采煤機(jī)用防滑電纜夾板設(shè)計(jì)探討

王偉

摘 要：目前采煤機(jī)使用的電纜夾板對(duì)與角度稍大的工作面，容易出現(xiàn)堆疊下滑危險(xiǎn)。針對(duì)這一問題，本文設(shè)計(jì)了一種采煤機(jī)用防滑電纜夾板，采用了新穎的防滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝方案，滿足大坡面工作要求，確保了大坡度工作面的安全、高效生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī) 拖拽電纜 大坡度工作面 電纜夾板 防滑

0研究背景

煤礦井下采煤機(jī)后面拖拽的電纜、水管通常用夾板來進(jìn)行防護(hù)，當(dāng)采煤機(jī)在大坡面上工作回牽下行時(shí)，夾板會(huì)隨著電纜、水管發(fā)生堆疊、垮塌、下滑，影響采煤作業(yè)安全，目前還沒有有效的防滑方案。本文提出一種采煤機(jī)用防滑電纜夾板，能夠滿足采煤機(jī)大傾角坡面工作的防滑要求，使電纜受到完好的保護(hù)，保障煤礦生產(chǎn)安全性。

1研究目的

國內(nèi)不少煤礦就存在的大坡面電纜夾板防滑問題進(jìn)行技術(shù)探索，采取多種措施來預(yù)防控制采煤機(jī)電纜夾板的下滑危險(xiǎn)，比如派專人看護(hù)、利用膠帶增加摩擦、用鋼絲捆綁等，這些方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也很難有較好的效用。針對(duì)這一問題，采煤機(jī)防滑電纜夾板的研制迫在眉睫。

2研究方向

大坡面采煤機(jī)防滑電纜夾板的研究從電纜夾板的工藝、結(jié)構(gòu)與配套技術(shù)著手進(jìn)行深入，以增加電纜夾板下滑阻力為主要目標(biāo)，以電纜夾板本身和電纜夾板鋼槽為兩個(gè)針對(duì)點(diǎn)作為對(duì)象進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。重點(diǎn)通過在夾板本身上設(shè)計(jì)一些防滑機(jī)構(gòu)來有效防止夾板的整體沿鋼槽滑落。配合采煤機(jī)電纜防滑夾板的試驗(yàn)與應(yīng)用，在煤礦工作面進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)。

3主要技術(shù)指標(biāo)

采煤機(jī)防滑電纜夾板嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)MT/T117-2007《采煤機(jī)用電纜夾板》的規(guī)定，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定型，達(dá)到以下主要技術(shù)指標(biāo)。

1.采煤機(jī)防滑電纜夾板適應(yīng)工作傾角：≤ 45°；2.單節(jié)防滑電纜夾板外形尺寸：160mmX180mmX130mm（長x寬x高）；3.連接孔中心距：115mm；4.單節(jié)重量：小于等于1kg；5.防滑電纜夾板型式：H型電纜夾板；6.設(shè)計(jì)的防滑電纜夾板至少能保證一根電纜（Ф70mm）及一根水管（Ф46mm）的有效安放；7.設(shè)計(jì)防滑齒和防滑結(jié)構(gòu)，確保采煤機(jī)在大傾角（≤45°）工作時(shí)電纜及夾板不會(huì)滑落。8.鋼骨架嵌入夾板內(nèi)承載拖曳力，對(duì)電纜及水管進(jìn)行保護(hù)；9.相鄰電纜夾板易于連接，根據(jù)采煤機(jī)工作面需要可以任意延長，電纜夾板串聯(lián)后轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、折彎自如。

4設(shè)計(jì)研究方案

4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

如圖1所示，設(shè)計(jì)出一種采煤機(jī)用防滑電纜夾板，包括電纜夾板尼龍座架1主體，尼龍座架內(nèi)嵌入鋼鐵片2作為骨架，能夠有效強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，尼龍座架1的橫截面為工字形，尼龍座架1的上端為波浪齒面、下端為平板、一側(cè)為平行雙聯(lián)接板7、另一側(cè)為單聯(lián)接板8，尼龍座架1的下端平板內(nèi)開有永磁鐵片安裝槽3，永磁鐵片安裝槽3內(nèi)設(shè)有永磁鐵片6，磁鐵片6通過尼龍堵頭4、緊固螺釘5固定在永磁鐵片安裝槽3內(nèi)，使用時(shí)，可根據(jù)需要嵌入不同規(guī)格的永磁鐵片。平行雙聯(lián)接板7、單聯(lián)接板8上均開有螺栓連接孔9、10，

