煤仓新型自动疏松机的设计.pdf

第 3 1卷第 O 6期 2 0 1 0年0 6月 煤 矿 机 械 Co a l Mi ne Ma c hi n e r y V0 1 ． 3 1 No ． O 6 J un ．2 01 0 煤仓新型自动疏松机的设计 郑兵 。 ，贺 茂 盛 2 ，肖兴 明 ，王前 ，罗建 中 1 ． 中国矿业大学 机电工程学院 ． 江苏 徐卅 I 2 2 1 0 0 8 ； 2 ． 神华神东煤炭集 团 寸草塔二矿 ，内蒙古 鄂尔多斯 0 1 7 2 0 0 摘 要 煤仓是煤炭生产系统和火力发电系统中主要的装储环节 ，而煤仓却经常发生堵塞的 事故． 如何保证煤仓顺利运转 已经成为各洗煤厂的重要课题。基于洗煤厂煤仓 ， 设计了一种解决蓬 煤 的新 型疏松 机 。 关键词 煤仓；清堵；刮板机构； P r o ／ E 中图分 类号 T D3 5 5 文 献标 志码 A文章 编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 1 0 0 60 0 1 10 3 Ne w M a c h i n e t o Re s o l v e Co a 1 ．- - c l o g g i n g Z HE N G B i n g ， HE Ma o - s h e n g ， X I A O X i n g - mi n g ， WA NG Q i a n ， L U O J i a n z h o n g 1 ． S c h o o l o f Me c h a t r o n i c E n g i n e e r i n g o f C h i n a U n i v e r s i t y o f M i n i n g a n d T e c h n o l o g y ， X u z h o u 2 2 1 0 0 8 ， C h i n a ； 2 ． T h e S e c o n d Mi n e o f C u n c a o t a o f S h e n h u a G r o u p C o r p o r a t i o n L i m i t e d ， O r d o s 0 1 7 2 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t Co a l b un k e r i s a ma i n s t o r a g e d e v i c e i n t he p r o d u c t i o n s y s t e m o f c o a l a nd t h e r ma l p o we r p l a n t ．B u t t h e c o a l b u n k e r b l o c k i n g f r e q u e n t l y ，S O h o w t o e n s u r e t h e c o a l b u n k e r w o r k i n g s mo o t h l y h a s b e c o m e a n i m p o r t a n t s u b j e c t i n t h e f a c t o r i e s ． I t o f f e r s a n e w d e s i g n s c h e m e t o r e s o l v e t h e c o a l c l o g g i n g b a s e d o n t h e c o a l b u n k e r o f c o a l wa s h e r y ． Ke y wor d sc o a l b u nk e r ；c l e a n b l o c k a g e ；s c r a p e r me c h a ni s m；Pr o ／ E 0 前言 作情况也大大减少了本机构的寿命和可实用性 。据 煤仓 是煤 炭 生产 系统 和 火 力 发 电系 统 中 主 要 此 设计 新 型 的刮板机 构 以解 决此 问题 。 