秦潔 拓特機械制造廠

無極繩絞車轉(zhuǎn)彎與壓繩技術(shù)研究

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本文分析了無極繩絞車轉(zhuǎn)彎與壓繩的技術(shù)要求,提出了轉(zhuǎn)彎裝置與彈簧壓繩輪的機構(gòu)設(shè)計。

1.概況

無極繩絞車，是一種比較適合我國國情的新型高效煤礦輔助運輸設(shè)備?？扇〈嗯_小絞車的接力運輸，實現(xiàn)工作面設(shè)備、材料和人員不經(jīng)轉(zhuǎn)載的連續(xù)運輸，簡化了運輸環(huán)節(jié)，減少了輔助人員，改善了工人勞動條件，運行安全可靠。操作和維修都比較方便。但是，現(xiàn)有無極繩絞車運輸系統(tǒng)在彎曲巷道不能直接轉(zhuǎn)彎運輸，往往在彎曲巷道無極繩絞車運輸系統(tǒng)還是采用接力運輸。為了解決這個技術(shù)難題，在總結(jié)國內(nèi)外絞車轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制了無極繩絞車轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)。無極繩絞車轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)是由壓繩輪、彈簧壓繩輪、左轉(zhuǎn)彎輪、右轉(zhuǎn)彎輪組成，布置在彎曲巷道處，可以使牽引鋼絲繩彎曲，同時不影響梭車的運行，采用轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)后，無極繩絞車運輸系統(tǒng)可以在2～3個彎曲巷道內(nèi)實現(xiàn)直達運輸。

無極繩絞車推廣過程中，會遇到較惡劣的工況條件，如坡度較大，變坡處軌道鋪設(shè)質(zhì)量差，同時要求在2～3個彎曲巷道內(nèi)實現(xiàn)直達運輸。在這種工況條件下，安裝后張緊的鋼絲繩在絞車開動時常常會彈出壓繩輪，叫做彈繩。壓繩輪分主、副壓繩輪，副壓繩輪的輪子安裝好后相對固定，而主壓繩輪的輪子靠拉伸彈簧壓緊，在受到外力作用時會張開，所以，彈繩只出現(xiàn)在主壓繩輪上。鋼絲繩彈出后，繃緊的繩子高懸于巷道棚頂，影響主機設(shè)備的使用和安全，彈繩后，鋼絲繩遠離轉(zhuǎn)彎裝置，從而，必須解決壓繩問題，來滿足無極繩絞車的使用。為了解決壓繩問題,設(shè)計了專用的彈簧壓繩輪。

2、工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計:

轉(zhuǎn)彎運輸就是使絞車鋼絲繩與梭車直接轉(zhuǎn)向，要達到這個目的，必須滿足兩個條件：

Ⅰ.主鋼絲繩與副鋼絲繩全部必須壓住，不得在轉(zhuǎn)彎點脫離轉(zhuǎn)彎輪。

Ⅱ.轉(zhuǎn)彎輪不僅可以抵消鋼絲繩轉(zhuǎn)彎作用力，且梭車轉(zhuǎn)彎無阻礙。

副鋼絲繩壓住，可以采用多種形式，主鋼絲繩壓住，困難得多，不僅要壓住鋼絲繩，還要讓梭車的梭子通過，必須設(shè)計一個獨特的結(jié)構(gòu)。

2.1.彈簧壓繩輪的設(shè)計：

壓繩輪分主、副壓繩輪，副壓繩輪的輪子安裝好后相對固定，而主壓繩輪的輪子靠拉伸彈簧壓緊，在受到外力作用時會張開。彈簧壓繩輪的結(jié)構(gòu)如圖1所示，假設(shè)鋼絲繩向上的彈力為F2，F(xiàn)2的作用線到銷軸中心的距離為D；彈簧預(yù)緊力為F1，F(xiàn)1的作用線到銷軸中心的距離為K，不計壓繩輪自重，則作用于壓繩輪的總力矩M = F2* D - F1 *K（1）由式（1）可知：如果M ＞0，則壓繩輪壓緊；如果M ＜0，則壓繩輪被分開，鋼絲繩彈出。具體布置可根據(jù)鋼絲繩負載大小現(xiàn)場確定，負載大、距離小，負載小、距離大。彈簧壓繩輪見圖2。

圖1 無極繩絞車系統(tǒng)布置與轉(zhuǎn)彎裝置的布置

圖2 彈簧壓繩輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3 轉(zhuǎn)彎裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖4 為變坡處輪組（壓繩輪和托繩輪）布置示意圖

2.2 轉(zhuǎn)彎裝置的設(shè)計：

其工作原理：采用一定角度的轉(zhuǎn)向輪抵消鋼絲繩轉(zhuǎn)向時的徑向力，鋼絲繩轉(zhuǎn)向時通過機構(gòu)在梭車通過時不受影響。裝置包括多組特別角度的轉(zhuǎn)向輪，托架，軌道壓板，連接板，壓緊板，軸,特制壓繩輪等組成。無極繩絞車在進入彎道前，由特制壓繩輪壓住絞車兩根鋼絲繩，梭車可以在轉(zhuǎn)向裝置導(dǎo)引下完成轉(zhuǎn)向（見附圖3）。

3.彈繩原因分析

壓繩輪的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，作用于壓繩輪的總力矩M = F2 *D - F1 *K（1）由式（1）可知：如果M ＞0，則壓繩輪壓緊；如果M ＜0，則壓繩輪被分開，鋼絲繩彈出。

圖4 為變坡處輪組（壓繩輪和托繩輪）布置示意圖，坡度為α。當鋼絲繩的方向與壓繩輪的壓繩面有一夾角β（以下叫壓繩角）時，則鋼絲繩向上的彈力F2 =Tsin β其中T 為鋼絲繩的內(nèi)力，靜態(tài)時為鋼絲繩的預(yù)緊力；動態(tài)時為鋼絲繩的牽引力。坡度越大，壓繩角β越大，向上的彈力就越大在靜態(tài)時，鋼絲繩可能不彈出，但當絞車一開動：①牽引力的增大，導(dǎo)致彈力F2增大；②鋼絲繩直接推動壓繩輪的輪緣拉伸彈簧，鋼絲繩彈出。

4.結(jié)論

使用無極繩絞車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與彈簧壓繩輪可簡化運輸環(huán)節(jié)，減少設(shè)備投入及輔助人員，節(jié)約設(shè)備資金及人工費，減少了不安全因素，大大降低工人的勞動強度，實現(xiàn)工作面順槽連續(xù)直達轉(zhuǎn)向運輸。設(shè)備購置少，安裝設(shè)備的工作量相對小且周期短。在運輸時由于無極繩絞車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，大大減少了運輸過程中的頻繁換車次數(shù)，縮短了運輸環(huán)節(jié)中的工作量，縮減了運輸環(huán)節(jié)中的人員配置，運輸時間大大縮短。大大加快了工作面布面或撤面的速度，縮短了其工作周期。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.013