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无极绳绞车转弯与压绳技术研究

2010-10-27秦洁拓特机械制造厂

中国科技信息 2010年13期
关键词:无极绞车钢丝绳

秦洁 拓特机械制造厂

无极绳绞车转弯与压绳技术研究

秦洁 拓特机械制造厂

本文分析了无极绳绞车转弯与压绳的技术要求,提出了转弯装置与弹簧压绳轮的机构设计。

1.概况

无极绳绞车,是一种比较适合我国国情的新型高效煤矿辅助运输设备。可取代多台小绞车的接力运输,实现工作面设备、材料和人员不经转载的连续运输,简化了运输环节,减少了辅助人员,改善了工人劳动条件,运行安全可靠。操作和维修都比较方便。但是,现有无极绳绞车运输系统在弯曲巷道不能直接转弯运输,往往在弯曲巷道无极绳绞车运输系统还是采用接力运输。为了解决这个技术难题,在总结国内外绞车转弯系统的基础上研制了无极绳绞车转弯系统。无极绳绞车转弯系统是由压绳轮、弹簧压绳轮、左转弯轮、右转弯轮组成,布置在弯曲巷道处,可以使牵引钢丝绳弯曲,同时不影响梭车的运行,采用转弯系统后,无极绳绞车运输系统可以在2~3个弯曲巷道内实现直达运输。

无极绳绞车推广过程中,会遇到较恶劣的工况条件,如坡度较大,变坡处轨道铺设质量差,同时要求在2~3个弯曲巷道内实现直达运输。在这种工况条件下,安装后张紧的钢丝绳在绞车开动时常常会弹出压绳轮,叫做弹绳。压绳轮分主、副压绳轮,副压绳轮的轮子安装好后相对固定,而主压绳轮的轮子靠拉伸弹簧压紧,在受到外力作用时会张开,所以,弹绳只出现在主压绳轮上。钢丝绳弹出后,绷紧的绳子高悬于巷道棚顶,影响主机设备的使用和安全,弹绳后,钢丝绳远离转弯装置,从而,必须解决压绳问题,来满足无极绳绞车的使用。为了解决压绳问题,设计了专用的弹簧压绳轮。

2、工作原理与结构设计:

转弯运输就是使绞车钢丝绳与梭车直接转向,要达到这个目的,必须满足两个条件:

Ⅰ.主钢丝绳与副钢丝绳全部必须压住,不得在转弯点脱离转弯轮。

Ⅱ.转弯轮不仅可以抵消钢丝绳转弯作用力,且梭车转弯无阻碍。

副钢丝绳压住,可以采用多种形式,主钢丝绳压住,困难得多,不仅要压住钢丝绳,还要让梭车的梭子通过,必须设计一个独特的结构。

2.1.弹簧压绳轮的设计:

压绳轮分主、副压绳轮,副压绳轮的轮子安装好后相对固定,而主压绳轮的轮子靠拉伸弹簧压紧,在受到外力作用时会张开。弹簧压绳轮的结构如图1所示,假设钢丝绳向上的弹力为F2,F2的作用线到销轴中心的距离为D;弹簧预紧力为F1,F1的作用线到销轴中心的距离为K,不计压绳轮自重,则作用于压绳轮的总力矩M = F2* D - F1 *K(1)由式(1)可知:如果M >0,则压绳轮压紧;如果M <0,则压绳轮被分开,钢丝绳弹出。具体布置可根据钢丝绳负载大小现场确定,负载大、距离小,负载小、距离大。弹簧压绳轮见图2。

图1 无极绳绞车系统布置与转弯装置的布置

图2 弹簧压绳轮的结构设计

图3 转弯装置的结构设计

图4 为变坡处轮组(压绳轮和托绳轮)布置示意图

2.2 转弯装置的设计:

其工作原理:采用一定角度的转向轮抵消钢丝绳转向时的径向力,钢丝绳转向时通过机构在梭车通过时不受影响。装置包括多组特别角度的转向轮,托架,轨道压板,连接板,压紧板,轴,特制压绳轮等组成。无极绳绞车在进入弯道前,由特制压绳轮压住绞车两根钢丝绳,梭车可以在转向装置导引下完成转向(见附图3)。

3.弹绳原因分析

压绳轮的结构如图1 所示,作用于压绳轮的总力矩M = F2 *D - F1 *K(1)由式(1)可知:如果M >0,则压绳轮压紧;如果M <0,则压绳轮被分开,钢丝绳弹出。

图4 为变坡处轮组(压绳轮和托绳轮)布置示意图,坡度为α。当钢丝绳的方向与压绳轮的压绳面有一夹角β(以下叫压绳角)时,则钢丝绳向上的弹力F2 =Tsin β其中T 为钢丝绳的内力,静态时为钢丝绳的预紧力;动态时为钢丝绳的牵引力。坡度越大,压绳角β越大,向上的弹力就越大在静态时,钢丝绳可能不弹出,但当绞车一开动:①牵引力的增大,导致弹力F2增大;②钢丝绳直接推动压绳轮的轮缘拉伸弹簧,钢丝绳弹出。

4.结论

使用无极绳绞车转向系统与弹簧压绳轮可简化运输环节,减少设备投入及辅助人员,节约设备资金及人工费,减少了不安全因素,大大降低工人的劳动强度,实现工作面顺槽连续直达转向运输。设备购置少,安装设备的工作量相对小且周期短。在运输时由于无极绳绞车转向系统,大大减少了运输过程中的频繁换车次数,缩短了运输环节中的工作量,缩减了运输环节中的人员配置,运输时间大大缩短。大大加快了工作面布面或撤面的速度,缩短了其工作周期。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.013

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