的装 储 环 节 ． 它 在保 证 煤 炭 产 品 质 量 ． 调 剂 产 运 不 1 煤 仓 内部煤 的应 力分析 平衡状态及保 障生产持续 、 稳定等方面起着重要作 洗煤厂煤仓 内部储存 的煤大都是块状或者粒 用。目前火力发电厂和洗煤厂等因煤仓堵煤而影响 状 的． 所以可以近似看成粉体物料 ， 根据松散物料 运行的现象十分普遍 ， 这主要是由煤仓 的结构和煤 力学 的知识对煤仓 内部煤的应力进行研究。 质 所决定 的。 1 ． 1 松散 物料 力学基 础知 识 针对煤仓堵煤 的问题 ， 已有一些相关设备以解 由相关知识知 ，松散物料有 2种应力状态 ① 决此类问题， 常用的方法 主动应力状态； ②被动应力状态。物料储存在容器 1 采用空气炮 即在容易蓬煤 的位置装设压 中 ，所受水平压力与垂直压力之 比为侧压力系数。 缩空气喷吹装置 ， 利用储存压缩空气能量的突然 释 在主动压力状态下侧压力系数为 m．在被动压力状 放 ， 消除蓬煤 。事实证 明 ， 该装置对松散蓬煤有效 态下侧压力系数为 1 侧压力系数 果 ， 对结 实 蓬 煤 ． 则 往 往 把 蓬 煤 吹 成 “ 鼠洞 ” 而 不 能 破拱 ． 不能有效解决蓬煤。空气炮较适用于干粉物 料 。 2 采 用振 动 器振 动 器是 利 用 机 械 振 动装 置 产 生 的强 大 的振 动力 ． 以振 碎粘 附在 煤 仓 壁 上 的结 块 的煤 ． 从 而 让煤 仓 疏 通 。此 类 方法 的缺 点 是对 煤 仓材 料破 坏较 严重 3 煤仓 自动疏松机疏松机械 由若干与原煤 斗 内壁截 面相 适应 的刮 板和 液压 系统 组 成 。当原煤 斗 蓬 煤 时 ．使 疏 松 机 械 沿 内 壁 上 下 运 动 ．将 蓬 煤 “ 犁” 通 现有 疏 松装 置刮 板作 用 面 积较 小 同 时液 压缸位于煤仓 内部 ． 工作环境恶劣 ． 为此还需要 隔 离密 封 针对煤仓堵煤事故 ．据现场使用情况得知 ， 刮 板式 疏松 机具有 较 好 的综 合 效果 。但是 安装 方式 的 不便限制 了刮板机构的大小 ． 同时液压缸 恶劣 的工 m 掣 1 1 s i n 。 式中 煤的内摩擦角 。 1 ． 2直 筒仓部 分 煤的 受力 状况 选高为 ， 半径为 r的微元 ， 受力如图 1 所示。 图 1 直筒仓部分微 元受力图 根据计算可知 ． m h y 则d f 2 a r r d h B f 由积分 得 V o 1 ． 3 1 5 ／ 0 ． 0 6 煤仓新型 自动疏松机的设计郑兵 ． 等 第 3 1 卷第 0 6 期 订 h y f d h 由受力平衡 G 解得 ，以分析锥体部分 的受力情况 。 1 ． 3锥 体部 分受 力状 况 选 一半 径为 r ， 厚度 为 ， 高 度为 h的单元体 进 行受力分析 ， 如图 2所示。 由分析知 n h l ． ／ 。 l l‘J‘l l‘l I‘ ／ _，／ tt t t t t’f 图 2锥体 部 分 微 元 受力 图 r - n 由几何关 系知 r 2 _ h ， ，把锥体 部 j 叮 T r 分看成整体进行受力分析 ， 便可得到线性系数 n 。 d S d S h 2 d h S h c o s c t 2 “a r d ／ h 厂 s i n O L 式中 锥体部分的倾角。 f h 积分得 j d S h f d h J U 根据 受力 平衡求 出线性 系数 ／7 ． ．至此 对煤 仓 内 部煤的力学分析完成， 为机构的设计提供理论依据。 2 新 型煤仓疏 松机 的设计 为了更好地解决煤仓堵煤事故． 在方便安装 、 不 影响生产并且安装时对煤仓整体结构不损伤的前提 下． 设计作用面积足够大的刮板机构。同时为 了增 强本机器的使用寿命提高本机器的实用性 ， 应把液 压缸安装在煤仓外部。基于以上 2 点设计了新型的 刮 板式 疏松 机 。整个 机器 由疏松 机 构 、液压 系统 、 P L C控制系统构成 ．实现了对煤仓堵煤事故的自动 发现 自动处理功能。系统构成如图 3所示。 图 3新 型 刮 板 输送 机 系统构 成 1 ． 