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高效安全——礦井提升機(jī)天輪軸瓦無人化注油新方法解析

發(fā)布時(shí)間：

2025-02-18

來源：

高效安全——礦井提升機(jī)天輪軸瓦無人化注油新方法解析

摘要：本文詳細(xì)介紹了多繩摩擦式提升機(jī)天輪裝置軸瓦智能注油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。通過對傳統(tǒng)注油方式的分析，指出其存在的問題，進(jìn)而闡述智能注油系統(tǒng)的工作原理、組成部分以及實(shí)現(xiàn)智能化、無人化注油的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，深入分析了智能化、無人化注油的優(yōu)點(diǎn)，包括提高設(shè)備可靠性、降低維護(hù)成本、增強(qiáng)安全性等方面。該智能注油系統(tǒng)的應(yīng)用將為礦井提升機(jī)的安全高效運(yùn)行提供有力保障。

一、引言

在礦井提升系統(tǒng)中，多繩摩擦式提升機(jī)起著至關(guān)重要的作用。而天輪裝置作為提升機(jī)的重要組成部分，其軸瓦的良好潤滑對于提升機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。傳統(tǒng)的軸瓦注油方式主要依靠人工操作，存在注油不及時(shí)、不準(zhǔn)確、勞動強(qiáng)度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問題。隨著科技的不斷進(jìn)步，智能化、無人化注油系統(tǒng)的研發(fā)成為必然趨勢。本文旨在介紹一種多繩摩擦式提升機(jī)天輪裝置軸瓦智能注油系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)注油方式存在的問題，提高提升機(jī)的運(yùn)行效率和安全性。

二、多繩摩擦式提升機(jī)天輪裝置軸瓦傳統(tǒng)注油方式的問題

 

一）注油不及時(shí)

人工注油往往依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心，容易出現(xiàn)注油時(shí)間間隔過長或過短的情況。注油不及時(shí)會導(dǎo)致軸瓦磨損加劇，降低設(shè)備的使用壽命。

（二）注油量不準(zhǔn)確

人工注油難以精確控制注油量，容易出現(xiàn)注油量過多或過少的情況。注油量過多會造成油脂浪費(fèi)，增加成本；注油量過少則無法滿足軸瓦的潤滑需求，導(dǎo)致軸瓦過熱、磨損甚至損壞。

（三）勞動強(qiáng)度大

人工注油需要操作人員定期爬上天輪平臺進(jìn)行操作，勞動強(qiáng)度大，且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。特別是在惡劣的工作環(huán)境下，操作人員的工作難度更大。

（四）無法實(shí)時(shí)監(jiān)測

傳統(tǒng)注油方式無法對軸瓦的潤滑狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，難以掌握軸瓦的實(shí)際潤滑情況，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題。

三、智能注油系統(tǒng)的工作原理

 

多繩摩擦式提升機(jī)天輪裝置軸瓦智能注油系統(tǒng)主要由傳感器、控制器、注油泵、油管等組成。傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測軸瓦的溫度、注油壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并將這些參數(shù)傳輸給控制器?？刂破鞲鶕?jù)預(yù)設(shè)的算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷軸瓦的潤滑狀態(tài)，當(dāng)軸瓦需要注油時(shí)，控制器發(fā)出指令，啟動注油泵，將油脂通過油管注入軸瓦。

智能注油系統(tǒng)采用閉環(huán)控制方式，能夠根據(jù)軸瓦的實(shí)際潤滑需求自動調(diào)整注油量和注油時(shí)間間隔，確保軸瓦始終處于良好的潤滑狀態(tài)。同時(shí)，系統(tǒng)還可以對注油過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和記錄，為設(shè)備的維護(hù)和管理提供數(shù)據(jù)支持。

四、智能注油系統(tǒng)的組成部分

（一）傳感器

傳感器是智能注油系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，主要用于監(jiān)測軸瓦的運(yùn)行狀態(tài)。常用的傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等。這些傳感器能夠?qū)崟r(shí)采集軸瓦的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并將這些參數(shù)傳輸給控制器。

  1. 溫度傳感器

溫度傳感器用于監(jiān)測軸瓦的溫度變化。當(dāng)軸瓦溫度過高時(shí)，可能是由于潤滑不良或過載等原因引起的。溫度傳感器將溫度信號傳輸給控制器，控制器根據(jù)溫度變化情況判斷軸瓦的潤滑狀態(tài)，及時(shí)采取相應(yīng)的注油措施。

  1. 壓力傳感器    

  2.  

