井提升机面板无告警，电路无异常提示。矿井提升机可以正常运作，无停机、异常减速等异常。经过拆机检查，发现矿井提升机减速器存在齿面损耗，部分齿轮存在裂纹。处理方法：拆机对矿井提升机减速器进行全面检查，对存在过度疲劳、磨损、裂纹的齿轮进行更换，同时对轴承公差进行调整，对减速器内部进行全面润滑，重新装机，矿井提升机恢复正常工作，震动、异响消除。
        4.5矿井提升机复位故障
        故障问题：矿井提升机正常维护、检查，检查完成后通电，发现矿井提升机面板显示脉冲板指示灯闪动，按下CPU板复位按钮后，指示灯恢复正常，然后调节柜故障灯闪烁，提示调节柜发生故障。处理方法：检查发现CPU输出板上继电器异常动作，根据调节柜故障异常，检查调节柜，综合判断CPU板故障表现，检查脉冲板，发现脉冲板回路存在问题，更换脉冲板后矿井提升机恢复正常。
        结语
        提升机在矿山企业开采的过程当中占有着非常重要的位置，发挥着巨大的作用。对矿井提升机的研究在一定程度上促进着矿山企业的安全高效发展，相关工作人员必须加强对提升机应用技术的研究学习，更好地判断分析提升机的故障，有效地提高矿井提升机的工作效率，促进矿山企业更好的发展。
        参考文献：
        [1]黄文嘉，李伏立，钱文珺.关于PLC矿井提升机电气控制系统改造探讨与研究[J].电子技术与软件工程，2018（22）：248.
        [2]赵竞雄，王晓菊.PLC控制在矿井提升机变频调速系统应用研究[J].矿山炭技术，2018（04）：301-303.