仓 门液压缸2 ． 刮板3 ． 疏松机 液压缸4 ． 疏松机 油路5 ． 仓 门 液压缸油路6 ． 堵煤检测装置7 ． 给煤 机本体8 ． 控制柜 f 1 新 型刮板 机构 设计 为 了在 安装 时不 对 煤仓 仓 壁形 成过 大 的 破坏 ． 把刮板机构设计成可变形的装置 ． 整个机构在没有 安装进煤仓以前相当于曲柄滑块机构 ．驱动部分为 滑块。 而在安装好后 ， 利用卡子把刮板中间支架和滑 块固定在一起 ， 形成一个固定的结构。 其示意原理图 如 图 4所示 。 图 4机 构原 理 图 1 ． 中间支架2 ． 滑块 3 ． 刮板 4 ． 边支架5 ． 卡子 根据力学分析 ． 对设计的机构进行强度校核。 利 用 P r o ／ E软件对机构进行建模 。 进行适 当简化 ． 利用 Me c h a n i c a 模块对机构进行受力分析 分析效果如 图 5所示 ． 由图可知最大变形处为刮板机构底端 。 其 整体最大变形量为 4 ． 5 m m， 符合要求 。 图 5机构 受力 分 析 云 图 f 2 液压缸 安装形 式 为了改善液压缸的工作环境 ．把液压缸安装在 煤仓外部 液压缸通过螺栓固定在机架 2 上 ， 机架 2 通过膨胀螺栓固定在煤仓仓壁 l 上 其安装示意图 如图 6所 示 图 6液 压缸 的安 装 布 置示 意 图 1 ． 煤仓仓壁 2 ． 机架3 ． 液压缸 3 控制系统构成 控制系统采用西 门子 S 7 2 0 0系列 C P U 2 1 4构 建． 能够实现 自动监控煤仓流通情况。 当堵煤事故发 生时实现 自动启动疏松机进行疏松 ，并记录工作周 期 ． 若大于一定的次数仍没能够疏通煤仓 ． 为保护系 统实现 报警停 机 一 1 2 第 3 1卷第 0 6期 2 0 1 0年0 6月 煤 矿 机 械 Co a l Mi ne Ma c hi n e r y V0 l - 3 1 No ． O 6 J u n ．2 01 0 S G Z 6 2 0 ／ 2 2中双链刮板输送机的设计 孙晓霞 。李娜 七台河 同创机械制造有限责任公司 ， 黑龙江 七台河 1 5 4 6 0 4 摘 要S G Z 6 2 0 ／ 2 2型刮板输送机是 用无端循环运动的 中双链刮板链条作为牵引构件 ，在 多 节可拆 的 敞开料 槽 内连 续输 送散 粒物料 的输送 机械 。 结构 小巧 紧凑 ． 适 用 于 小型煤矿 井下运 输 。 关键词 无端 循环 多节可拆 ；结构 小巧 紧凑 中 图分 类 号 T D 5 2 8 文献标 志 码 A 文 章编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 1 0 0 60 0 1 30 3 De s i g n o f S GZ6 2 0 ／ 2 2 Do ubl e Ch a i n S c r a p e r Co nv e y o r S UN Xi a o - x i a，LI Na Q i t a i h e T o n g c h u a n g L i m i t e d Lia b i l i t y C o mp a n y o f Me c h a n i c a l M a n u f a c t u r e ， Q i t a i h e 1 5 4 6 0 4 ， C h i n a Ab s t r a c t S GZ 6 2 0 ／ 2 2 s c r a p e r c o n v e y o r u s e s d o u b l e ． a t r a n d s c r a p e r c h a i n o f u n p r o v o k e d c y c l i c mo v e me n t a s t r a c t i v e c o mp o n e n t s ， c o n v e y i n g ma c h i n e t r a n s p o r t s g r a n wl a r ma t e r i a l s i n mu l t