煤礦井下油脂存放車的研制

丁志強(qiáng)

(西山煤電(集團(tuán))公司 設(shè)計(jì)院，山西 太原 030053)

隨著煤礦井下采掘機(jī)械化程度的不斷提高，井下各采掘工作面所使用的采掘設(shè)備也向大功率、大機(jī)型轉(zhuǎn)變。采掘機(jī)械設(shè)備裝機(jī)功率的增大，對工作性能、控制調(diào)節(jié)方式以及自動(dòng)化程度要求越來越高?，F(xiàn)今液壓傳動(dòng)在采掘機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用也日益重要。由于采掘機(jī)械各機(jī)構(gòu)間的機(jī)械傳動(dòng)需要借助油脂進(jìn)行潤滑，同時(shí)各液壓元件之間液壓傳動(dòng)也需要液壓油來完成，于是各類機(jī)械潤滑油和液壓傳動(dòng)用的液壓油需要量也越來越大，因此，潤滑油和液壓油的井下補(bǔ)給供應(yīng)保管工作也越來越重要。目前，西山煤電股份公司西銘礦各采區(qū)主要采取在井下工作面附近開鑿硐室，作為井下工作面的臨時(shí)油脂庫存放油脂。開設(shè)油脂庫需要專門在工作面附近開鑿巷洞，花費(fèi)大量的人力和時(shí)間，相應(yīng)的成本投入較大，且此類巷洞的掘進(jìn)進(jìn)尺并不算作礦總掘進(jìn)進(jìn)尺考核，同時(shí)巷洞油脂庫與工作面的距離相對較遠(yuǎn)，工作人員提取油脂會(huì)耽誤不少時(shí)間，而且井下油脂庫存在較大的安全隱患。

1 油脂存放車設(shè)計(jì)

為解決這一難題，西山煤電股份公司西銘礦深入實(shí)地查看，廣泛調(diào)研，多次試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況，主要從三方面考慮:1)為減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，取用油脂方便快捷，且減少硐室掘進(jìn)費(fèi)用，在采掘工作面的軌道巷中設(shè)立移動(dòng)的油脂存放車輛，以便及時(shí)對采掘設(shè)備進(jìn)行油脂補(bǔ)充。2)根據(jù)井下油脂使用情況采用3 個(gè)容器盛放油脂。3)為使油脂存取更機(jī)械化、自動(dòng)化，該礦自行研制了風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)。

可移動(dòng)的油脂存放車由礦用平板車、3 個(gè)獨(dú)立密閉的容器、風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)和油壺存放箱組成(見圖1)。油脂車上設(shè)置的風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)可利用井下的壓縮風(fēng)源作為工作動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)抽油、注油機(jī)械化、自動(dòng)化。風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)使職工能及時(shí)方便地從油脂容器內(nèi)取得油脂，及時(shí)對采掘設(shè)備補(bǔ)充油脂，不但提高了開機(jī)率，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能節(jié)省開鑿巖洞的時(shí)間和投資。

圖1 可移動(dòng)油脂存放車示意圖

2 油脂存放車工作原理、使用過程及效果分析

該套油脂存放車是在第一代基礎(chǔ)上的改進(jìn)產(chǎn)品，主要是在油脂容器外壁加設(shè)油位表;注油口設(shè)置過濾器，改善油脂質(zhì)量;在油壺存放箱的上部，加設(shè)風(fēng)動(dòng)抽油裝置。加油時(shí)將抽油泵的吸油管插入油桶內(nèi)，排油管插入油脂容器內(nèi)，接通風(fēng)源即可快速的對容器進(jìn)行加注油工作，使取放油脂機(jī)械化、自動(dòng)化程度提高。

2.1 工作原理

在采掘工作面設(shè)立可移動(dòng)的油脂存放車，以便職工能及時(shí)方便地取得油脂，及時(shí)對采掘設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充。油脂存放車主要是在礦用平板車上設(shè)置3 個(gè)獨(dú)立密閉的容器，可分別存放乳化油、液壓油、抗磨油，每個(gè)容器的側(cè)面有油位顯示標(biāo)尺和注油口，容器的下方設(shè)置有油液排放口，需要油脂時(shí)，打開出油口閥門，容器內(nèi)的油脂即可流出。需要向容器內(nèi)加注油脂時(shí)，利用風(fēng)動(dòng)抽油器將油桶內(nèi)的油脂抽入容器內(nèi)。油脂車上還設(shè)置有油壺存放柜、手動(dòng)抽油器存放柜和該礦自行研制的風(fēng)動(dòng)抽油器，以方便存取油脂。

為提高取放油脂機(jī)械化、自動(dòng)化程度，采用井下壓縮風(fēng)源作為動(dòng)力，風(fēng)鉆帶動(dòng)齒輪泵旋轉(zhuǎn)取放油脂，方便快捷且安全高效。風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)(見圖2)由ZQS35/1.1S 型氣動(dòng)手持式鉆機(jī)、d16 mm 轉(zhuǎn)卡子、M212A×A 型齒輪泵和支架等組合而成。

