液壓絞車排繩裝置應(yīng)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(jié)構(gòu)以及應(yīng)用顯著分析基礎(chǔ)上，提出一種基于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的排繩裝置，并詳細(xì)對該排繩裝置的運(yùn)行原理、結(jié)構(gòu)組成以及現(xiàn)場應(yīng)用情況進(jìn)行闡述。排繩裝置現(xiàn)場應(yīng)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(shí)限，取得顯著應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：液壓絞車;鋼絲繩;排繩裝置;輔助運(yùn)輸

液壓絞車是煤礦井下輔助運(yùn)輸中常用機(jī)械設(shè)備，由于絞車運(yùn)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(yán)重時(shí)會導(dǎo)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(yùn)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(shí)問題[3-5]。部分學(xué)者將采用PLC控制排繩裝置運(yùn)行實(shí)現(xiàn)對液壓絞車鋼絲繩的精準(zhǔn)排布，現(xiàn)場應(yīng)用也取得顯著效果，但是該種方式也存在排繩結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適應(yīng)性不強(qiáng)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(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)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(yùn)輸中應(yīng)用效果。

1 液壓絞車使用情況分析

1.1 絞車結(jié)構(gòu)

由于煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜，在井下一般采用接力運(yùn)輸方式進(jìn)行材料、設(shè)備運(yùn)輸，因而在采區(qū)輔助運(yùn)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(jié)構(gòu)見圖1所示。

該絞車滾筒通過鑄鐵鍛造而成，主要作用時(shí)通過纏繞鋼絲繩給礦車提供動力。絞車滾筒兩側(cè)有兩組閘（工作閘、制動閘），電動機(jī)一側(cè)為制動閘實(shí)現(xiàn)滾筒緊急停車，工作閘用于控制滾筒運(yùn)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(jī)為防爆電機(jī)。

1.2 絞車使用現(xiàn)狀

在井下使用該絞車時(shí)由于鋼絲繩排布不規(guī)整，時(shí)常會出現(xiàn)鋼絲繩咬繩問題，同時(shí)在絞車下放鋼絲繩時(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)鋼絲繩在滾筒上規(guī)整排布。

2 排繩裝置運(yùn)行原理及結(jié)構(gòu)

文中提出的排繩裝置是通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鋼絲繩精準(zhǔn)排布，避免鋼絲繩與滾筒側(cè)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(shí)限。

2.1 排繩裝置運(yùn)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(gè)曲柄帶動滑塊移動從而實(shí)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(yùn)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(cè)、最里側(cè)兩個(gè)狀態(tài)）時(shí)的曲柄夾角θ（∠BAB′）=90°，兩側(cè)曲柄AB、AB′

左右對稱分布。設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)

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

絞車鋼絲繩在運(yùn)行過程中，現(xiàn)場作業(yè)人員通過控制曲柄滑塊結(jié)構(gòu)上推桿，從而帶動曲柄連桿運(yùn)動，使得行走機(jī)構(gòu)通過滾輪在導(dǎo)軌上往返運(yùn)動，帶動鋼絲繩左右運(yùn)動從而實(shí)現(xiàn)排繩。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況分析

3.1 現(xiàn)場應(yīng)用操作要求

在液壓絞車上使用排繩裝置時(shí)應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)守下述要求：①對液壓絞車操作司機(jī)上崗前進(jìn)行針對性培訓(xùn)，持證上崗;②按照操作規(guī)程要求對絞車、排繩裝置等進(jìn)行維護(hù)管理，維護(hù)、保養(yǎng)工作均應(yīng)在設(shè)備處于斷電裝置且保險(xiǎn)裝置啟動后進(jìn)行，避免設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)時(shí)出現(xiàn)安全事故;③液壓絞車開機(jī)運(yùn)行前對鋼絲繩排布情況進(jìn)行檢查，（下轉(zhuǎn)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(yīng)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(cè)邊或者是否出現(xiàn)纏繞絞車手把問題;⑤在收繩過程中應(yīng)時(shí)刻觀察排繩裝置運(yùn)行情況，曲柄、滑塊是否有運(yùn)行不順暢問題。

3.2 應(yīng)用實(shí)踐分析

將排繩裝置應(yīng)用到礦井采區(qū)調(diào)度絞車上，現(xiàn)場應(yīng)用后絞車鋼絲繩收繩時(shí)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(yīng)用后，該排繩裝置表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：①排繩裝置可實(shí)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(yīng)性強(qiáng)，在絞車直向、側(cè)向安裝時(shí)均可適用，同時(shí)采用的排繩裝置為獨(dú)立于液壓絞車的設(shè)備，現(xiàn)場應(yīng)用時(shí)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(jìn)行大范圍改造;③排繩裝置在現(xiàn)場作業(yè)時(shí)無需安排人員進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)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(dǎo)致運(yùn)輸跑車事故發(fā)生率，從而提升了液壓絞車現(xiàn)場應(yīng)用安全保證能力;⑤使用排繩裝置后鋼絲繩使用時(shí)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(fèi)用以及鋼絲繩后期更換的人工費(fèi)、維修費(fèi)用。

4 總結(jié)

①液壓絞車是煤礦井下最為常用的輔助運(yùn)輸設(shè)備，由于煤礦井下環(huán)境輔助、巷道起伏波動大以及材料、設(shè)備等運(yùn)輸距離長，導(dǎo)致絞車在使用過程中鋼絲繩時(shí)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(yùn)行帶來一定的影響;②文中提出一種基于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的液壓絞車鋼絲繩排繩裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、可有效解決絞車滾筒回收鋼絲繩時(shí)鋼絲繩排布不規(guī)則問題;③在礦井采區(qū)絞車中應(yīng)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(shí)間較未使用前提升2.5倍以上，取得顯著的應(yīng)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(xué)，安全管理專業(yè)，專科，助理工程師。