i s e c t i o n r e mo v a bl e o p e n ma t e r i a l g r o o v e s ， i t s s t r uc t u r e i s c o mpa c t， i t a d o pt t o t r a n s po r t i n s ma l l u n d e r g r o un d mi n e ． Ke y wo r d s g r a t u i t o u s c i r c ul a t i o n ；mu l t i p l e r e mo v a b l e ；c o mp a c t s t r u c t u r e 0前 言 S G Z 6 2 0 ／ 2 2型 中双 链 刮板输 送 机 适用 于 煤 矿井 下 缓倾 斜 、 中厚 、 薄 煤层 回采 工作 面 。具 有 高 强 度 、 高寿命 、 高可靠性 的特点 ． 是高产 、 高效综合机械化 采煤理想 的工作面运输设备 1 组成及 传动 系统 1 输送 机 的组成 S G Z 6 2 0 ／ 2 2型 中双链 刮 板 输 送机 的结 构 如 图 l 所 示 图 1 S GZ 6 2 0 ／ 2 2型 刮 板输 送 机 总 图 1 ． 传 动装置2 ． 机头过渡架3 ． 刮板链4 ．中部槽 5 ． 机尾联接槽 6 ． 机尾装配7 ． 推移梁 2 传动系统 3结语 对 刮 板 机 构 进 行 受 力 分 析 ． 并 利 用 P r 0 ， E Me c h a n i c a模块进行结构校核 ．机构变形量满足使 用要求。对 比以往的疏松机 ． 此种疏松机具有方便 安装 、 作用面积大 、 使用寿命长等优点 ． 具有更好的 适 用性 和经 济性 参考文献 [ 1 ] 周睿煦． 松散物料力学 [ M] ． 徐州 中国矿业大学出版社 ， 1 9 9 6 ． [ 2 ] 谢洪 勇， 刘志军． 粉 体力学与 工程 [ M] ． 北京 化学 工业 出版社 ， 本 机 传 动 系统 其 传 动 路 线 为 电动 机 转 矩 经 联 轴器 、 减速器 传递给链 轮轴 组 ， 从 而牵 引刮板链运 动 ． 组 成 一 个 封 闭 的牵 引 系 统 ． 按 从 机 尾 向机 头 的 运行方向将煤炭输送出工作面 2 主 要零 部件 及结 构特 点 1 机头传动部 机 头传动 部 由机 头架 、 过渡 架 、 减速 器 、 电动 机 、 联轴器 、 拨链器 、 舌板 、 联接罩 、 链轮组等组成 。 在机头的左 侧将减速器 、 电动机 、 联轴器连接为一 体 动力传动的途径是电动机的扭矩经联轴器到减 速器输入轴 ． 经减速器减速后 ． 输 出轴经 1对 内外 齿式 联 轴器 驱 动链 轮 组 旋转 ． 由链 轮 牵 引 刮板 链 运 动 ． 用 内外齿式联轴器联接 ． 使传动装置与链轮组 的拆卸更加方便 机头传动部是整个输送机的卸载 端 ． 一侧与动力部联接 ． 底板 2 6孑 L 通过螺栓与推 移 梁联 接 ， 尾部 与机 头过 渡槽 联接 见 图 2 。 2 链轮轴组 链 轮 轴 组是 刮 板链 运 行 的 传 动部 件 ． 结 构 如 图 3所示。 链轮轴组为锂基脂润滑 。 其中链轮是采用合 -, , o- - ◆-◆-◆ ◆0 2 K 】 7 ． [ 3 ] 党克． 火电厂原煤仓 防堵 装置应用探讨 [ J ] ． 电站 系统工程 ， 2 0 0 4 2 0 2 7 - 2 8 ． [ 4 ] 肖林京． 煤仓结拱现象的原 因分析和解决方法[ J ] ． 煤矿机电， 2 0 0 7 5 l 6 1 8 ． [ 5 ] 赵继云． 液控复合煤仓 的设计与分析 [ J ] ． 矿 山机 械 ， 2 0 0 7 1 7 9 8 O ． 作者简 介 郑兵 1 9 8 7 一 ， 山东菏泽人 ， 中国矿业大学 机电工程 学院 2 0 0 9级研究 生 ． 电子信箱 r e a s t r o n g 1 6 3 ． c o m． 责任编辑 王海英收 稿 日期 2 0 1 0 - 0 1 - 0 6