关于液压提升机安全隐患的探讨

【摘 要】液压提升机广泛应用于煤矿开采等行业，其安全功能主要有防爆功能、高低压保护功能、过卷及超速保护功能，存在的安全隐患有人工操作的安全隐患问题和欠协同性，文章提出了解决安全隐患的对策。

【关键词】液压提升机；防爆；高低压保护；超速保护；安全隐患

1 液压提升机的安全功能

1.1 防爆功能

在煤矿生产过程中，应用液压提升机的主要场合为煤矿井口或井下，这些地方煤尘以及易燃易爆气体的含量相对较高，因此，煤矿液压提升机安全性设计过程中所面临的首要问题就是尽可能提升其防爆性能。相比较于电控提升机的电控系统而言，液压提升机的电控系统的复杂程度较低，防爆问题比较容易解决。对于液压提升机而言，提降矿井负载、控制及调节速度必须借助液压系统，而液压系统自身具备过速、限速、超载以及过卷停车等一系列的保护功能，并且可以灵活调节升降制动力矩，这样，液压提升机的电动机的旋转方向将不再向电控式提升机那样有正转和反转的限制，只需按照一个方向旋转即可；液压提升机的油泵启动方式为空载启动，这在一定程度上简化了启动设备的复杂性；在辅助油泵启动之后再启动主液压泵，与此同时，通过对回路中继电器辅助触点联锁的控制可以启动电机磁力。

1.2 高低压保护功能

液压提升机配备了高压及低压，可以形成两大保护回路，这种回路的问题在正常压力值下可以超出大约1.2倍，当高压溢流阀打开的时候，液压油就会从安全阀、单向阀开始向着回路低压侧管道进行流动，液压系统的压力值也会停止上升，这时因为负载过重液压马达就会显得难以承受而停止。在辅助补油系统压力达不到标准值的情况下，开启低压保护压力继电器并断电，提升机停止运行，并开启报警信号灯及警报铃。

H桥驱动电路是由TD340和MOSFET管组成的，其N沟道功率管MOSFET的驱动器是型号为TD340管。这种设计对于直流电机来说比较易于控制，而且从其他方面来看，也非常合适，对于2个方案的比较是通过实验来进行的，这对于整个电路加速和制动能力都有着很大的价值，2个电路虽然各有特点，但是要找到符合设计的方案是比较重要的。通过对比发现，MC33886级联组成驱动电路的方案中驱动电流上升得比较快，所以电路的制动性会比较好，但是能耗相对也大，电流就显得比较小；而MOSFET管启制动较慢，但是驱动器的电流大，所以能耗就会比较小，比较节能环保，所以在一般情况下会使用它来作为设计方案的首选。导致液压提升机主油泵停止运行、制动阀紧急制动的因素主要有：卷筒-负载系统没有在减速点减速；系统油箱温度超出正常值范围；油位低于最低限制或者是闸瓦出现较为严重的磨损等。

1.3 过卷及超速保护功能

当煤矿液压提升机处于正常工作状态时，特别是在进行下方负载操作的情况下，十分容易出现跑车超速问题。一旦跑车速度超出额定速度的上限值，将会给机械设备以及诸如液压马达等液压元件造成损坏性影响，并且极有可能导致较为严重的安全生产事故的发生。鉴于此，在设计液压提升机的过程中必须限定，系统必须在跑车速度超出额定速度15%的情况下自动将电源切断。煤矿液压提升机超速保护装置的形式大致有2种：机械形式和电气形式。通常情况下的机械超速保护装置均为离心式，电气保护装置则主要包括测速发

电机以及过速断电器两大部分。

实践中应用较多的机械式离心超速保护装置结构如图1所示。

1. 行程开关2. 顶杆3. 离心块4. 杠杆5. 齿轮轴6. 内齿圈

一般以液压提升机主轴为机械式离心超速保护装置的安装位置，将内齿圈连接到主轴上，主轴转速信息向超速保护装置输入，内齿圈及齿轮轴组成一个超速保护装置增速装置。齿轮轴在增速之后向旋转体提供动力，使其处于高速旋转状态，离心块受离心力的影响会被甩出，顶杆会受到来自于杠杆的推力；顶杆被推出的距离的远近是由主轴转速的高度决定的，并且在主轴转速超出额定速度值15%的情况下，超速保护行程开关将会被顶杆所触动，连接点及主油泵电机电源随即被断开，液压制动器紧急制动，进而使液压提升机停止运行。

2 液压提升机的安全隐患

2.1 人工操作的安全隐患问题

对液压提升机来说，安全隐患的来源在很大程度上来自于人为操作。所以在探讨液压提升机的安全隐患时必须将人为操作的安全可靠性作为重点考虑对象之一。根据统计研究发现，在提升机整个运营过程中人为操作失误率大概为3×10-4～3×10-3。所以一方面可以从人为操作安全可靠性下手来提高液压提升机的安全可靠性。

2.2 液压提升机的欠协同性

对液压提升机来说，要使其安全并且协调的工作，其驱动系统和制动系统之间的协同性是关键因素。图2和图3分别是液压驱动系统和液压制动系统的工作原理图。一旦启动液压提升机，司机马上调整减压式比例阀瞬间同时向驱动、制动2个系统发出控制信号，驱动系统收到控制信号就会启动液压马达输出转速值和扭矩，直到液压系统马达输出的扭矩小于负载扭矩，制动系统就会松开闸刀，这2个系统互相配合来达到正常安全地操作负载的目的。

一旦两者之间协同性不好，液压制动系统提前松闸了，负载瞬间下落导致机器不受人为控制，麻烦可就大了，很可能造成重大事故。

1. 行程开关2. 顶杆3. 离心块4. 杠杆5. 齿轮轴6. 内齿圈

一般以液压提升机主轴为机械式离心超速保护装置的安装位置，将内齿圈连接到主轴上，主轴转速信息向超速保护装置输入，内齿圈及齿轮轴组成一个超速保护装置增速装置。齿轮轴在增速之后向旋转体提供动力，使其处于高速旋转状态，离心块受离心力的影响会被甩出，顶杆会受到来自于杠杆的推力；顶杆被推出的距离的远近是由主轴转速的高度决定的，并且在主轴转速超出额定速度值15%的情况下，超速保护行程开关将会被顶杆所触动，连接点及主油泵电机电源随即被断开，液压制动器紧急制动，进而使液压提升机停止运行。

2 液压提升机的安全隐患

2.1 人工操作的安全隐患问题

对液压提升机来说，安全隐患的来源在很大程度上来自于人为操作。所以在探讨液压提升机的安全隐患时必须将人为操作的安全可靠性作为重点考虑对象之一。根据统计研究发现，在提升机整个运营过程中人为操作失误率大概为3×10-4～3×10-3。所以一方面可以从人为操作安全可靠性下手来提高液压提升机的安全可靠性。

2.2 液压提升机的欠协同性

对液压提升机来说，要使其安全并且协调的工作，其驱动系统和制动系统之间的协同性是关键因素。图2和图3分别是液压驱动系统和液压制动系统的工作原理图。一旦启动液压提升机，司机马上调整减压式比例阀瞬间同时向驱动、制动2个系统发出控制信号，驱动系统收到控制信号就会启动液压马达输出转速值和扭矩，直到液压系统马达输出的扭矩小于负载扭矩，制动系统就会松开闸刀，这2个系统互相配合来达到正常安全地操作负载的目的。

一旦两者之间协同性不好，液压制动系统提前松闸了，负载瞬间下落导致机器不受人为控制，麻烦可就大了，很可能造成重大事故。