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        井下簡易卡軌車的應(yīng)用設(shè)計

        2019-03-11 11:28:00朱睿卿
        山東煤炭科技 2019年2期
        關(guān)鍵詞:張緊器平車張緊

        朱睿卿

        (山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司,山西 長治 046600)

        1 概況

        根據(jù)山西霍爾辛赫煤礦綜采工作面安裝時運輸系統(tǒng)復(fù)雜、運輸量大的特點,結(jié)合實際運輸經(jīng)驗,利用1臺SDJ-20絞車作為動力源,參照液壓卡軌車的方式,設(shè)計了一套簡易卡軌車,實現(xiàn)了僅用1臺小絞車的遠距離運輸,提高了工作效率,減少了設(shè)備投入,運輸?shù)陌踩缘玫搅藦娪辛Φ谋U?,為霍爾辛赫煤礦節(jié)約了資金投入,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益。

        2 運輸系統(tǒng)的設(shè)計方案

        (1)驅(qū)動部分。驅(qū)動部分選用該礦現(xiàn)有的SDJ-20絞車,進行了2項改造。

        ① 絞車的改造。絞車作為無極繩的驅(qū)動部分,其滾筒必須進行改造,制作了2個半圓形鑄鋼滾筒套,夾在滾筒外面作為驅(qū)動直接執(zhí)行機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)圖及示意圖如圖1所示。

        圖1 改造后的滾筒結(jié)構(gòu)及示意圖

        制作的滾筒套與原滾筒固定方式有2種:一是用4條直徑為30ram螺栓將兩半圓夾緊在滾筒上;二是在原滾筒內(nèi)側(cè)焊矩形擋塊,在滾筒套側(cè)面開矩形槽,這樣做確保了滾筒套與滾筒在受外力的情況下也不至于相對運動。其安裝結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

        圖2 滾筒安裝結(jié)構(gòu)示意圖

        ② 絞車地腳的改造。由于改用無極強牽引后,相對要求絞車的固定要牢靠,與底板之間不能有相對運動,故在地角兩側(cè)用200mm厚鋼板各焊10個固定座,加上三角筋與絞車底盤焊牢,這樣絞車固定時可打20根地錨,確保了絞車的穩(wěn)固。

        (2)張緊部分的設(shè)計。張緊部分由張緊器和牽引車絞車張緊兩部分構(gòu)成。①張緊器:在主繩道上安裝一三輪張緊器,該張緊器選用東寵礦廢棄不用的三輪張緊器,經(jīng)過改造、加裝配重、導(dǎo)繩輪后,重新可以用在簡易卡軌車上;②牽引車絞車張緊:在牽引車上安裝一臺7.5kW絞車,作為張緊和繩道儲繩用,在滾筒一側(cè)安裝一牙輪自行將7.5kW絞車張緊到一定程度后,停電,滾筒一側(cè)的牙輪自行將7.5kW絞車反方向運轉(zhuǎn)鎖定,使電機不受力,確保繩不會自動松開。

        (3)牽引車的設(shè)計。牽引車是卡軌車的關(guān)鍵部件,是能否實現(xiàn)順利運輸?shù)年P(guān)鍵。在吸取原卡軌車的牽引車較長、容易掉道的教訓(xùn)后,用一鐵平車,把兩側(cè)各去掉一點進行改造,平車上安有張緊用7.5kW絞車和配重,在鐵平車下面前后端安裝分繩器,把鐵平車的兩個碰頭改造成圓弧形,這樣遇到變坡點不會發(fā)生碰頭與碰頭擠壓而發(fā)生掉道事故。改造好的牽引車,整體小,重量大(可達2.5t),故適應(yīng)變坡和轉(zhuǎn)彎的性能好,不易掉道。

