矿用绞车技术工艺发展分析

第一节 矿用绞车基本生产技术、工艺或流程

矿井提升绞车包括机械设备及拖动控制系统，是联系地下和地上的重要途径，是矿山生产的咽喉设备，其性能好快直接管理到矿山的生产效率和安全性及可靠性，它的安全、可靠运行是整个矿井正常生产的必要条件，一旦发生故障，所造成的经济损失是巨大的。“运输是矿井的动脉，提升是咽喉”形象的描述了矿井提升运输系统的工作过程与重要作用。

目前，我国矿井提升绞车90%以上是采用单机容量在1000KW以下的传统的交流异步电机拖动，采用转子串、切电阻调速。由继电器-接触器构成逻辑控制装置：直流电动机拖动的提升绞车不足10%，其中多一半为电动机-发电机组供电，采用晶闸管整流传动的只占一少部分。国内外对提升设备经过多年的研究，近几十年来发展的很快，尤其是在提升设备的滚筒方式、制动方式和电力拖动、自动化控制等方面有很大的改进，在提升设备的理论和实践方面都取得了丰富的经验。

第二节 矿用绞车新技术研发、应用情况

新型的运输绞车：

新型运输绞车主要由电动机、联轴器、手动制动闸、电液制动闸、控制开关支架、变速箱、卷筒装置和底座等部分组成。底座是由槽钢焊接而成。电机、变速箱、卷筒装置通过螺栓联结固定在底座上。

左右2个制动闸分别抱着制动轮和内齿圈，闸把和闸座焊接在底座上。其闭环传动路线为：防爆电机一弹性联轴器一小锥齿轮一大锥齿轮一太阳轮一行星轮一行星架一小圆柱直齿轮一过桥齿轮一大圆柱直齿轮一卷筒。

整个系统将传统纵向排布结构改为横向、对称结构，显然在生产当中，由于工作空间狭小，新型系统优势明显，给操作和运输带来了便利，同时底座呈雪橇状，重心低、刚性好，便于自移。变速箱集制动和变速于一体，具有双重功能。它不但在较小空间内实现大传动比的减速，保证了较高的传动效率；而且抱在制动轮和内齿轮上的双闸有效地控制了绞车的工作状态。绞车滚筒在正常工作时，压紧工作闸，使内齿轮不转动，让行星架转动，过最后一级齿轮传动带动滚筒运转。整体闭环传动系统实现了矿用绞车的“大吨位、软起动、软传动、可制动性”的特点，其传动技术原理简单、可靠、巧妙，是矿用绞车发展史上的一次重大突破。

第三节 矿用绞车国外技术发展现状

目前我国煤矿井下大量使用的JK、JT、JS等型号提升绞车普遍存在着防爆性能低、耗能高、操作复杂、散热困难、调速性能差及附属设备过多等不利因素。作者把液压传动技术应用在起重绞车上，使其适合于举升要求比较高的场合。液压绞车在重载起重和恶劣环境中使用比电机驱动的绞车有优越性。该液压绞车只有美国的Ingersoll Rand 公司生产，如图所示。

该液压绞车由于采用压力油传动，电控系统简单，防爆问题易解决，尤其在煤矿井下等高瓦斯环境，防爆性能十分可靠，适合于举升要求比较高的场合。通过一些标准组件和紧凑设计，调速平稳、操作方便，使其在工业生产中得到应用。由于有液压过载保护，液压绞车具有很强的安全性和可靠性。所以，在易燃易爆的恶劣环境中使用比传统电驱绞车更有优越性。

第四节 矿用绞车技术开发热点、难点分析

目前矿用大型绞车普遍使用交流绕线式电机转予串电阻调速控制系统。绞车在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，特别在负载变动时很难实现恒减速控制，经常会造成过放和过卷事故；绞车频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗；转子串电阻调速控制电路复杂，接触器，电阻器，绕线电机电刷等容易损坏，影响生产效益。针对串电阻调速系统的这些问题，本文介绍变频器在提升机调速系统中的应用。变频器的调速控制可以实现绞车的恒加速和恒减速控制，能很好的防止绞车过卷和过放事故发生；变频器的的调速还可以实现电动机的软启动，取除了转子串电阻造成的能耗，具有十分明显的节能效果；变频器调速控制电路简单，克服了接触器。电阻器，绕线电机电刷等容易损坏的缺点，降低了故障和事故的发生。

变频器灵活的词速控制便于实现提升机的多段速控制，能防止叉道和弯道脱轨事故；因此，变频器在提升机调速系统中的应用广泛，也是矿用绞车技术开的热点之一。

第五节 矿用绞车未来技术发展趋势

1、大型化

由于基础工业的发展，大型设备和建筑构件要求整体安装，促进了大型绞车的发展。

2、采用先进电子技术

为了实现绞车的自动控制和遥控，国外广泛采用了先进的电子技术。对大型绞车安装了电器连锁装置，以保证绝对安全可靠。

3、发展手提式绞车

为提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外大力发展小型手提式绞车，如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型绞车，其电压为12V，质量为7.7~15.4kg,拉力为3336~13344N。

4、大力发展不带动力源装置的绞车

欧美国家非常重视发展借助汽车和拖拉机动力的绞车。此种绞车结构简单，有一个卷筒和一个变速箱即可。

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