新型采煤機拖纜裝置結構分析

田曉偉

（山西汾西正文煤業有限責任公司， 山西 孝義 032302）

引言

采煤機的電纜設備是采煤機正常運行的所不可或缺的部分，電纜的質量及對電纜的保護措施直接關系著采煤機電纜電能的輸送效率和供電安全，在實際生產中經常出現采煤機的電纜發生斷裂的事故，導致采煤機無法正常的運行，經分析發現，電纜發生斷裂的原因除了電纜質量等自身原因外，其中最重要的原因就是采煤機在工作過程中不斷運動導致電纜在隨著采煤機往復運動發生折彎、疊加等，在反復折彎的過程中就造成了電纜的過度磨損，因此導致了頻繁出現斷纜的事故[1]。因此為了確保采煤機電纜在煤礦井下惡劣環境中的安全使用，研發出了煤礦電纜的拖纜裝置，以確保采煤機電纜在移動過程中的安全性，但目前井下使用的采煤機拖纜裝置存在著移動不方便、不同類型的電纜無法轉接等難題，極大地限制了其應用，而侯克邦[1]通過對這種拖纜裝置進行改造設計，提出了一種新型的采煤機拖纜裝置，滿足了煤礦電纜的保護需求。

1 電纜與采煤機的位置關系

當采煤機在井下巷道內進行采煤機時，無論其采用進刀、退刀還是在巷道內轉移，采煤機的電纜均會隨著采煤機的運動而移動，同時采煤機的電纜就會隨著采煤機的移動而在電纜槽內進行反復的運動，相互疊加，甚至當疊加到一定程度時會從電纜槽內脫出，這樣長期運行會對電纜造成嚴重的損害，加快電纜的磨損、使其疲勞壽命降低，造成采煤機的供電不穩定，影響采煤機的正常運行，如圖1所示，當采煤機在綜采面工作時，其電纜在電纜槽內多次疊加。

圖1 電纜在工作過程中多次疊加

由分析可知，若要避免采煤機電纜在隨采煤機運行過程中發生折彎，該采煤機的拖纜裝置，將使電纜在采煤機拖纜裝置的作用下，無論采煤機的電纜如何運轉，電纜只發生一次的折彎，從而有效地避免采煤機電纜的過度磨損。

2 新型拖纜裝置整體結構設計

該裝置上具有一個能夠隨采煤機運動的隨動結構，在隨動裝置上設置了一個滑動輪，為了確保在運行過程中的平穩性，這個滑動輪的直徑需要大于電纜夾的彎曲半徑，使電纜夾能夠環繞著滑動輪[2]，使下層的電纜夾均保持靜止的狀態，當采煤機運行時，隨動裝置隨著采煤機的運動而運動，帶動動滑輪開始隨著轉動，使上層的電纜夾隨著采煤機一起運行。在該結構中因為采用了滑動式的拖纜方式，能夠極大地減小電纜在彎曲段的阻力，能夠最大限度地避免電纜在隨采煤機運行過程中的磨損。

該新型拖纜裝置的整體結構如圖2所示，根據采煤機運轉的隨動部分設置了一個小車結構，在小車上裝有電纜的夾輪，在工作時電纜能夠圍繞著電纜夾彎曲，下層的電纜夾與系統電源相連接，在電纜槽的底部保持穩定狀態，上層的電纜夾與采煤機相連接，這部分電纜由小車帶動使其能夠跟隨采煤機一起運動，在運行時能夠通過電纜的夾輪來確保對電纜夾的收放。

圖2 新型拖纜裝置整體結構示意圖

由上頁圖2可知，拖纜小車是在拖纜裝置傳動鏈條的帶動下隨著采煤機的運動而在機頭和機尾之間做往復運動，當采煤機在執行上行采煤時，控制電機正轉，從而帶動傳動鏈條運動，使鏈條帶動拖纜小車向著機頭方向運行，控制電纜夾隨著采煤機的運行而在采煤機前方運轉。當采煤機執行下行采煤任務時電動機處于反轉工作狀態，使傳統鏈條帶動拖纜小車向著機尾的方向運動，這個時候拖纜夾是位于采煤機的后側，隨著采煤機的運動而運動。

3 新型拖纜裝置傳動系統設計

采煤機的電纜夾在運行中不能承受過大的拉力，因此為了確保其運行的可靠性，需要單獨設計拖纜裝置的傳動系統，確保拖纜小車在工作中能夠隨著采煤機往復運動而無需電纜夾的牽引[3]。

在設計拖纜裝置的傳動系統時，為了確保傳動裝置能夠在煤礦井下惡劣環境中工作時的可靠性，選擇了圓環鏈傳動鏈條驅動的傳動方式，在結構上，將鏈輪的軸布置成水平狀態，鏈條位于輸送機上電纜安放槽的底部，并在矩形的運行通道內隨著設備的運動而動作，這個矩形的運行通道是由兩個槽鋼組成的，在槽鋼的中間水平設置一塊鋼板，用于將矩形通道分為上、下兩個部分，其結構如圖3所示。

采用圓環鏈傳動結構的優點在于，傳動鏈條位于一個相對封閉的空間里，受巷道內復雜環境影響的程度較小，能確保拖纜裝置運行的可靠性和使用壽命，其機頭和機尾的安裝結構如圖4所示[4]。

圖3 圓環鏈傳動結構示意圖

圖4 圓環鏈傳動安裝結構示意圖

從圖4中可以看出，主動鏈輪是裝在刮板輸送機頭部電纜槽內，而從動鏈輪是安裝在刮板輸送機的機尾電纜槽內，傳動的鏈條繞過從動的鏈輪和主動的鏈輪形成了環形的鏈條傳動結構，鏈條繞過主動鏈輪和從動鏈輪，形成封閉的鏈條環，其中在傳動鏈條上有一個鏈環和拖纜小車相連接，從而實現帶動拖纜小車的運動。

4 結論

該新型采煤機拖纜裝置能夠跟隨采煤機進行往復運動，解決了采煤機電纜夾易卡死、拉斷的難題，極大地提高了煤礦生產機械化、自動化的水平。