钢丝绳牵引电动翻车机的研究与应用.pdf

第 2 7卷第 l 2期 2 O O 6年 J 2 月 煤矿机械 C o a l Mi n e Ma c h i n e r y Vo 1 ． 2 7 No ． 1 2 De ．C ．2 00 6 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 6 1 2 ． 0 1 4 8 ． 0 3 钢丝绳牵引电动翻车机的研究与应用 富兴辉’ ．薛秀琴 1 ， 内蒙古大雁矿业集团 安监局，内蒙古 呼伦贝尔 0 2 1 1 2 2 ；2 ． 内蒙古大雁矿业集团 露天矿 ，内蒙古 呼伦贝尔 021 1 2 2 摘要钢丝绳电动牵引翻车机的研制成功与应用， 彻底解决人力翻车滚笼和 电动机齿轮齿 圈传动的翻车滚笼 。 安全性能差、 机械检修维护难度 大等问题 ， 取得 了较好的经济效益和社会效益。 关键词翻车机研制 ；计算；经济效益；社会效益 中图号T D 5 3 8 文献标 志码B S t u d y a n d Ap p l y o f S t e e l W i r e ’Dr a wi n g E l e c t r i c T i p p e r GON G y d n gh n i I XUE xi uq 1 ． S a f e t y C o n t r o l B u r e a u o f D a y a n Mi n e G r o u p i n N e i m o n g g o 1 ． H u l u n b e i e r 0 2 1 1 2 2 。 C h i n a ； 2 ． I n s t i t u t e o f A r r a n g e m e n t o f O p c n Mi n e i n D a y a n M i n e G rou p i n N e i m o n g o l 。 H u h n b e i e r 021 1 2 2 - C h i n a } Ab s t r a c t T h e r e i s a s y s t e m a b o u t t h e e l e c t ri c t i p p e r ．B u t t h e e q u i p me n t o f t h e e l e c t ri c t i p p e r h a s l e s s s a f e t y 。 a n d i t i 8 d i f f i c u l t t o c h e c k a n d r e p a i r ．S o i t c a n’ t me e t the n e e d o f t h e s a f e p r o d u c t i o n．Th e s t u d y a n d a p p l y 0 f t h e s t e e l w i re’d r a win g t h e e l e c t ri c t i p p e r c a ll c o m p l e t e l y s o l v e the p r o b l e m．Me anw h i l e ．i t h a s g a i n e d t h e e c o n o mi c b e n e fi t and s o c i a l b e n e fi t ． Ke y w o r d s s t u d y o f e l e c t r i c t i p pe r ；c a l c u l a t e ；e c o n o mi c b e n e f i t ；s o e i al b e n e fi t l1 用途及 工作 原理 钢丝绳牵引翻车机是为井下煤巷掘进过程中的 出煤 。 由矿车翻到煤仓 内从而实现矿车与带式输送 机运输方式转换的一种设备。 钢丝绳牵引翻车机是利用 J H 25型回柱绞车 通过钢丝绳牵引带动滚笼翻转来实现翻车的一种设 备 。 利用 2根 l 1号工字钢穿在巷道两侧形成 简支 梁。在工字钢上将绞车固定， 利用绞车带动钢丝绳， 通过钢丝绳带动滚笼进行翻转从而实现 翻车的 目 的。当煤车推入滚笼后， 按控制开关的向前按钮， 起 电源侧与负荷侧可靠地联系起来， 将负荷侧漏电情况 准确地传递给磁力起动器， 使磁力起动器的诵电闭锁 线路有效地检测到软启动器负荷侧的漏电情况。 1 o 软启动器采用主从控制方式 国内煤矿 目 前所使用的带式输送机大多数为多电机多点驱动方 式。过去， 井下采用直接启动方式控制时 ， 为了避开 启动电流， 都使用延时顺序启动的办法， 使几台驱动 电机分时启动。 由于软启动器对启动电流进行了有效地控制， 因此， 启动时允许几 台软启 动器 同时启 动。