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        煤礦副立井安全門閉鎖裝置的研制

        2019-12-27 06:10:36趙曉娥
        山東煤炭科技 2019年12期
        關(guān)鍵詞:罐籠安全門立井

        趙曉娥 孫 燕

        (山西省大同市同煤集團(tuán)馬脊梁礦,山西 大同 037002)

        1 工程概況

        馬脊梁礦兼并重組的中小型煤礦較多,在對(duì)所屬煤礦進(jìn)行安全檢查時(shí),大部分礦井的副立井罐籠與提升信號(hào)、安全門都沒實(shí)現(xiàn)閉鎖,給礦井的安全生產(chǎn)帶來了巨大的隱患。為了解決這個(gè)問題,公司機(jī)電部設(shè)立專項(xiàng)課題,在現(xiàn)有罐籠安全門的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì),研制了一種新型的安全閉鎖裝置。

        2 安全門閉鎖裝置的優(yōu)化改造設(shè)計(jì)

        2.1 機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)

        該新型機(jī)械閉鎖裝置主要由兩部分組成:一部分為彈簧銷。該機(jī)構(gòu)為一帶套的銷軸,在內(nèi)置彈簧的作用下為常閉狀態(tài),彈簧銷安裝在井口護(hù)欄安全門對(duì)面的護(hù)欄上,根據(jù)彈簧銷銷軸的直徑并在安全門上制作一個(gè)閉鎖銷插孔。由于處于常閉狀態(tài)的彈簧銷的閉鎖作用,安全門打不開。另一部分為閉鎖機(jī)械的控制和動(dòng)力機(jī)構(gòu),安裝在罐籠側(cè)面的護(hù)欄和豎梁上。該機(jī)構(gòu)采用杠桿原理,杠桿一端固定在井架上,另一端伸出至井口側(cè),由罐籠的提升和下降來提供動(dòng)力,推動(dòng)杠桿發(fā)生動(dòng)作。兩個(gè)機(jī)構(gòu)之間采用鋼絲繩連接。

        當(dāng)主罐籠提升至頂部與井口鎖口盤平行位置時(shí)壓在機(jī)械閉鎖插銷連桿機(jī)構(gòu)上,杠桿機(jī)構(gòu)的一端由于罐籠的壓力而帶動(dòng)連接的鋼絲繩上提,鋼絲繩的另一端連在彈簧銷上,由于鋼絲繩的拉力作用而打開彈簧銷回收,離開安全門閉鎖孔的位置(如圖1所示),從而可以打開安全門,即當(dāng)罐籠提升至停止位置時(shí),安全門可打開。反之,當(dāng)主罐下至杠桿機(jī)構(gòu)的下端時(shí),杠桿機(jī)構(gòu)因失去罐籠的作用力而放下,鋼絲繩放松,自動(dòng)解除作用在彈簧銷上的拉力,安全門機(jī)械閉鎖插銷由自身及彈簧的作用力復(fù)位插入安全門閉鎖孔內(nèi),實(shí)現(xiàn)安全門機(jī)械閉鎖的全部過程。同理副罐也能實(shí)現(xiàn)機(jī)械閉鎖安全門。

        圖1 機(jī)械閉鎖裝置示意圖

        2.2 信號(hào)閉鎖機(jī)構(gòu)

        在機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,還加了信號(hào)閉鎖。即在安全門的閉鎖孔上端和護(hù)欄對(duì)應(yīng)位置分別加裝一個(gè)信號(hào)傳感器,兩個(gè)組成一組。當(dāng)安全門關(guān)閉時(shí)兩個(gè)傳感器相互靠近,一個(gè)傳感器發(fā)出的信號(hào)在另一個(gè)傳感器上得到反饋時(shí),絞車的信號(hào)回路暢通,才可以發(fā)出提升信號(hào)。反之,當(dāng)罐籠處于停止位置,安全門打開時(shí),兩個(gè)傳感器分開,一個(gè)傳感器發(fā)出的信號(hào)沒有在另一個(gè)傳感器上得到反饋,絞車的信號(hào)回路不暢通,發(fā)不出提升信號(hào)。安全門的兩個(gè)信號(hào)傳感器串入絞車提升信號(hào)回路來實(shí)現(xiàn)提升信號(hào)與安全門的閉鎖。信號(hào)閉鎖裝置示意圖如圖2所示。

        圖2 信號(hào)閉鎖裝置示意圖

        安全門的機(jī)械閉鎖與信號(hào)閉鎖配合使用,罐籠到位并發(fā)出停車信號(hào)后安全門才能打開;安全門未關(guān)閉,發(fā)不出開車信號(hào);安全門關(guān)閉后才能發(fā)出開車信號(hào);發(fā)出開車信號(hào)后,安全門打不開。

