發布時間：2014-08-12所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：調度絞車包括機械設備和拖動控制系統，是聯系地下和地上的重要途徑。絞車在運輸過程中存在的問題，直接關系到礦山的生產效率和安全性，它的改善在一定程度上提高了煤炭的產量，降低了勞動成本;同時，也滿足了煤礦行業現代自動化的發展的需求。 關鍵詞
摘 要：調度絞車包括機械設備和拖動控制系統，是聯系地下和地上的重要途徑。絞車在運輸過程中存在的問題，直接關系到礦山的生產效率和安全性，它的改善在一定程度上提高了煤炭的產量，降低了勞動成本;同時，也滿足了煤礦行業現代自動化的發展的需求。
關鍵詞：調度絞車,自動排繩,設計
一、現狀
調度絞車是煤礦井下輔助運輸中的重要設備，廣泛應用與煤礦井下水平巷道、傾斜巷道提運材料、設備礦車組，以減輕工人的勞動強度、提高搬運效率。但由于受井下條件的限制，在安裝調度絞車時，絞車滾筒中心線往往與鋼絲繩軌道中心線不在一條垂線上。造成調度絞車在工作過程中普遍存在的一個問題就是：鋼絲繩在絞車滾筒上纏繞不均，排繩紊亂而導致滾筒出現亂繩、咬繩、壓繩等現象;尤其在工人操作不當的情況下，甚至造成鋼絲繩只集中纏在滾筒某一側的現象。這些現象的出現，容易使絞車鋼絲繩牽引礦車組車輛運行時出現震動、沖擊，鋼絲繩跳動，特別是在調度絞車下方車輛時，輕則發生行車不穩、掉道等，重則斷繩跑車、發生撞毀棚梁支護和人身事故等;同時，鋼絲繩容易引起塑性變形和繩表面的劃傷，既縮短了鋼絲繩的使用壽命，也易造成斷繩跑車事故。鋼絲繩長期擠壓會造成鋼絲繩壽命降低;收放繩障礙會造成絞車負荷過大而降低絞車的壽命。絞車每次完成任務后，鋼絲繩頭都處于自由狀態，由于自身彈性作用，會出現鋼絲繩松圈，產生亂繩現象。所以研究既能夠保護鋼絲繩，又能有效排繩的絞車排繩器成了焦點。
現在的絞車排繩器從傳動方式上分類主要有手動、機械傳動、氣壓傳動和液壓傳動、電動等多種結構形式，從結構上分類有一體的和分體的。分體的一般為借助絞車以外的動力來驅動排繩器，比如：手動、電動、液壓傳動和氣壓傳動。手動的排繩器耗費人力，錯誤率是四種方式中最高的，危險性也是最大的;氣壓傳動和液壓傳動的排繩器結構上基本一致，一般都采用分體結構，只是動力源不一樣，但是氣壓傳動是通過壓縮空氣來傳動，由于空氣壓縮比較大，所以傳動時速率不均勻;液壓輸出壓力相等的情況下液壓油缸體積更緊湊，傳動速率也比較均勻，但需要一個液壓泵站，費用較高。而一體式的則是通過絞車電機的動力來帶動排繩，一般情況下要對絞車進行大改造，采用多個齒輪進行傳動，最終達到排繩的目的，這種排繩器在加工過程中比較復雜，費用也相對較高。
二、調度絞車運輸存在的問題
調度絞車包括機械設備和拖動控制系統，是聯系地下和地上的重要途徑。絞車在運輸過程中存在的問題，直接關系到礦山的生產效率和安全性，它的改善在一定程度上提高了煤炭的產量，降低了勞動成本，也滿足了煤礦行業現代自動化的發展的需求。調度絞車在工作過程中往往存在各種各樣的問題，不僅會影響絞車正常工作，甚至嚴重的還會涉及到安全問題。
一是多數調度絞車不附帶排繩裝置，在加上絞車安裝無法對中，鋼絲繩跑偏，必然造成人工排繩，存在安全隱患。二是目前使用的排繩器大多以人力為源動力，工作簡單重復，易使操作者產生困乏，從而引發事故。三是由于排繩器單件利潤較小，且煤礦安全產品責任較大，一些廠家不愿涉足導致產品一直不能得以開發。因此，針對調度絞車排繩經常出現的問題，設計一種安全有效、便于安裝的排繩裝置是刻不容緩的。這樣不僅保證了正常工作的進行，也為機械行業自動化發展提出了可行性的方案設計。
三、 設計原則、關鍵技術及創新點