为了使 几台电机负载平衡， 软启动器采用主从控制方式， 即 定义其中一台软启动器 为主机 ， 其余 为从机， 软 启动器的速度和加速度控制 由主机完成 。 从机跟踪 主机的状态 ， 并达到平衡电流的 目的。 在实际运用中， 多点驱动的带式输送机， 2 个驱 动点之间的距离有可能达到 I k m左右。为了保证 电流平衡控制信号可靠地传输 ， 采用可靠 的 V ／ F和 F I V转换技术， 有效地抑制了干扰信号， 并避免了长 距离传输中的信号衰减问题 。 5 结构特点 I 交流软启动器的总体结构布局紧凑、 维护 方便 、 兼顾外观 、 自重合理 。 1 48 2 防爆形式隔爆兼本质安全型。 3 电压等级A C I 1 4 0 ／ 6 6 0 V。 ． 4 门盖结构螺栓紧固结构， 门盏上设有观察 窗 。 6 试验情况 1 装置按技术条件的有关规定做完全部型式 试验 。 并取得了相应的试验报告及防爆合格证 ． 各项 试验全部合格。 2 装置在兖州矿业 集团 公司济宁二号井 4 3 0 2输送带巷 ， 调试完毕 ， 并 投入试验运行。运行 期 间软启动器功能灵活、 保 护齐全 、 运行可靠 、 维护 方便、 技术指标均达到设计要求， 并得到用户好评。 参考文献 【 I ] 左冀虎， 段少林 ． 智能式软起动器的应用研究【 j 3 ． 2 o o 4 C 5 一 2 6 ． [ 2 ] 卢凯， 孙国凯。 张广军． 等． 软起动器的开发与设计[ J ] ． 沈阳农业 大学学报 。 2 0 0 5 2 z 2 52 7 ． 【 3 ] 张世全． 软启动器的原理及应用[ J ] ． 机电技术。 2 0 0 4 2 1 1 1 5 ． [ 4 ] 黄俊， 王兆安 ． 电力电子变流技术[ M ] ． 北京 机械工业出版社。 l 9 9 9 ． 作者简介 孙建领 1 9 6 6一 ， 江苏 丰县人 ， 高级工 程师 ， 曾在究 矿集 团工作 ， 2 0 0 4年调入南京化工职业技术学院 自动控制系 ． 收稿 日期 2 0 0 6 o 9 ． 0 8 维普资讯 箜 鲞笪． 塑一． 塑丝绳至呈 皇 主 的研究与应用～宫兴辉， 等 V o 1 ． 2 7 N 。 ． 1 2 动绞车带动滚笼向前 翻转 1 8 0 。 ， 使煤翻入煤仓。然 后按控制开关的向后按钮， 起动绞车带动滚笼向后 翻转 1 8 0 。 ， 此时 自动控制装置将 自动切断开关的控 制电源 ， 实现自动停止。推出矿车进行下一个循环 的翻车。 电气控制原理 图略 本翻车机动力装置采用 J H一5型回柱绞车。动力主干线电压为 6 6 0 V， 控制 回路电压为 3 6 v 。 主回路 正转时， 6 6 o V电源一隔离开关 K 一交流 接触器主触头 K M1 ． 1 一电动机。反转时， 6 6 o V电源一 隔离开关 K 一交流接触器主触头 K M 2 ． 1 一电动机。 控制 回路 正转起动时 ， 变压器 B 一 停止按钮 T A 1 一电动机综合保 护器 3 、 4 一 交流接触器 K M1 一 交流接触器长闭点 K M 2 ． 21 一防爆 三联按钮的 起动按钮 一4 一变 压器 B 。K M1 得 电吸合 ， K M1 ． 1 常 开 点 闭 合 ， 电 动 机 正 转 起 动。同 时 ， 常 开 点 K M1 ． 3 、 K M1 ． 4闭合 ， K M1 ． 4闭合时， 时间继电器 S T 1 得电开始预动作。S T 1 ． 1 、 s ． 1 、 P S 1 均为常闭点串 2 自保线， 主接触器 K M1自保 ， 电动机正常运转。 当翻车机翻转 1 8 0 。 时 ， 时问继电器 S T 1 达到规 定时间开始动作 ， 常闭点 S T 1 ． 1 动作 ， 断 2 自保线， 主接触器 K M1 失电， 常开点 K M1 ． 1 断开， 电动机停 止运 转 。 反转起动时， 变压器 B 一停止按钮 T A 1 一 电动 机综合保护器 3 、 4 一交流接触器 K M 2 一交流接触器 长闭点 K M1 ． 23 一 防爆三联按钮的起动按钮 一 4 一 变压器 B 。K M 2得 电吸合 ， K M 2 ． 1常开点 闭 合 ， 电动机反转起动。同时 ， 常开点 K M 2 ． 3 、 K M2 ． 4 闭合 ， K M2 ． 4闭合时， 时间继电器 s 得电开始预动 作。S T 1 ． 1 、 s ． 1 、 P S 1均为常 闭点 串 2 自保线， 主 接触器 K M 2自保 ， 电动机正常运转。 当翻车机翻转 1 8 0 。 时， 时间继 电器 s 达到规 定时间开始动作， 常闭点 s ． 1 动作， 断 2 自保线， 主接触器 K M 2失电， 常开点 K M 2 ． 1 断开， 电动机停 止运 转 。 