JD-25型矿用调度绞车排绳装置的研究与应用

2021-06-29魏灵宝

机械管理开发 2021年5期

魏灵宝

（太原煤气化有限责任公司东河煤矿，山西临汾 041207）

引言

矿用调度绞车是煤矿辅助运输环节当中的重要组成部分，因其具有灵活便捷、布置方便、操作简单等一系列特点，被广泛应用于煤矿井下设备上下山的运输工作当中。然而由于各矿井下实际布置条件不尽相同，调度绞车钢丝绳经常因偏斜过大出现乱缠、咬绳、卡绳等现象，严重影响井下运输效率，减小了钢丝绳的使用寿命，相应地也增加了人力和维护成本，并且还具有现场运行安全隐患问题[1-2]。因此，针对调度绞车上述现场使用问题，亟需设计出其配套的使用的排绳装置，以解决调度绞车现场排绳乱缠等问题，提高钢丝绳使用寿命，从而保证调度绞车现场运输效率。

1 调度绞车基本情况

本次研究以JD-25型矿用调度绞车作为研究对象，该型调度绞车主要由底座、操作闸、制动闸、滚筒、轴承以及电机组成，见图1。

图1 JD-25型矿用调度绞车实物图

JD-25型矿用调度绞车的主要参数见表1。

表1 JD-25型矿用调度绞车主要参数

2 排绳装置设计方案

目前，针对调度绞车的排绳装置设计方案主要有以下三种：

1）端面齿轮结构装置：尽管该排绳装置的排绳应用效果良好，但该方案采用了凸轮结构，加工难度较大，装备成本较高；

2）链条链轮结构装置：尽管该排绳装置能够适应到井下的不同运输条件当中，但其配备的链条属于易磨损件，将会使链条同链轮之间产生较大间隙，最终影响排绳装置的使用效果；

3）液压缸推动结构装置：尽管该排绳装置结构较为简单，但不能实现与调度绞车滚筒缠绳的同步操作。

针对上述三种排绳装置设计方案的优缺点，本文提出采用曲柄滑块结构对排绳装置进行设计，以达到调度绞车钢丝绳可以均匀缠绕到滚筒，避免乱缠、咬绳、卡绳等现象，提高钢丝绳使用寿命和调度绞车运输效率，减少调度绞车的人力和维护成本，保证调度绞车运行的可靠性和安全性[3]。

3 曲柄滑块结构排绳装置的设计

3.1 曲柄滑块结构排绳装置原理

当调度绞车处于正常运转状态下，钢丝绳在两条相互平行的托辊之间穿过，利用曲柄滑块带动两条托辊的左右运动可以实现钢丝绳的左右运动，最终实现调度绞车排绳的目标[4]。曲柄滑块结构排绳装置的主要工作原理如图2所示。

图2 曲柄滑块排绳装置原理示意图

图2 中AB表示曲柄，BC表示连杆，C表示滑块。滑块在左右两个极限位置之间的夹角θ为90°，并且两个极限位置在竖直方向上具有左右对称的特征。根据JD-25型矿用调度绞车的滚筒宽度为400 m，设图中L1、AB、BC的长度分别为92 mm、375 mm、375 mm，那么滑块行程L、偏心距分别为526 mm、217 mm，L2的长度为618 mm。

3.2 曲柄滑块结构排绳装置的结构

曲柄滑块排绳装置主要由托辊、限位板、导轨、推杆、曲柄、连杆、行走框架等部分所组成。曲柄滑块结构排绳装置的主要结构如图3所示。

图3 曲柄滑块排绳装置主要结构示意图

在调度绞车拉动钢丝绳运转时，现场操作人员可以利用曲柄滑块排绳装置的推杆推动曲柄连杆，从而实现曲柄滑块排绳装置行走部分的滚轮能够在导轨上进行左右运动[5]，进而实现钢丝绳的左右运动，最终达到调度绞车顺利排绳的目标。曲柄滑块结构排绳装置的行走部分结构如图4所示。

图4 曲柄滑块排绳装置行走部分结构示意图

3.3 曲柄滑块结构排绳装置的使用规范

首先对调度绞车操作人员进行提前操作培训，熟悉掌握曲柄滑块结构排绳装置的主要结构和操作流程；加强现场调度绞车及其柄滑块结构排绳装置的设备维护；操作调度绞车及其柄滑块结构排绳装置之前应首先检查钢丝绳的排列状况，检查其是否存在乱缠、咬绳、扁绳等情况；在调度绞车运行当中，应该避免滚筒当中钢丝绳松圈过大、脱出滚筒等情况。

4 曲柄滑块结构排绳装置的现场应用

4.1 现场应用情况

神州煤业公司六釆区工作面调度绞车辅助运输当中应用曲柄滑块结构排绳装置，现场使用当中曲柄滑块结构排绳装置能够使得钢丝绳均匀缠绕在调度绞车滚筒上，在为期11个月的使用期间未出现乱缠、咬绳、卡绳等现象，现场使用效果良好，保障了调度绞车现场运输效率，并且曲柄滑块结构是独立于调度绞车的单独装置，可以批量生产曲柄滑块结构，从而被广泛应用于煤矿井下JD-25型矿用调度绞车的改造当中。