液壓絞車排繩裝置應用研究

摘 要：為了避免液壓絞車在使用過程中由于鋼絲繩排布不規(guī)則帶來的問題，在對絞車結構以及應用顯著分析基礎上，提出一種基于曲柄滑塊機構的排繩裝置，并詳細對該排繩裝置的運行原理、結構組成以及現(xiàn)場應用情況進行闡述。排繩裝置現(xiàn)場應用后，有效解決了滾筒鋼絲繩排布不規(guī)整問題，并提升了鋼絲繩使用時限，取得顯著應用效果。

關鍵詞：液壓絞車;鋼絲繩;排繩裝置;輔助運輸

液壓絞車是煤礦井下輔助運輸中常用機械設備，由于絞車運輸距離長，鋼絲繩在放繩以及收繩過程中均會受到外界較大影響，嚴重時會導致鋼絲繩在液壓絞車滾筒上出現(xiàn)“死折”、“咬繩”等故障，給液壓絞車正常運行帶來不利影響[1-2]。如何確保鋼絲繩平穩(wěn)的滾筒上排布是液壓絞車在使用過程中需要解決的現(xiàn)實問題[3-5]。部分學者將采用PLC控制排繩裝置運行實現(xiàn)對液壓絞車鋼絲繩的精準排布，現(xiàn)場應用也取得顯著效果，但是該種方式也存在排繩結構復雜、適應性不強等問題[6-7]。文中就根據(jù)煤礦井下使用較為普遍的JD-25液壓絞車為研究對象，設計一種結構簡單的排繩裝置，有效解決了鋼絲繩排布雜亂問題，可在一定程度上提升液壓絞車在煤礦輔助運輸中應用效果。

1 液壓絞車使用情況分析

1.1 絞車結構

由于煤礦井下地質(zhì)條件復雜，在井下一般采用接力運輸方式進行材料、設備運輸，因而在采區(qū)輔助運輸巷內(nèi)布置有大量的小型液壓絞車，如礦井采用的JD-25型調(diào)度絞車結構見圖1所示。

該絞車滾筒通過鑄鐵鍛造而成，主要作用時通過纏繞鋼絲繩給礦車提供動力。絞車滾筒兩側有兩組閘（工作閘、制動閘），電動機一側為制動閘實現(xiàn)滾筒緊急停車，工作閘用于控制滾筒運行。液壓絞車通過螺栓固定到下部滾凝土支座上，配套采用的電動機為防爆電機。

1.2 絞車使用現(xiàn)狀

在井下使用該絞車時由于鋼絲繩排布不規(guī)整，時常會出現(xiàn)鋼絲繩咬繩問題，同時在絞車下放鋼絲繩時會出現(xiàn)鋼絲繩突然松動（即鋼絲繩放繩量突然增加）而給礦車正常運行帶來一定沖擊，甚至引起斷繩、跑車事故。為了避免上述情況發(fā)生，礦井通過采用鐵棍張緊鋼絲繩，在一定程度上降低了鋼絲繩排不不規(guī)則帶來的影響，但是未能將上述問題徹底解決。為此，礦井絞車急需一種絞車鋼絲繩排繩裝置，實現(xiàn)鋼絲繩在滾筒上規(guī)整排布。

2 排繩裝置運行原理及結構

文中提出的排繩裝置是通過曲柄滑塊機構實現(xiàn)鋼絲繩精準排布，避免鋼絲繩與滾筒側壁出現(xiàn)磨損或者滾筒上出現(xiàn)雜亂排布問題，從而提升液壓絞車以及鋼絲繩使用時限。

2.1 排繩裝置運行原理

液壓絞車在使用過程中，鋼絲繩滑塊中部孔內(nèi)穿過，通過兩個曲柄帶動滑塊移動從而實現(xiàn)鋼絲繩左右擺動，確保鋼絲繩在滾筒上規(guī)整排布。

井下使用的功率11.4kW液壓絞車滾筒寬度為400mm，

因而確定滑塊運行形成L=400mm，偏置曲柄最大偏心距e=165mm，滑塊極限行程位置（在最外側、最里側兩個狀態(tài)）時的曲柄夾角θ（∠BAB′）=90°，兩側曲柄AB、AB′