P S l 为过卷保护触头 ， 在特殊情况下 ， 当翻车机 翻转超过 1 8 0 o 时， 过卷保护触头 P S 1 将碰到翻车机 的边缘并动作 ， 断 2 自保线， 主接触器失电， 使翻车 机运转不能超过规定位置。 由于翻车机正反向运转时 。 所需时间不同， 故采 用 2个时间继电器 S T 1 、 s T 2 。同时， 本控制回路有 2 套电气闭锁 ， 防止翻车机正反转同时运行， 大大提高 了翻车机的安全性 。 2主要技术参数 翻车滚笼 直径／ m 重 量／ k g 回柱绞车 电机功率／ k W 2 5 0 0 7． 5 转速／ m m i n 滚筒直径／ m m 重量／ k g 牵引力， N 3翻车机的选型设计计算 3 ． 1 电动绞车的选择 9． 9 2 8 6 7l 1 ． 3 5 0 0 0 0 由于绞车带动滚笼翻转时 ， 初始力为滚笼与底 部轮对之间的滚动摩擦力 ， 其数值很小。当绞车钢 丝绳运行到锁定点 E点时 图略 ， 为钢丝绳最大张 力点， 此时矿车中的煤 已经全部翻入煤仓。其值为 矿车、 翻笼的重量之和 ， 即 P PI P271 85 0 0 1 21 8 k g 式 中P ． 矿车的自重 ， P 。 7 1 8 k g ； P 翻车机 自重 ， P 2 5 0 0 k g 。 则钢丝绳最大张力 F P1 2 1 8 0 N 。 根据大雁集团露天矿现有设备条件选择 J H 2 5型回柱绞车， 其牵引力为 5 0 o o 0 N大于 1 2 1 8 0 N ， 满足要求。 3 ． 2钢丝 绳的选择 m。 ≥F ／ [ 1 1 X ／ m ] 1 2 1 8 ／ [ 1 1 X 1 5 5 0 ／ 6 ． 5 ] 0 ， 4 6 k g ／ m 式中 ／ m 钢 丝绳 公 称 抗 拉强 度 ／ m 1 5 5 0 X 1 0 ／ 6． 5； m。 钢丝绳安全系数 ， m。 6 ． 5 。 查钢丝绳规格表选用 6 X 1 91 2 ． 51 5 5 0型钢 丝绳。 其主要技术参数 d1 2 ． 5 m m， m 。 0 ． 5 4 k g ／ m， Q 8 8 7 0 k g 。 效验钢丝绳安全系数 m 。 Q ／ F8 8 7 0 ／ 1 2 1 8 7 ． 2 6 ． 5 符合 煤矿安全规程 规定， 满足要求。 3 ． 3定滑轮轴断面直径的计算 合力F √F 。 F 2 。 2 4 3 5 0 N FI1 21 8 s i n 4 5 。 1 21 8 s i n 4 5。1 7 2 2 0 N F21 21 8e o 5 。1 2 1 8 c o s 4 5 。 1 7 2 2 0 N Q 2 3 5钢的许用应力为 1 4 0 M P a 。 1 计算轴最大弯矩 g ；F 1 ／ 4 LL 1 g 1 7 8 5 3 1 N m 2 设计轮轴断面 根据强度条件 ／ ≤【 其中 z ． 0 ． 1 D， 所以 w m ， 0． 1 D≤ 1 4 0 MP a D≥√肘 m ,, ／ o ． 1 X 1 4 0 2 3 ． 3 6咖 取 D3 0 mm。 3 。 4翻车量 的校 验 1 4 9 维普资讯 第 2 7卷第 l 2 期 2 O 0 6年 l 2月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e V0 】 ． 2 1 N o． 1 2 D e c ．20 06 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 【 2 0 0 6 1 2 0 1 5 0 - 0 3 泥浆泵叶轮韵研制 周 国新 常州轻工职业技术学院，江苏 常州 2 1 3 1 64 摘要基于流体力学理论 。 介绍了某泥浆泵叶轮水力设计基本参数的选取和计算方法。为 便 于数控加工， 在 S o l i d Wo r k s 实体造型软件 中实现叶轮的三维实体造型设计， 绘 出泥浆泵叶轮 图和 输 出工程 图。 一 关键词 叶轮；水力设计 ；实体造型 中图号 T H 3 l 文献标志码 A Re s e a r c h a n d M a n u f a c t u r e o f I mp e l l e r o f S l u r r y Pu mp Z HOU Gu ox i n { C h a n g z h o u I n s t it u t e o f L i g h t I n d u s t r y T e c h n o l o g y 。 