圖2 風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖

ZQS35/1.1S 型氣動(dòng)手持式鉆機(jī)主要由齒輪發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)氣操作手柄、減速器、傳動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)等組成。煤礦地面壓風(fēng)機(jī)房向井下風(fēng)管中輸送的壓縮空氣通過高壓軟管接到ZQS35/1.1S 型氣動(dòng)手持式鉆機(jī)的進(jìn)氣操作手柄上，通過進(jìn)氣操作手柄的控制，驅(qū)動(dòng)齒輪式氣動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)減速后由驅(qū)動(dòng)軸輸出扭矩。該轉(zhuǎn)矩通過ZQS35/1.1S 型氣動(dòng)手持式鉆機(jī)的傳動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)上安裝的d16 mm 轉(zhuǎn)卡子傳遞給M212A ×A 型齒輪泵。齒輪泵內(nèi)的一對齒輪在該轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)，右側(cè)吸油腔的輪齒逐漸分離，工作空間的容積逐漸增大，形成部分真空，因此油箱或油桶中的油液在外界大氣壓力的作用下，經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔。吸入到齒間的油液在密封的空間中隨齒輪旋轉(zhuǎn)帶到左側(cè)壓油腔，因左側(cè)的輪齒逐漸嚙合，工作空間的容積逐漸減少，所以，齒間的油液被擠出，從壓油腔輸送到輸出管路中去。

2.2 性能與特點(diǎn)

1)可移動(dòng)的油脂存放車外形尺寸為3 000 mm×1 200 mm×1 500 mm，由礦用平板車、3 個(gè)獨(dú)立密閉的容器、風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)和油壺存放箱組成。

2)每一個(gè)容器由4.5 mm 厚的鋼板焊接成箱體，可容納200 kg 的油液，能滿足每班單次油液的需求量。

3)將每一個(gè)容器的頂部制作成用螺栓連接的可拆法蘭式蓋板結(jié)構(gòu)，拆除蓋板，工作人員可對容器內(nèi)部進(jìn)行清洗作業(yè)。

4)在每個(gè)容器前后壁的上部各設(shè)置1 處注油口，用2 英寸鋼管制成90°彎頭焊接在容器壁上，2 英寸鋼管的頂端加設(shè)過濾網(wǎng)裝置。

5)在每一個(gè)容器的前后壁上設(shè)置一處油位標(biāo)尺，標(biāo)尺長度600 mm，使容器內(nèi)的油液儲量能清楚的看清。

6)在每個(gè)容器的下部各設(shè)置前后2 處取油口，各安設(shè)25 球閥1 個(gè)，使油液能方便地從此處取出。

7)設(shè)置油壺存放箱1 個(gè)，該箱內(nèi)設(shè)有3 個(gè)隔層和左右2 個(gè)取壺口，同時(shí)可容納6 個(gè)油壺。

8)在油壺存放箱的上部加設(shè)風(fēng)動(dòng)抽油裝置。

2.3 試驗(yàn)過程

首先，在采掘工作面附近的有軌巷道內(nèi)選擇一處較為平坦的地段，將油脂存放車放置在該處的軌道上。注油時(shí)，擰下注油口過濾器的防塵帽，將風(fēng)動(dòng)抽油器的排油管塞入過濾器內(nèi)，將風(fēng)動(dòng)抽油器的吸油管塞入油桶內(nèi)，將高壓風(fēng)管插入風(fēng)動(dòng)抽油器的進(jìn)風(fēng)口。開啟風(fēng)動(dòng)抽油器的啟動(dòng)閥門，將油桶內(nèi)的油液吸入油脂容器內(nèi)。關(guān)閉風(fēng)動(dòng)抽油器的風(fēng)動(dòng)閥門，取下風(fēng)管、吸排油管，安上過濾器的防塵帽。取油時(shí)，打開容器底部支座門，拉出油管，打開管上閥門，容器內(nèi)油脂即可流出。

2.4 使用效果

該裝置在西銘礦48403 采煤工作面使用后反映方便實(shí)用，可以快捷取得油脂并及時(shí)對采掘設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充，不但可以提高開機(jī)率，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)能節(jié)省開鑿井下油脂存放巖洞的投入。該裝置適用于煤礦井下各采掘工作面，作為井下工作面的臨時(shí)油脂存放點(diǎn)，可有效解決井下工作面油脂的存放問題，不必再在井下設(shè)立專門的油脂洞室，可在各礦井采掘工作面推廣使用。

3 結(jié) 論

通過對采掘工作面油脂使用過程中存在的問題進(jìn)行探討，采用在采掘工作面設(shè)立可移動(dòng)的油脂存放車對采掘設(shè)備進(jìn)行油脂補(bǔ)充，根據(jù)油脂使用情況采用了3 個(gè)容器盛放油脂，并利用有風(fēng)動(dòng)抽油器將油桶內(nèi)的油脂抽入容器內(nèi)。經(jīng)在西銘礦使用，得出該套油脂存放車和風(fēng)動(dòng)抽油機(jī)方便快捷、安全可靠。該機(jī)具有安全防爆、體積小、重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)合理、維修方便等特點(diǎn)。該油脂車的應(yīng)用提高了煤礦井下設(shè)備油脂更換效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人的勞動(dòng)條件，同時(shí)使井下工作面大型采掘機(jī)械油脂加注實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化，值得在煤礦井下推廣使用。