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        連續(xù)采煤系統(tǒng)原理及故障分析

        2015-08-15 00:44:33李曉南
        機(jī)械管理開發(fā) 2015年10期
        關(guān)鍵詞:減速器離合器采煤機(jī)

        李曉南

        (晉城煤業(yè)集團(tuán),山西 晉城 048006)

        引言

        連續(xù)采煤系統(tǒng)采掘合一,在美國成功研制后,經(jīng)過60余年的發(fā)展,在世界各地房柱式采煤、回收邊角煤以及長壁開采快速掘進(jìn)煤巷等方面得到了廣泛的應(yīng)用。連續(xù)采煤系統(tǒng)主要由連續(xù)采煤機(jī)、運煤車、給料破碎機(jī)、錨桿機(jī)、負(fù)荷中心及輔助運輸設(shè)備組成。

        連續(xù)采煤機(jī)將煤從煤體上截割下來,通過裝載機(jī)構(gòu)把割下來的煤裝到緊鄰連采機(jī)的運煤車的料箱內(nèi),運煤車將煤運輸?shù)浇o料破碎機(jī)料斗處,停車并開動運煤車輸送機(jī),將煤卸入破碎機(jī)的料斗,從而完成連續(xù)采煤過程。給料破碎機(jī)將大塊煤破碎,然后均勻地送入帶式輸送機(jī)。錨桿機(jī)作為連續(xù)采煤機(jī)的后配套設(shè)備,在連采機(jī)完成掘進(jìn)、裝運工序后立即進(jìn)入工作面,打錨桿眼和安裝錨桿,對裸露的頂板及時支護(hù),保證工作面安全。負(fù)荷中心為連續(xù)采煤系統(tǒng)供電。

        1 連續(xù)采煤機(jī)及其保護(hù)裝置

        連續(xù)采煤機(jī)主要由截割機(jī)構(gòu)、裝載運輸機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等部分組成。截割滾筒為鋼板焊接的筒型構(gòu)件,分左、右和中間三部分組成。左、右滾筒外形相同方向相反。齒座直接焊在滾筒筒體和端盤上,焊接面積大,連接強(qiáng)度高,齒座上鑲有過盈配合的齒套,可以更換,起保護(hù)齒座,減少磨損的作用。

        裝載運輸機(jī)構(gòu)由弧形星輪式裝載機(jī)構(gòu)和單鏈刮板輸送機(jī)構(gòu)組成。電機(jī)通過扭矩軸將動力傳遞給減速器,帶動弧形星輪旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)裝煤。小傘齒輪通過花鍵和刮板輸送機(jī)的驅(qū)動鏈輪連接,驅(qū)動刮板輸送機(jī)的鏈條,實現(xiàn)運煤。行走機(jī)構(gòu)由直流電動機(jī)、減速器、鏈輪、履帶、履帶架、履帶張緊裝置等組成。連采機(jī)的截割電機(jī)和行走電機(jī)之間設(shè)置了反饋控制系統(tǒng),根據(jù)截割電機(jī)的電流來控制行走電機(jī)的輸入電壓,來平衡控制機(jī)器的行走速度。當(dāng)截割電機(jī)的電流增加到一定值時,行走電機(jī)的輸入電壓就會減少,從而使截割電機(jī)在恒定的載荷下工作,保護(hù)了電機(jī)。機(jī)械保護(hù)裝置由摩擦離合器和扭矩軸兩部分組成。電動機(jī)為空心軸,空心軸輸出端外花鍵與摩擦離合器輸入裝置相連接。摩擦離合器輸出裝置內(nèi)花鍵與扭矩軸連接,扭矩軸通過空心軸與減速器連接。摩擦離合器在傳遞動力的同時起機(jī)械保護(hù)作用,在割煤過程中,當(dāng)外力矩小于摩擦離合器設(shè)定值時,摩擦離合器把電動機(jī)的動力全部傳到減速器及滾筒上,當(dāng)外力矩大于摩擦離合器設(shè)定值時,摩擦離合器的摩擦片之間發(fā)生打滑,電動機(jī)傳到減速器及滾筒上的動力減小或停止,當(dāng)外力矩小于摩擦離合器設(shè)定值時,摩擦離合器又恢復(fù)正常工作。扭矩軸在傳送動力的同時也起機(jī)械保護(hù)作用,正常情況下,當(dāng)外力矩小于扭矩軸傳遞的設(shè)定扭矩時,扭矩軸把電動機(jī)的動力傳遞給減速器,一般的過載情況,摩擦離合器動作。只有當(dāng)外力矩瞬間增大超過扭矩軸的設(shè)定扭矩,摩擦離合器尚來不及動作時,扭矩軸可能在扭矩點發(fā)生斷裂。摩擦離合器和扭矩軸的雙重保護(hù)方式保護(hù)了電機(jī)和減速器。在使用中要注意,當(dāng)一側(cè)電動機(jī)的扭矩軸發(fā)生斷裂后,另一側(cè)的扭矩軸肯定也承受了高應(yīng)力,應(yīng)同時更換另一側(cè)的扭矩軸,否則可能出現(xiàn)兩側(cè)扭矩軸交替扭斷的情況。