    壓力傳感器用于監(jiān)測軸瓦的油壓變化。當(dāng)軸瓦油壓過低時(shí)，可能是由于油脂泄漏或注油不足等原因引起的。壓力傳感器將油壓信號傳輸給控制器，控制器根據(jù)油壓變化情況判斷軸瓦的潤滑狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整注油量。

  3. 轉(zhuǎn)速傳感器    

  4. 轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測天輪的轉(zhuǎn)速變化。當(dāng)天輪轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，軸瓦的潤滑需求也會相應(yīng)改變。轉(zhuǎn)速傳感器將轉(zhuǎn)速信號傳輸給控制器，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速變化情況調(diào)整注油時(shí)間間隔和注油量。

  5.  

（二）控制器

制器是智能注油系統(tǒng)的核心組成部分，主要負(fù)責(zé)對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷軸瓦的潤滑狀態(tài)，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令?？刂破魍ǔ２捎梦⑻幚砥骰蚩删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC），具有較高的運(yùn)算速度和可靠性。

  1. 數(shù)據(jù)處理    

  2. 控制器接收來自傳感器的各種參數(shù)信號，并對這些信號進(jìn)行分析處理。通過預(yù)設(shè)的算法，控制器可以判斷軸瓦的潤滑狀態(tài)，確定是否需要注油以及注油量和注油時(shí)間間隔。

  3. 控制輸出    

  4. 當(dāng)控制器判斷軸瓦需要注油時(shí)，它會發(fā)出控制指令，啟動注油泵，將油脂通過油管注入軸瓦。同時(shí)，控制器還可以對注油泵的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制，確保注油過程的安全可靠。

  5. 通信功能    

  6. 控制器通常具有通信功能，可以與上位機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。通過通信接口，操作人員可以實(shí)時(shí)了解軸瓦的潤滑狀態(tài)和注油系統(tǒng)的工作情況，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。

  7.  

（三）注油泵

油泵是智能注油系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)將油脂通過油管、天輪主軸上的主油道和分油道注入軸瓦。注油泵通常采用電動泵或氣動泵，具有較高的壓力和流量，可以滿足軸瓦的潤滑需求。

  1. 工作原理    

  2. 注油泵的工作原理是通過電機(jī)或氣動馬達(dá)驅(qū)動泵體內(nèi)部的活塞或齒輪等部件，將油脂從儲油罐中吸入泵體，然后通過油管、天輪主軸上的主油道和分油道將油脂注入軸瓦。注油泵的工作壓力和流量可以根據(jù)軸瓦的潤滑需求進(jìn)行調(diào)整。

  3. 控制方式    

  4. 注油泵的控制方式通常有手動控制和自動控制兩種。手動控制主要用于設(shè)備調(diào)試和故障排除等情況；自動控制則由控制器根據(jù)軸瓦的潤滑狀態(tài)自動控制注油泵的啟停和注油量。

  5.  

（四）油管

油管是智能注油系統(tǒng)的連接部件，主要用于將油脂從注油泵輸通過天輪主軸上的主油道和分油道送到軸瓦。油管通常采用耐壓、耐腐蝕的材料制成，具有良好的密封性和可靠性。

  1. 材質(zhì)選擇   

  2. 油管的材質(zhì)應(yīng)根據(jù)油脂的性質(zhì)和工作環(huán)境進(jìn)行選擇。一般來說，常用的油管材質(zhì)有橡膠、塑料、金屬等。對于高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的工作環(huán)境，應(yīng)選擇耐高溫、耐腐蝕、耐壓的金屬油管。

  3. 安裝要求

  4. 油管的安裝應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保油管的連接牢固、密封可靠。同時(shí)，油管的布置應(yīng)合理，避免出現(xiàn)彎曲、扭曲等情況，以保證油脂的順暢流動

    安裝在天輪主軸端部，通過旋轉(zhuǎn)接頭實(shí)現(xiàn)油管與主軸之間的相對運(yùn)動，保證注油過程的連續(xù)性。

    （六）主油道

    開設(shè)在天輪主軸一端軸心位置，用于傳輸潤滑脂。

    （七）分油道

    開設(shè)在天輪主軸外圓周面上與軸瓦相對的位置，與主油道連通，將潤滑脂均勻分配到各個(gè)軸瓦。

    五、實(shí)現(xiàn)智能化、無人化注油的關(guān)鍵技術(shù)

