崔彥峰

（山西陽煤寺家莊煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 昔陽 045300）

引言

普通絞車在煤礦井下運(yùn)輸作業(yè)中，存在工作效率低、安全性和可靠性差、精準(zhǔn)度差等劣勢，無法滿足煤礦井下作業(yè)的要求。而無極繩連續(xù)牽引絞車作為普通絞車的替代產(chǎn)品，具有結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)緊湊、操作便捷、安全性和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，可適用于多種坡度、較長距離、較大噸位、運(yùn)輸作業(yè)繁重等多種復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。

1 無極繩連續(xù)牽引絞車的基本概念

無極繩連續(xù)牽引絞車是由鋼絲繩將絞車部分、張緊裝置部分、梭車部件、尾輪裝置以及各種繩、輪組件等組成的一個(gè)完整的運(yùn)輸裝置系統(tǒng)。其運(yùn)動(dòng)副通過漸開線圓柱齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)絞車的滾筒裝置旋轉(zhuǎn)，再憑借鋼絲繩和滾筒裝置兩者間的摩擦，完成礦井運(yùn)輸作業(yè)。

2 無極繩連續(xù)牽引絞車的特點(diǎn)

無極繩連續(xù)牽引絞車具有結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)緊湊、操作便捷、安全性和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，也正因具有這些特點(diǎn)，其可適用于多種坡度、較長距離、較大噸位、運(yùn)輸作業(yè)繁重等多種復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。

結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)緊湊，無極繩連續(xù)牽引絞車是運(yùn)用運(yùn)動(dòng)副傳遞的原理將各組件連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)絞車的功能，運(yùn)動(dòng)副傳遞中的各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)緊湊，這一特點(diǎn)既可以增加絞車效率，也有利于絞車適用于多種復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。

操作便捷，和普通絞車相比，無極繩連續(xù)牽引絞車的突出特點(diǎn)是操作便捷，其可以通過操作主機(jī)，帶動(dòng)各組件協(xié)調(diào)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸功能[1]。

安全性和可靠性強(qiáng)，無極繩連續(xù)牽引絞車在完成煤礦地下作業(yè)時(shí)，正因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)緊湊，操作便捷，再加上其具有安全制動(dòng)裝置，因此安全性和可靠性更強(qiáng)，也為煤礦安全作業(yè)做出貢獻(xiàn)。

3 無極繩連續(xù)牽引絞車參數(shù)的選擇

無極繩連續(xù)牽引絞車應(yīng)用在不同的煤礦作業(yè)區(qū)域，其結(jié)構(gòu)大小，功率大小，繩/徑比，牽引力大小都有所不同。因此，應(yīng)根據(jù)不同的煤礦作業(yè)區(qū)域，選擇相適應(yīng)的無極繩連續(xù)牽引絞車，以最大限度實(shí)現(xiàn)絞車的功能，同時(shí)又保證安全、可靠等要求。

本節(jié)以運(yùn)輸長度2.5 km，坡度13°，運(yùn)輸重量20 t為例，介紹無轉(zhuǎn)彎需求的礦井作業(yè)無極繩連續(xù)牽引絞車選擇的計(jì)算。

3.1 牽引力的計(jì)算

牽引力是無極繩連續(xù)牽引絞車的主要參數(shù)之一，計(jì)算出牽引力的大小，才可以驗(yàn)證選用適用的電機(jī)和其他組件是否符合預(yù)期要求。因此牽引力通常作為無極繩連續(xù)牽引絞車選擇中參數(shù)計(jì)算的第一步[2]。

牽引力的計(jì)算公式為：

F=（G+G0）×（0.02cosα+sinα）+2×0.25×L×q.式中：F為梭車?yán)?，kgf；G為所拉物體的總重量，kg；G0為梭車自身的重量，kg；α為煤礦井下巷道的最大坡度，（°）；L為運(yùn)輸路線的總長度，m；q為鋼絲繩的單位質(zhì)量，kg/m。

由絞車作業(yè)要求可以得出，最大坡度α為13°（cos13°=0.97，sin13°=0.22），運(yùn)輸線路長度 L 為25 m，若選用的料車承載重量為2 800 kg，車皮重量為700 kg，共用4個(gè)料車，梭車自身重量G0為3 000 kg，鋼絲繩的單位質(zhì)量q為2.165 kg/m，鋼絲繩的斷破力為32 050 kg。

因此，可以計(jì)算出梭車牽引力F為：

要確定選擇的組件是否能夠滿足絞車作業(yè)要求，就需要根據(jù)牽引力驗(yàn)算鋼絲繩的斷破力。斷破力驗(yàn)算公式為：鋼絲繩的斷破力/（F+1 000）＞3.5。