采煤機(jī)工作上行時(shí)，由于采煤機(jī)的上行牽引力，電纜夾板不會(huì)產(chǎn)生下滑現(xiàn)象。當(dāng)采煤機(jī)在大坡面下行時(shí)，電纜夾板鏈隨著電纜和水管回牽下行，會(huì)發(fā)生堆疊折返運(yùn)動(dòng)，由于受重力影響易發(fā)生下滑，此時(shí)通過尼龍座架1的下端平板內(nèi)安裝的永磁鐵片6，能使電纜夾板整體吸附在電纜夾板鋼槽上，增加了下滑阻力進(jìn)行止滑。對(duì)于形成電纜夾鏈堆疊第二層，極易形成第二層電纜夾的下滑及一、二層電纜夾連帶出槽的危險(xiǎn)，通過連接板1的上端增加防滑波浪齒面，提高防滑性，有效增加第二層的下滑阻力。當(dāng)采煤機(jī)再次剛上行時(shí)將會(huì)形成三層電纜夾疊加的折返運(yùn)動(dòng)，此時(shí)第一層和第二層均已由所設(shè)計(jì)的防滑機(jī)構(gòu)和防滑齒電纜夾實(shí)現(xiàn)止滑，而第三層電纜夾受上行牽引力作用，不會(huì)再產(chǎn)生下滑與出槽的危險(xiǎn)；直至采煤機(jī)越過電纜夾折返特定點(diǎn)，電纜夾板回歸至單層上行運(yùn)動(dòng)。

4.2計(jì)算分析

對(duì)于不同角度工作面上電纜夾板鏈的受力進(jìn)行分析計(jì)算。通過計(jì)算確定夾板在不同角度下所需要的摩擦力，當(dāng)采煤工作面的傾角不同時(shí)，計(jì)算所需最小摩擦力，確定安裝嵌有磁鐵片電纜夾板的個(gè)數(shù)及間隔。根據(jù)公式sinα*G=0.5*μ*（cosα*G+F），（G-電纜夾鏈總重，α-工作面坡度，F(xiàn)嵌入磁鐵片與槽鋼的磁力，μ-摩擦系數(shù)取0.4，0.5-安全系數(shù)），可以根據(jù)不同坡度的工作面，選擇合理嵌入磁鐵片電纜夾分布連接方案，工作面角度越大，嵌入磁鐵片電纜夾板分布約緊密。具體也可根據(jù)實(shí)際情況作出適當(dāng)調(diào)整。

4.3工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)

防滑電纜夾板研制成功后進(jìn)一步進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)分析，選址在大屯能源股份有限公司龍東礦7163工作面進(jìn)行為期四個(gè)多月的工業(yè)試驗(yàn)。根據(jù)工作面情況，工作面長度按178 米，傾角坡度按32°計(jì)算，采用從工作面中間向兩邊開采的方式進(jìn)行，安裝夾板長度為89米，需要774個(gè)電纜夾板，根據(jù)圖2分析，結(jié)合根據(jù)公式sinα*G=0.5*μ*（cosα*G+F），確定選取帶有嵌入式磁鐵片電纜夾板288個(gè)平均分布在774個(gè)電纜夾板中。

經(jīng)過試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，電纜夾板防滑效果明顯，夾板表面及防滑齒無明顯磨損，拆換方便，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)和使用要求，性能質(zhì)量可靠，達(dá)到了預(yù)期效果，得到現(xiàn)場(chǎng)工作人員的一致

好評(píng)。

5 結(jié)論

針對(duì)采煤機(jī)在大坡面工作時(shí)電纜和水管容易出現(xiàn)堆疊下滑問題，本文設(shè)計(jì)了一種采煤機(jī)用電纜防滑夾板，采用了新穎的防滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝方案，滿足大坡面工作要求，確保了大坡度工作面的安全、高效生產(chǎn)，在各大煤礦有著迫切的需求。

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