左右對稱分布。設定距離L1=70mm，則L2=470mm（L1+L）。

根據(jù)上述已知條件，采用作圖法即可即可確定曲柄規(guī)格尺寸，設定曲柄、連桿長度一致，則最終曲柄、連桿長度AB、BC均為285mm。

2.2 排繩裝置結構

具體提出的曲柄滑塊排繩裝置結構見圖2所示，其中最為重要的行走結構包括有曲柄滑塊結構、豎托輥、滾輪以及行走框架等。

絞車鋼絲繩在運行過程中，現(xiàn)場作業(yè)人員通過控制曲柄滑塊結構上推桿，從而帶動曲柄連桿運動，使得行走機構通過滾輪在導軌上往返運動，帶動鋼絲繩左右運動從而實現(xiàn)排繩。

3 現(xiàn)場應用情況分析

3.1 現(xiàn)場應用操作要求

在液壓絞車上使用排繩裝置時應嚴格準守下述要求：①對液壓絞車操作司機上崗前進行針對性培訓，持證上崗;②按照操作規(guī)程要求對絞車、排繩裝置等進行維護管理，維護、保養(yǎng)工作均應在設備處于斷電裝置且保險裝置啟動后進行，避免設備維護保養(yǎng)時出現(xiàn)安全事故;③液壓絞車開機運行前對鋼絲繩排布情況進行檢查，（下轉第143頁）（上接第141頁）觀測鋼絲繩排布是否整齊排布、鋼絲繩是否出現(xiàn)扁繩問題;④在下放鋼絲繩過程中應觀察滾筒上剩余鋼絲繩是否出現(xiàn)松動、鋼絲繩摩擦滾筒側邊或者是否出現(xiàn)纏繞絞車手把問題;⑤在收繩過程中應時刻觀察排繩裝置運行情況，曲柄、滑塊是否有運行不順暢問題。

3.2 應用實踐分析

將排繩裝置應用到礦井采區(qū)調(diào)度絞車上，現(xiàn)場應用后絞車鋼絲繩收繩時以往出現(xiàn)的咬繩、排布雜亂等問題得以有效解決。在現(xiàn)場應用后，該排繩裝置表現(xiàn)出以下特點：①排繩裝置可實現(xiàn)對絞車鋼絲繩在滾筒上規(guī)則排布;②該排繩裝置適應性強，在絞車直向、側向安裝時均可適用，同時采用的排繩裝置為獨立于液壓絞車的設備，現(xiàn)場應用時不需要緊將排繩裝置固定到液壓絞車上即可，無需對液壓絞車進行大范圍改造;③排繩裝置在現(xiàn)場作業(yè)時無需安排人員進行現(xiàn)場維護，設備結構簡單，故障發(fā)生率低;④通過使用排繩裝置有效降低了由于鋼絲繩斷裂導致運輸跑車事故發(fā)生率，從而提升了液壓絞車現(xiàn)場應用安全保證能力;⑤使用排繩裝置后鋼絲繩使用時限較使用前提升2.5倍以上，顯著降低了液壓絞車鋼絲繩材料費用以及鋼絲繩后期更換的人工費、維修費用。

4 總結

①液壓絞車是煤礦井下最為常用的輔助運輸設備，由于煤礦井下環(huán)境輔助、巷道起伏波動大以及材料、設備等運輸距離長，導致絞車在使用過程中鋼絲繩時長出現(xiàn)排布不規(guī)整問題，甚至出現(xiàn)鋼絲繩“死折”、“咬繩”問題，給液壓絞車正常運行帶來一定的影響;②文中提出一種基于曲柄滑塊機構的液壓絞車鋼絲繩排繩裝置，該裝置結構簡單、可有效解決絞車滾筒回收鋼絲繩時鋼絲繩排布不規(guī)則問題;③在礦井采區(qū)絞車中應用后，該排繩裝置解決了液壓絞車使用過程中鋼絲繩排布不規(guī)整問題，鋼絲繩使用時間較未使用前提升2.5倍以上，取得顯著的應用效果。

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作者簡介：

楊飛龍（1988- ），男，山西省朔州市右玉縣人，2011年07月畢業(yè)于山西煤炭職業(yè)聯(lián)合大學，安全管理專業(yè)，?？疲砉こ處?。