從表中可以看出，關(guān)鍵詞“武術(shù)”、“武術(shù)文化”、“傳統(tǒng)武術(shù)”、“民族傳統(tǒng)體育”、“中國武術(shù)”、“競技武術(shù)”、“武術(shù)教育”、“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)”、“武術(shù)傳播”是出現(xiàn)頻率與中心性最高的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，圖中各關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)相互聯(lián)結(jié)又層層發(fā)散。為了更準(zhǔn)確地挖掘武術(shù)文化研究動(dòng)態(tài)，本文在此基礎(chǔ)上又基于關(guān)鍵詞構(gòu)建了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)聚類分析圖譜，如圖6所示。

鋼絲繩的斷破力驗(yàn)算結(jié)果為：4.11＞3.5，因此該組件產(chǎn)生的牽引力符合煤礦井下作業(yè)的功能性要求和安全性要求。

3.2 功率的驗(yàn)算

功率作為無極繩連續(xù)牽引絞車的主要參數(shù)之一，其不僅決定了電機(jī)是否能夠滿足煤礦井下運(yùn)輸作業(yè)要求，也決定著煤礦運(yùn)輸作業(yè)的功耗，進(jìn)而影響著煤礦作業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。因此，在選擇絞車時(shí)，要進(jìn)行功率驗(yàn)算，以確保用最低的能耗完成所需的作業(yè)要求。

功率驗(yàn)算的公式為：

式中：F為梭車?yán)Γ琸g；V為梭車的牽引速度，m/s；η為絞車的傳動(dòng)效率。

根據(jù)煤礦作業(yè)要求，牽引速度V取1.0 m/s，絞車的傳動(dòng)效率η取85%。

則可以得出，功率N：

N=6 786×9.8×1.0/0.85×1 000=78 kW。

因此可選用110 kW的絞車，以滿足功率要求。

3.3 繩/徑比的驗(yàn)算

繩/徑比是保證無極繩連續(xù)牽引絞車滿足功能性要求和安全性要求的參數(shù)。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T988《無極繩連續(xù)牽引車》的規(guī)定，繩/徑比應(yīng)滿足“拋物線滾筒繩襯直徑至少應(yīng)為牽引鋼絲繩直徑的50倍”的要求。

以直徑為24.5 mm的牽引鋼絲繩為例，當(dāng)選擇的拋物線滾筒繩襯直徑為1 200 mm時(shí)，繩/徑比為50，可以滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.4 絞車模型的確立

當(dāng)完成以上參數(shù)的選擇和驗(yàn)證之后，就需要對(duì)絞車的各要素進(jìn)行整理[3]。結(jié)果如表1所示：

表1 無極繩連續(xù)牽引絞車選型參數(shù)表

4 無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦中應(yīng)用的其他工作

無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦中應(yīng)用時(shí)，除了參數(shù)選擇之外，還應(yīng)做好絞車組件的保養(yǎng)和維護(hù)工作，以保證運(yùn)輸作業(yè)的安全穩(wěn)定性。這些工作包括但不限于定期對(duì)鋼絲繩的使用情況進(jìn)行檢查，定期對(duì)連接部位使用潤滑劑，定期對(duì)絞車操作人員進(jìn)行技能培訓(xùn)。

5 結(jié)語

煤炭是我國重要的能源，煤礦的發(fā)展離不開技術(shù)的革新和機(jī)械化程度的提高，無極繩連續(xù)牽引絞車正是煤礦運(yùn)輸作業(yè)機(jī)械化發(fā)展的產(chǎn)物，其不僅可以提高煤礦運(yùn)輸作業(yè)的效率，還可保證煤礦運(yùn)輸作業(yè)的安全性和可靠性。在應(yīng)用無極繩連續(xù)牽引絞車時(shí)，既需要根據(jù)作業(yè)要求選擇合適的絞車參數(shù)，也需要在使用過程中對(duì)絞車進(jìn)行必要的保養(yǎng)和維護(hù)，只有做好這些，才能真正發(fā)揮無極繩連續(xù)牽引絞車運(yùn)輸效率高、安全可靠的優(yōu)勢。

[1] 吳印虎，張魯，孔祥生.無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊），2015（8）：165-166.

[2] 王晶，吳利學(xué).淺析礦用無極繩連續(xù)牽引絞車選型計(jì)算[J].同煤科技，2015（4）：22-24.

[3] 高格.無極繩連續(xù)牽引絞車三維模型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2015（12）：30-31.