    （一）傳感器技術(shù)
    傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能化、無人化注油的基礎(chǔ)。通過采用高精度、高可靠性的傳感器，可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測軸瓦的運(yùn)行狀態(tài)，為控制器提供準(zhǔn)確的參數(shù)信號。同時(shí)，傳感器的智能化程度也在不斷提高，例如采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)傳感器的自組網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。

    （二）控制算法
    控制算法是實(shí)現(xiàn)智能化、無人化注油的核心。通過采用先進(jìn)的控制算法，可以根據(jù)軸瓦的實(shí)際潤滑需求自動調(diào)整注油量和注油時(shí)間間隔，確保軸瓦始終處于良好的潤滑狀態(tài)。目前，常用的控制算法有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等。這些算法具有自適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以有效地提高系統(tǒng)的控制精度和可靠性。

    （三）通信技術(shù)
    通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能化、無人化注油的關(guān)鍵。通過采用先進(jìn)的通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。目前，常用的通信技術(shù)有有線通信和無線通信兩種。有線通信主要包括 RS485、CAN 總線等，具有通信穩(wěn)定、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)；無線通信主要包括 ZigBee、WiFi、藍(lán)牙等，具有安裝方便、靈活性高的優(yōu)點(diǎn)。

    （四）自動化技術(shù)
    自動化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能化、無人化注油的重要手段。通過采用自動化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)注油泵的自動啟停、注油量的自動調(diào)整等功能，提高系統(tǒng)的自動化程度和可靠性。目前，常用的自動化技術(shù)有 PLC 控制、DCS 控制等。這些技術(shù)具有編程簡單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，可以有效地提高系統(tǒng)的自動化水平。

    六、智能化、無人化注油的優(yōu)點(diǎn)

（五）旋轉(zhuǎn)接頭

（一）提高設(shè)備可靠性
智能注油系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測軸瓦的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際潤滑需求自動調(diào)整注油量和注油時(shí)間間隔，確保軸瓦始終處于良好的潤滑狀態(tài)。這可以有效地減少軸瓦的磨損和故障，提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。

（二）降低維護(hù)成本
傳統(tǒng)的人工注油方式需要操作人員定期爬上天輪平臺進(jìn)行操作，勞動強(qiáng)度大，且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。智能注油系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無人化注油，減少了人工操作，降低了維護(hù)成本。同時(shí)，系統(tǒng)還可以對注油過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和記錄，為設(shè)備的維護(hù)和管理提供數(shù)據(jù)支持，進(jìn)一步降低了維護(hù)成本。

（三）增強(qiáng)安全性
人工注油需要操作人員在高空進(jìn)行操作，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。智能注油系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無人化注油，避免了操作人員在高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了安全性。同時(shí)，系統(tǒng)還可以對注油過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，確保注油過程的安全可靠。

（四）提高生產(chǎn)效率
智能注油系統(tǒng)能夠自動調(diào)整注油量和注油時(shí)間間隔，確保軸瓦始終處于良好的潤滑狀態(tài)，減少了設(shè)備故障和停機(jī)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，方便操作人員及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況，提高了管理效率。

（五）節(jié)能環(huán)保
智能注油系統(tǒng)能夠根據(jù)軸瓦的實(shí)際潤滑需求自動調(diào)整注油量，避免了油脂的浪費(fèi)，節(jié)約了能源。同時(shí)，系統(tǒng)還可以對注油過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，確保油脂的使用安全環(huán)保。

七、結(jié)論

多繩摩擦式提升機(jī)天輪裝置軸瓦智能注油系統(tǒng)的應(yīng)用，有效地解決了傳統(tǒng)注油方式存在的問題，實(shí)現(xiàn)了智能化、無人化注油。該系統(tǒng)通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測軸瓦的運(yùn)行狀態(tài)，控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的算法自動調(diào)整注油量和注油時(shí)間間隔，確保軸瓦始終處于良好的潤滑狀態(tài)。智能化、無人化注油具有提高設(shè)備可靠性、降低維護(hù)成本、增強(qiáng)安全性、提高生產(chǎn)效率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，為礦井提升機(jī)的安全高效運(yùn)行提供了有力保障。隨著科技的不斷進(jìn)步，智能注油系統(tǒng)的性能將不斷提高，應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大。

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