低速自動(dòng)平板式卷繩車的研制與應(yīng)用

【摘要】文章通過在更換鋼絲繩過程中出現(xiàn)的問題，充分利用不用投資的煤礦現(xiàn)有設(shè)備，研制出簡(jiǎn)單實(shí)用的低速自動(dòng)平板式卷繩車，通過理論校核，滿足安全要求，應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程后，解決了鋼絲繩纏繞人工手動(dòng)纏繞的費(fèi)工費(fèi)力及存在安全隱患的問題。

【關(guān)鍵詞】鋼絲繩；卷繩車；自制

前言

在礦井提升中，根據(jù)用途不同有提升鋼絲繩（主繩），平衡鋼絲繩（尾繩），罐道鋼絲繩，防撞鋼絲繩，防墜器的制動(dòng)鋼絲繩和緩沖鋼絲繩等。而鋼絲繩在使用一定年限時(shí)會(huì)有腐蝕、磨損等減益狀態(tài)，因此必須根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的使用周期定期進(jìn)行更換。在更換過程中，各種鋼絲繩更換時(shí)都是拆舊上新同步進(jìn)行，而在上新繩吐舊繩時(shí)，都是使用人工方式，把廢舊的鋼絲繩手動(dòng)纏繞到卷筒上，這種方法不僅需要大量勞動(dòng)力、而且勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、而且存在較大的安全隱患。為了解決鋼絲繩纏繞費(fèi)工費(fèi)力的情況，同時(shí)節(jié)省大量人力，減少作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率和作業(yè)機(jī)械化程度，通過改造JZB-3型張緊絞車作為動(dòng)力源，來實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的自動(dòng)纏繞工作。

1、低速自動(dòng)平板式卷繩車的工作原理

在更換鋼絲繩時(shí)，將舊繩固定在安設(shè)于礦用平板車上的卷筒，在接通電源后，電動(dòng)機(jī)通過減速裝置帶動(dòng)卷筒纏繞鋼絲繩，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)纏繞。工作原理見圖1。圖中：

①卷筒：作用為纏繞鋼絲繩，可通過兩側(cè)的螺栓直接拆卸；

②為張緊絞車的渦輪式減速機(jī)；

③為張緊絞車的電機(jī)；

④為張緊絞車上的大齒輪；

⑤為軌道平板車；

⑥為轉(zhuǎn)動(dòng)軸；

⑦為卡卷筒裝置。

2、低速自動(dòng)平板式卷繩車的構(gòu)成

低速自動(dòng)平板式卷繩車主要由礦用隔爆型電磁起動(dòng)器、軌道平板車、JZB-3張緊絞車等部分組成。

控制開關(guān)：選用礦用隔爆型電磁起動(dòng)器作為控制開關(guān)。此設(shè)備有防爆合格證，具有防漏電、隔爆等性能，安全可靠，可用于井下。

軌道平板車底座：使用礦用平板車作底坐，方便升入井的運(yùn)輸。平板車上方使用12#工字鋼作為卷筒可安拆軸的支架，支架高度為1.1M。計(jì)算出電機(jī)小齒輪與大齒輪對(duì)接時(shí)的高度后，焊接托架支撐電機(jī)及減速機(jī)。

卷筒：為了便于卷筒的安拆，輸出軸終端一側(cè)使用螺栓將軸承盒固定在支架上，另一側(cè)使用對(duì)輪方法與大齒輪的軸相連接。卷筒兩側(cè)有可移動(dòng)式的卡卷筒裝置，這種裝置的內(nèi)側(cè)為圓錐形，方便不同固定不同中心圓口的大小的卷筒。

動(dòng)力源：使用JZB-3張緊絞車的電機(jī)及蝸輪蝸桿減速器作為動(dòng)力源。由于其減速比為1：50，電機(jī)為4級(jí)電機(jī)。直接使用會(huì)使轉(zhuǎn)速過快，存在過速危險(xiǎn)。為解決這個(gè)問題，使用張緊絞車上的大齒輪作為2級(jí)減速裝置，大齒輪與減速機(jī)輸出軸上的小齒輪的減速比為1：5.5，總減速比為1：275，減速后的卷筒轉(zhuǎn)速為11.5秒轉(zhuǎn)一圈，實(shí)現(xiàn)了安全低速運(yùn)行，從而保證了安全生產(chǎn)。

3、理論計(jì)算驗(yàn)證安全系數(shù)

4、低速自動(dòng)平板式卷繩車的實(shí)際應(yīng)用情況

以曉明礦為例，每年更換主井主箕斗提升繩2次副箕斗提升繩2次，每2年更換副井大小罐籠提升繩各1次，每2年更換井下架空乘人車1次。每次進(jìn)行更換鋼絲繩檢修項(xiàng)目時(shí)，都要用到繩車進(jìn)行纏繩。使用低速自動(dòng)平板式卷繩車后，既提高了工作效率，節(jié)省了人工費(fèi)用，減短了礦井提升繩更換的檢修時(shí)間，增加了煤礦產(chǎn)量，又保證了安全生產(chǎn)，取得了安全效益。

以更換副井主罐尾繩為例，前期需要將廠家打包過來的760M長(zhǎng)尾繩分成兩段，這就要將760米長(zhǎng)的尾繩分別纏繞到2個(gè)卷筒上，到井下后，在上新繩時(shí)還需要將舊的尾繩纏繞到卷筒上。一次檢修需要進(jìn)行4此纏繩動(dòng)作。在使用人工纏繩時(shí)，需要12人作業(yè)兩天的情況下才能完成。而在使用低速自動(dòng)平板式卷繩車后，僅僅需要4個(gè)人半天時(shí)間就可以完成使檢修效率提高了12倍。節(jié)日檢修節(jié)省人工費(fèi)：300×（12×2-4×0.5）=6600元。每年六次更換鋼絲繩節(jié)省人工費(fèi)約為3.96萬元。

在使用低速自動(dòng)平板式卷繩車后，完全避免了人工纏繞鋼絲繩時(shí)多人作業(yè)造成的人員誤傷，并且解決了使用木板卡繩輪時(shí)，出現(xiàn)木板折斷造成傷亡事故等。

結(jié)語

對(duì)于所有煤礦來說，更換舊鋼絲繩都是維持礦井正常生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)。使用低速自動(dòng)平板式卷繩車，既可以杜絕人身傷害事故的發(fā)生，又提高勞動(dòng)效率，具有顯著的安全與經(jīng)濟(jì)效益。

1王大志（1977—），男，機(jī)械工程師，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任鐵煤集團(tuán)安培中心綜合科科長(zhǎng)。