        當(dāng)機(jī)器不行走時,就暫時讓油泵停幾秒鐘,這會使可控硅觸發(fā)器復(fù)位。然后重新啟動油泵,再試一試機(jī)器能否行走。如果這時機(jī)器行走正常,則故障可能出現(xiàn)在可控硅觸發(fā)器上,并且經(jīng)過復(fù)位把這一故障排除了。假如故障仍存在,就要檢查插接頭是否接反了或插接頭有故障。當(dāng)發(fā)生頻繁復(fù)位可控硅觸發(fā)器才能使機(jī)器行走時,就考慮更換可控硅觸發(fā)器。操縱一個行走開關(guān)操作桿時機(jī)器不行走,而在操縱兩個操作桿時機(jī)器卻行走,那就是可控硅觸發(fā)器上的兩個可控硅整流器接插頭互相顛倒了。

        2 井下運煤車

        井下運煤車主要由動力傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、輸送機(jī)、電纜滾筒裝置和液壓系統(tǒng)等組成。動力傳動系統(tǒng)將兩臺牽引電機(jī)輸出的扭矩分別通過減速器傳遞給左右兩側(cè)的兩個車輪;轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制運煤車的運行方向;制動系統(tǒng)用于運煤車的工作制動和緊急制動;輸送機(jī)起裝載和卸載作用;電纜滾筒裝置用來收放電纜;液壓系統(tǒng)控制運煤車的轉(zhuǎn)向、松開制動閘,控制電纜卷筒的運轉(zhuǎn)和輸送機(jī)的升降。為了確保輸送機(jī)正常工作,防止輸送機(jī)工作時牽引鏈與驅(qū)動鏈輪脫離嚙合,在輸送機(jī)的尾部裝設(shè)了緊鏈裝置。該設(shè)備故障較少,共性問題不多。在使用中出現(xiàn)過運輸機(jī)斷鏈和機(jī)尾軸斷的故障,故障表現(xiàn)在運輸機(jī)的雙邊鏈的一條鏈斷。同時機(jī)尾的尾軸一端斷。當(dāng)運煤車行至破碎機(jī)卸煤端卸煤時,一次是由于在運輸機(jī)鏈道內(nèi)有異物,卡拌住鏈條不能運行,另一次是未抬起運煤車的卸載端,運輸機(jī)鏈條和破碎機(jī)受煤端擋板發(fā)生干涉,鏈條受阻不能運行。出現(xiàn)該情況后,當(dāng)班司機(jī)應(yīng)該下車檢查,觀察運輸機(jī)是否有異?;蚩ò璎F(xiàn)象。而當(dāng)時司機(jī)采取的是將運輸機(jī)來回正反轉(zhuǎn),試想著用鏈條的力量將卡拌物排除。運輸機(jī)鏈條在反復(fù)受沖擊后其中一條鏈斷裂,同時尾軸在受單邊鏈的作用下尾軸的一端在緊固螺栓處發(fā)生斷裂。

        3 給料破碎機(jī)