        (4)回繩站的設(shè)計。本次設(shè)計采用了原液壓卡軌車的回繩站,固定方式為打地錨固定。

        (5)繩道限位裝置。在變坡、轉(zhuǎn)彎處安裝卡繩輪,托繩輪和導(dǎo)繩輪,平巷一般每100m安一組托繩輪和導(dǎo)繩輪,盡量減少輪系的使用量。

        (6)繩的選擇。在第一次使用時,選擇直徑為24.5mm繩,在驅(qū)動滾筒上纏繞3圈,以保證有足夠的摩擦力。

        (7)信號的選擇。為確保運輸?shù)陌踩x用兩路信號:① 原液壓卡軌車所用的RX-2型斜井人車信號;② 沿上巷每100m安一個電鈴,變坡及轉(zhuǎn)彎處加裝電鈴。

        3 設(shè)計方案的計算

        主要校驗繩的安全系數(shù)如滾筒摩擦力及功率。假設(shè):運輸距離1000m,傾角5°,一次運一架共4車,如圖3所示。則牽引總重量G=G1+G2+G3=25t。其中單架支架重量G1為20t,牽引車自重G2為4t,4個鐵平車自重G3為0.75t。

        圖3 受力分析示意圖

        主繩牽引重車總摩擦力:

        式中:

        α-傾角,5°;

        u-鐵與鐵摩擦系數(shù),0.02。

        而下滑力F1下滑力=G×sinα=2.2t,繩下滑分力F1繩下滑分力=2000×1.65×0.1=330kg,故總拉力F1=0.05+2.2+0.33+0.75=3.33t,其中0.75為配重作用在牽引繩上的分力。

        (1)驗算圍包角

        α=16.9=5.38π<6π,纏繞三周圍包角實際為6π,故合適。

        (2)驗算安全系數(shù)

        n=F1破斷力/F=36/3.33=10.8>6.5,合格。

        (3)功率驗算

        N實=F1V=3.33 ×1=3.33kW<22kW。

        故以上3個驗算完全符合要求。

        4 簡易卡軌車投入及優(yōu)點分析

        4.1 制作與投入

        (1)投入設(shè)備:STD-20絞車1臺,JH-5絞車1臺,鐵平車1輛,三輪張緊器1個,回繩站1套,開始軌1套,制作滾筒1套。

        (2)資金投入。該系統(tǒng)除礦現(xiàn)有設(shè)備以外,只需投入1.5萬元即可完成,故為礦節(jié)約了大量資金。如果購買一臺液壓卡軌車,大約花費幾十萬元,經(jīng)濟效益顯著。

        4.2 優(yōu)點分析

        (1)運輸效率高。比用絞車運輸效率提高10倍,減少了設(shè)備的投入和操作人員的使用。(2)安全系數(shù)高。由于該系統(tǒng)為無極繩牽引,故安全系數(shù)大大提高,確保了運輸?shù)陌踩浴?/p>

        (3)安裝容易。該系統(tǒng)由就位到打地錨,如果由3個人工作,用2個班即可完成任務(wù),不用澆注基礎(chǔ),故安裝較方便。

        (4)設(shè)備投入少。1000m運輸,僅用1臺絞車,大大減少了設(shè)備投入。

        5 結(jié)語

        本文對于新型簡易卡軌車的設(shè)計通過理論計算表明是合理的、切實可行的。同時還可以進行相應(yīng)的二次改造:(1)驅(qū)動系統(tǒng)的二次改造。由單滾筒改為雙滾筒,這樣就克服了單滾筒驅(qū)動的繩磨損嚴(yán)重的難題;增大了圍包角,使驅(qū)動力更加充沛,克服滾筒打滑現(xiàn)象。(2)張緊器的改造。根據(jù)運輸距離和坡度的不同要求,在副繩道上再加一個三輪張緊器,即使用2個三輪張緊器。(3)控制系統(tǒng)的改進?,F(xiàn)在用2個80N開關(guān)控制正、反方向運動,啟動時由于是硬啟動,故開始運動時不穩(wěn),改造后,將硬啟動改為軟啟動,在80N開關(guān)后串聯(lián)東龐礦現(xiàn)有的GRB-1140/300隔爆型軟啟動控制器。二次改造后的簡易卡軌車運行和運輸效率更加穩(wěn)定。

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