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        井下簡(jiǎn)易卡軌車的應(yīng)用設(shè)計(jì)

        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(zhǎng)治 046600)

        1 概況

        根據(jù)山西霍爾辛赫煤礦綜采工作面安裝時(shí)運(yùn)輸系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)輸量大的特點(diǎn),結(jié)合實(shí)際運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn),利用1臺(tái)SDJ-20絞車作為動(dòng)力源,參照液壓卡軌車的方式,設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)易卡軌車,實(shí)現(xiàn)了僅用1臺(tái)小絞車的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,提高了工作效率,減少了設(shè)備投入,運(yùn)輸?shù)陌踩缘玫搅藦?qiáng)有力的保障,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(jì)效益。

        2 運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

        (1)驅(qū)動(dòng)部分。驅(qū)動(dòng)部分選用該礦現(xiàn)有的SDJ-20絞車,進(jìn)行了2項(xiàng)改造。

        ① 絞車的改造。絞車作為無極繩的驅(qū)動(dòng)部分,其滾筒必須進(jìn)行改造,制作了2個(gè)半圓形鑄鋼滾筒套,夾在滾筒外面作為驅(qū)動(dòng)直接執(zhí)行機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)。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(qiáng)牽引后,相對(duì)要求絞車的固定要牢靠,與底板之間不能有相對(duì)運(yùn)動(dòng),故在地角兩側(cè)用200mm厚鋼板各焊10個(gè)固定座,加上三角筋與絞車底盤焊牢,這樣絞車固定時(shí)可打20根地錨,確保了絞車的穩(wěn)固。

        (2)張緊部分的設(shè)計(jì)。張緊部分由張緊器和牽引車絞車張緊兩部分構(gòu)成。①?gòu)埦o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(jiǎn)易卡軌車上;②牽引車絞車張緊:在牽引車上安裝一臺(tái)7.5kW絞車,作為張緊和繩道儲(chǔ)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(yùn)轉(zhuǎn)鎖定,使電機(jī)不受力,確保繩不會(huì)自動(dòng)松開。

        (3)牽引車的設(shè)計(jì)。牽引車是卡軌車的關(guān)鍵部件,是能否實(shí)現(xiàn)順利運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵。在吸取原卡軌車的牽引車較長(zhǎng)、容易掉道的教訓(xùn)后,用一鐵平車,把兩側(cè)各去掉一點(diǎn)進(jìn)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(gè)碰頭改造成圓弧形,這樣遇到變坡點(diǎn)不會(huì)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(dá)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(jì)。本次設(shè)計(jì)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(shí),選擇直徑為24.5mm繩,在驅(qū)動(dòng)滾筒上纏繞3圈,以保證有足夠的摩擦力。

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

        3 設(shè)計(jì)方案的計(jì)算

        主要校驗(yàn)繩的安全系數(shù)如滾筒摩擦力及功率。假設(shè):運(yùn)輸距離1000m,傾角5°,一次運(yùn)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(gè)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(yàn)算圍包角

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

        (2)驗(yàn)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(yàn)算

        N實(shí)=F1V=3.33 ×1=3.33kW<22kW。

        故以上3個(gè)驗(yàn)算完全符合要求。

        4 簡(jiǎn)易卡軌車投入及優(yōu)點(diǎn)分析

        4.1 制作與投入

        (1)投入設(shè)備:STD-20絞車1臺(tái),JH-5絞車1臺(tái),鐵平車1輛,三輪張緊器1個(gè),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(gòu)買一臺(tái)液壓卡軌車,大約花費(fèi)幾十萬元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

        4.2 優(yōu)點(diǎn)分析

        (1)運(yùn)輸效率高。比用絞車運(yùn)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(yùn)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(gè)人工作,用2個(gè)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(yùn)輸,僅用1臺(tái)絞車,大大減少了設(shè)備投入。

        5 結(jié)語

        本文對(duì)于新型簡(jiǎn)易卡軌車的設(shè)計(jì)通過理論計(jì)算表明是合理的、切實(shí)可行的。同時(shí)還可以進(jìn)行相應(yīng)的二次改造:(1)驅(qū)動(dòng)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(dòng)的繩磨損嚴(yán)重的難題;增大了圍包角,使驅(qū)動(dòng)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(yùn)輸距離和坡度的不同要求,在副繩道上再加一個(gè)三輪張緊器,即使用2個(gè)三輪張緊器。(3)控制系統(tǒng)的改進(jìn)?,F(xiàn)在用2個(gè)80N開關(guān)控制正、反方向運(yùn)動(dòng),啟動(dòng)時(shí)由于是硬啟動(dòng),故開始運(yùn)動(dòng)時(shí)不穩(wěn),改造后,將硬啟動(dòng)改為軟啟動(dòng),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(dòng)控制器。二次改造后的簡(jiǎn)易卡軌車運(yùn)行和運(yùn)輸效率更加穩(wěn)定。

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