        給料破碎機(jī)在高產(chǎn)高效連續(xù)采煤作業(yè)中起重要作用,它與連續(xù)采煤機(jī)、運煤車和帶式輸送機(jī)配套,實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤機(jī)械化。在房柱式開采系統(tǒng)中,當(dāng)工作面向前推進(jìn)兩到三個煤柱時,給料破碎機(jī)需要向前移動一次。給料破碎機(jī)越靠近工作面,運煤車的運輸距離越短,采煤效率就越高。破碎機(jī)大體可分為受料端、破碎系統(tǒng)和卸料端。破碎系統(tǒng)將大塊煤破碎,不使其進(jìn)入帶式輸送機(jī),以防止砸傷輸送帶,提高帶式輸送機(jī)的輸送能力和工作壽命。破碎系統(tǒng)的工作原理是,電動機(jī)將動力傳遞二級圓錐圓柱齒輪減速器。經(jīng)減速器改向后通過沖擊飛輪、驅(qū)動鏈輪、套筒滾子鏈傳遞到剪切輪箍和破碎軸上,裝在破碎軸輪盤上的截齒將大塊煤連續(xù)破碎,從而完成連續(xù)式破碎循環(huán)過程。給料破碎機(jī)運行時,要確認(rèn)無人或障礙物處于被橫梁擠傷的位置。給料破碎機(jī)工作時,為了確保輸送系統(tǒng)正常工作,要經(jīng)常檢查和調(diào)整刮板鏈的張力。若主動鏈輪分離點處鏈條松弛,則需對刮板鏈的張力進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整刮板鏈張力時,先起動輸送系統(tǒng),將料斗處的煤炭卸干凈;清理刮板鏈緊鏈系統(tǒng)的注油嘴,給注油嘴裝上干凈的注油槍,打開手動注油閥用油槍注油。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時,關(guān)閉注油閥并扭緊,同時加入固定墊塊。

        4 錨桿機(jī)

        錨桿支護(hù)是巷道掘進(jìn)中被廣泛應(yīng)用的一種支護(hù)技術(shù),它與傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)相比,具有節(jié)約材料,可加速施工速度,提高操作安全,安裝搬運輕便等優(yōu)點。錨桿支護(hù)要先打錨桿眼,然后安裝錨桿。錨桿機(jī)除能完成錨桿鉆眼、安裝錨桿兩項基本工序外,另外在鉆進(jìn)時,還可控制鉆眼速度快慢、推進(jìn)力大小、調(diào)整鉆眼方向及位置,能夠自行行走及搜集鉆眼粉塵,并具有完善的安全防護(hù)設(shè)施。錨桿機(jī)主要由底盤、頂板支架、集塵裝置、鉆臂裝置、牽引行走裝置、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等組成。液壓油箱與底盤連為一體,且約占底盤總面積的2/3,由于錨桿機(jī)沒有專門的散熱系統(tǒng),設(shè)計這樣大的油箱便于散熱。

        5 負(fù)荷中心

        煤炭工業(yè)向高產(chǎn)高效、集約化生產(chǎn)的方向發(fā)展,促進(jìn)了煤礦電氣設(shè)備的更新和高新技術(shù)的應(yīng)用。提高煤礦生產(chǎn)的產(chǎn)量和效益,主要采用大功率機(jī)組,這些給工作面供電和電氣設(shè)備提出新的要求。負(fù)荷中心供電的特點是變壓器容量大、電壓等級高,變壓器一次側(cè)和二次側(cè)均采用真空斷路器,并帶有可靠、靈敏的保護(hù)。該設(shè)備由干式防爆變壓器、高壓開關(guān)箱和低壓開關(guān)箱三部分組成??刂曝?fù)荷的各種開關(guān)可同時控制多臺電機(jī),最多可配8個出線模塊,每個出線模塊包括真空接觸器和控制、保護(hù)裝置。低壓側(cè)模塊實際是以微型機(jī)為核心的控制系統(tǒng)。每個快插式接觸器模塊都有自己的檢測和控制電路。負(fù)荷中心全面使用了微機(jī)控制技術(shù),增強(qiáng)了設(shè)備的功能。

        礦井無軌輔助運輸車輛在高產(chǎn)高效礦井中主要完成材料、設(shè)備和人員的運輸任務(wù)。在使用中要注意巷道底板不宜過于松軟。在連續(xù)采煤系統(tǒng)在國內(nèi)陸續(xù)使用以來,只有通過不斷摸索、分析,總結(jié)其易發(fā)生故障部位,并將其不斷完善,才能為相關(guān)人員消化吸收此類設(shè)備并創(chuàng)造條件。

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