C h a n g z h o u 2 1 3 1 6 4 C h i n a Ab s t r a c t B a s e d o n t h e t h e o r y o f fl u i d s m e c h a n i c s ，b a s i c p a r a me t e r s s e l e c t i o n s a n d c a l c u l a t i o n s i n h y d r a u l i c d e s i g n o f a n i mp e l l e r i n t h e s l u r r y p u mp a r e i n t r o d u c e d．T o f a c i l i t a t e C NC m a c h i n i n g ，S o l i d Wo r k s i s u s e d t o v i s u a l i z e t h e o u t p u t o f t h e r e s u l t o f t h e e n g i n e e r i n g p r o c e s s e s ．a 3一D s o l i d mo d e l i n g i s a c h i e v e d。 a n d a n e n s i - n e e r i n g d r a wi n g i s d r a w n． Ke y wor d s i mp e l l e r ；h y d r a u l i c d e s i g n，s o l i d mo d e l i n g 0前言 泥浆泵是绞吸式挖 泥船的核心设备 ， 叶轮是泥 浆泵的核心部件 。 它直接影 响到泥浆泵的水力性能 及运行稳定性。泥浆泵内固液两相流动复杂，影响 j H 2 5型回柱绞车的速度为 9 ． 9 m ／ m i n ， 翻车滚 笼的直径为 2 m， 推车、 倒车的速度为每车 3 m i n ， 则 每班的翻车量 p8 3 6 0 0 1 [ 3 6 ． 2 6 ／ 9 ． 9 6 0 ] 1 3 2车 结合一矿 的实际情况， 每班掘进出煤的最大出 煤数量为 1 0 0车。每小班可翻车 1 3 2车， 大于每班 最大出煤量 1 0 0 车。 能够满足生产的需要。 4 社 会效 益与经 济效 益 4． 1社会 效 益 1 增加安全系数 ； 2 提高了工作效率， 降低了工人劳动强度； 3 新研制 的翻车滚笼与二矿排矸 队电动滚笼 相比有以下优点 ①投资少； ⑦结构简单 ， 操作方法 简单 ， 便于检修 、 维护。 4． 2经济效 益 1 减少人员工资投入。 2 因其传动系统为顶置式安装 ， 与其他翻车机 比较具有维护费用低 。 3 投资少。 按上述因素计算； 年节约资金 2 4 0 0 0 2 8 0 0 0 5 2 0 0 0 元 ； 第 1年节约资金 5 2 0 0 0 1 0 0 0 0 4 2 0 0 0 元 ； 以后每年仅翻车 1 项为我矿节约资金5 2 0 0 0 元。 5 钢 丝绳 牵引 电动翻 车机特 点 1 动力装置顶置式安装； l 5 O 2 安全性能有所提高 ； 3 自动定位停机。 6 钢丝绳牵引电动翻车机的应用 一 矿在西六西翼 2 8 层上 、 下顺槽进行开拉 门 施工时。 充分体现 了该电动翻车机的应用效果 ； 一矿 掘进队 1 0 2段 、 1 0 3段于 2 0 0 4年 4月同时进入西六 西翼 2 8 层上、 下顺槽进行开 拉门施工。2个段 掘 进进尺每小班平均 6 In ， 出煤量在 1 0 01 1 0车。过 去使用人力翻车机时， 需要 4 6人操作每小班的翻 车量仅在 7 0车左右。并且当 2个段 同时炮掘矿车 出煤时， 几乎每个小班因翻车不及时而出现矿车短 缺影响掘进生产。当钢丝绳牵引电动翻车机研制成 功并投入使 用后 ， 仅需 2人 操作 ， 就 可满足生产需 要， 翻车量晟高达到 I i 0车 注 此时需增加 1人协 助推车 ， 并且 ， 安全无误地完成翻车任务 ， 为掘进工 作面的正常生产提供了有力保证。 参考文献 [ I ] 电 气安全[ M ] ． 北京 中国劳动出版社， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 杨宗豹． 电机拖动基础[ M ] ． 北京 冶金工业出版社． 1 9 8 7 ． [ 3 ] 李札， 王宝军。 等． 矿山机电管理工程[ M ] ． 北京 煤炭工业出版 社 ， 1 9 8 7 ． 作者简介 宫 兴辉 1 9 6 7一 ， 辽宁庄河人 ， 机 电工程师 ， 1 9 9 1 年 毕业于黑龙江省鸡西工学院电气 自动化专业， 2 0 0 5 年毕业于长春工 业大学采矿工程矿山机电专业 。 现任 内蒙古 自治区呼伦 贝尔市大雁 矿业集团公 司安监局综合处处长 。 T e h0 4 7 08 6 4 3 9 9 3 ． 收稿 日期 2 0 0 6 ． 0 8 ． O 1 维普资讯