根據調度絞車在工作過程中普遍存在的問題本文提出了以下設計原則。一是無需添加動力源，新型設計沒有對人工的要求，所以不用添加動力源。二是便于安裝，對絞車改裝少且改裝不影響絞車安全性，操作簡單可行。三是結構簡單，尺寸小，相對便捷。四是排繩可靠、有效，實際運用中能夠提高工作效率。五是維修、更換方便等。為了滿足以上設計原則，筆者設計的調度絞車排繩裝置結合實際情況，利用排繩器導向技術和阻尼技術，以創新的設計理念和方法對自動排繩裝置進行合理的研究和分析。
四、設計方案及工作原理
(一)設計方案
調度絞車排繩裝置設計主要解決的問題有以下幾條：穩定且同步的動力源;滾筒纏放繩在無張力條件下，造成的排繩不緊;鋼絲繩入繩角太大，造成的排繩困難。針對調度絞車排繩裝置工作中出現的以上情況，筆者提出了合理的設計方案，具體方案如下所示。
第一，根據調度絞車傳動原理(見圖1)，動力源選擇調度絞車右制動輪端蓋內大行星齒輪外側軸(見圖2，序號5)。絞車左剎車閘松開時，右剎車閘剎住大內齒輪，大行星齒輪除作自轉外，還要作公轉，這樣的情況下帶動了大齒輪架旋轉，卷筒因與大齒輪架相聯結，也旋轉起來，即可進行調度，牽引之用。而大行星齒輪作公轉時外側軸旋轉。左剎車閘剎住卷筒時，右剎車閘松開，此時卷筒被剎住，大齒輪架因與卷筒相聯結，也不旋轉，大行星齒輪不作公轉，只有自轉;同時，帶動大內齒輪空轉，重物因卷筒靜止被停留在某一位置上，此時為停止狀態。這是由于大行星齒輪不作公轉，只有自轉，外側軸不旋轉。綜上所述可以看出，調度絞車右制動輪端蓋內大行星齒輪軸作為動力源可保證與絞車工作同步進行。
圖1 調度絞車傳動系統圖
圖2 大齒輪架示意圖
1.齒輪 2.齒輪 3.軸 4..軸 5. 大行星齒輪外側軸
第二，添加阻尼輪防止鋼絲繩無張力造成的排繩不緊而導致的亂繩。
第三，添加檢驗托輥，防止入繩角太大導致的無法排繩，排繩結構見圖3。
圖3 排繩裝置結構圖
1.鋼絲繩 2.阻尼輪 3.從動鏈輪 4.撥叉 5.雙向絲杠 6. 盒子 7.托輥 8.傳動鏈條 9.主動鏈輪 10.滾筒
(二)調度絞車的工作原理
調度絞車工作過程中兩阻尼輪夾緊鋼絲繩，并對剛絲繩施加阻力，使鋼絲繩拉緊。絞車運作時，大行星齒輪外側軸轉動，帶動改造后與其接在一起的延長軸轉動，從而使主動鏈輪轉動。通過鏈條將動力傳遞到從動鏈輪，帶動雙向絲杠轉動，盒子內撥叉在雙向絲杠線槽運動，帶動盒子以及與盒子相對位置固定的阻尼輪、托輥沿雙向絲杠往復運動，鋼絲繩在阻尼輪和托輥作用下完成在滾筒上的有序排列。
五、 設計技術與社會效益
(一)設計技術
1.可行性
此項方案對調度絞車的改動相對較小，只需加長大行星齒輪外側軸(可使用反向螺紋連接外側軸與加長軸)、改動端蓋便可以為裝置提供原動力;其它部件如雙向絲杠，鏈輪等加工難度相對較低，具有較好的可行性。
2.可靠性
該裝置所有部件均為常規機械元件，無電源，無防爆要求。零件更換方便。
(二)社會效益
本裝置加工難度較低，結構相對簡單，對調度絞車改裝小，對現有絞車安裝
方便可行，安裝后可以大大降低絞車工人的勞動強度，一方面對經濟效益有利;另一方面，對技術發展提供了可行方案。
六、結論
通過設計方案分析得出，提出了能夠滿足絞車自動排繩要求的新型設計方案，并且在生產實際中得到應用。調度絞車自動排繩裝置的研究是切實可行的，自動排繩設計合理運用到調度絞車的工作中。這樣的設計不僅可以降低勞動強度，減少成本，還能為煤礦行業的工作起到安全保障，對機械自動化方面也有重要的事件意義。
參考文獻：
[1]李衛紅.提高向塘西編組站運輸能力的探討[J].鐵道運輸與經濟,2009(3).
[2]劉鵬飛，陳建強，張健.新型絞車自動排繩設置的設計與應用[J]起重運輸機械，2013(6).
[3]周全玉.調度絞車在煤礦生產中的應用[J].煤礦安全，2001(5).
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