        3 新型安全門閉鎖裝置的制作

        (1)如圖1所示,在杠桿機(jī)構(gòu)上均勻分布著一排小孔,其為鋼絲繩的連接位置,鋼絲繩穿在不同的位置,在杠桿機(jī)構(gòu)被罐籠抬起時(shí),拉起的鋼絲繩的行程是不一樣的,可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的鋼絲繩連接位置。

        (2)彈簧銷內(nèi)彈簧的規(guī)格要符合彈簧銷自動(dòng)復(fù)位的要求,在沒有拉力作用時(shí)彈簧銷的銷軸能自動(dòng)復(fù)位。

        (3)連接彈簧銷和杠桿機(jī)構(gòu)的鋼絲繩的要求:① 需要夠柔軟。在通過導(dǎo)向輪時(shí)能與導(dǎo)向輪緊密接觸,能輕易轉(zhuǎn)變方向,不能有較大的剛性,產(chǎn)生較大的反作用力,在沒有拉力作用的時(shí)候還能與導(dǎo)向輪緊密貼合,不脫離導(dǎo)向輪的導(dǎo)向槽。② 需要防銹。因?yàn)榫谝话愣急容^潮濕,受各種惡劣環(huán)境的影響,如果鋼絲繩沒有經(jīng)過防銹處理,就容易導(dǎo)致鋼絲繩因銹蝕問題影響其機(jī)械性能,因此建議使用4mm的膠套鋼絲繩。

        (4)因?yàn)楦軛U機(jī)構(gòu)與罐籠接觸的一端要經(jīng)常在罐籠壁上滑動(dòng),時(shí)間久了難免會(huì)給罐籠造成劃痕傷害,因此在杠桿機(jī)構(gòu)的前段加裝一個(gè)尼龍滾輪作為滑動(dòng)輪,把滑動(dòng)作用轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)接觸,這樣就避免了因杠桿的滑動(dòng)給罐籠帶來劃痕,有效地保護(hù)了罐籠的防銹性能。

        (5)杠桿機(jī)構(gòu)與井架結(jié)合處的固定端設(shè)計(jì)為鉸接。經(jīng)過計(jì)算,銷軸的直徑應(yīng)使用7mm以上的銷軸,這樣能在承受較大的徑向剪切力的作用下而不使銷軸發(fā)生永久性形變。要在銷軸涂上黃油,一是起到避免生銹的作用,二是又能對(duì)杠桿與銷軸間的摩擦起到很好的潤(rùn)滑作用。

        設(shè)計(jì)的機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)利用立井罐籠在井口位置的上下移動(dòng)為機(jī)械閉鎖裝置提供原動(dòng)力,采用一組尼龍滾輪來改變傳導(dǎo)力的方向,采用彈簧銷來作為安全門的閉鎖裝置,利用杠桿原理制作了安全門閉鎖銷連桿機(jī)構(gòu),通過罐籠正常使用時(shí)的上升和下降給杠桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)作提供了開啟和復(fù)位的信號(hào),為杠桿機(jī)構(gòu)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)原動(dòng)力,通過鋼絲繩的連接和傳導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)彈簧銷的開啟與閉合。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠,且成本低廉,與信號(hào)傳感器串入絞車提升信號(hào)回路閉鎖一起很好地實(shí)現(xiàn)了井口安全門的閉鎖,有效提高了立井提升的安全性。

        4 實(shí)踐應(yīng)用效果分析

        新型的安全門閉鎖裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)后,在馬脊梁礦副立井提升機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行了安裝、調(diào)試與應(yīng)用,當(dāng)前已穩(wěn)定運(yùn)行兩年有余。新型安全門閉鎖裝置的應(yīng)用,消除了因誤操作而造成的安全事故,裝置應(yīng)用期間沒有發(fā)生一起因安全門打開而造成的安全事故。新型安全門閉鎖裝置的制作簡(jiǎn)單,投入資金較少,因此該裝置的性價(jià)比較高,在提高了立井提升系統(tǒng)的安全性和可靠性的同時(shí),降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本,為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟(jì)效益。

        5 結(jié)論

        馬脊梁礦副立井研制的新型安全門閉鎖裝置使用了兩套獨(dú)立機(jī)械控制系統(tǒng),對(duì)主副罐籠的兩個(gè)安全門的閉鎖裝置進(jìn)行單獨(dú)控制,配合串入絞車信號(hào)回路的開停傳感器,共同實(shí)現(xiàn)了井口安全門與罐籠的機(jī)械閉鎖,不但利用了罐籠提升下降時(shí)的原動(dòng)力,還與罐籠提升時(shí)互不影響。該裝置工作原理簡(jiǎn)單,制作、安裝簡(jiǎn)便,實(shí)踐應(yīng)用效果理想,大大提升了副立井提升的安全系數(shù)。實(shí)踐實(shí)用效果表明該安全門閉鎖裝置效果良好,提高了立井提升的安全性。該裝置的制作簡(jiǎn)單,性價(jià)比高,可以在各中小型煤礦進(jìn)行推廣應(yīng)用。

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