绳灌道张紧装置的研究及现场应用.pdf

绳罐道张紧装置的研究及现场应用 杨 波1,王 雷2,陈义强2,杜亚玲2 1. 晋城煤业集团 赵庄矿,山西 晋城048000; 2.中国矿业大学 机电学院,江苏 徐州221008 摘要对立井提升系统中绳罐道张紧装置存在的问题进行了分析,并对目前国内螺旋式液 压张紧装置进行了分析和比较,设计了一种新型自动化绳罐道双油缸张紧装置,并对其组成、 工作 原理、 功能及安装事项进行了详细介绍,该装置具有自动调节、 易拆卸、 安全可靠等特点。 关键词绳罐道;张紧装置;液压系统;控制装置 中图分类号 TD526 文献标志码 A 文章编号10032079420080520161203 Research and Field Application of Tensioning Device for Rope Guide YANG Bo1, WANGLei2, CHEN Yi- qiang2, DU Ya - ling2 1. Zhaozhuang Mine Jincheng Mineral Corporation , Jincheng 048000 ,China ; 2. College of Mechanical and Electrical Engineering , China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008 ,China AbstractTensioning device for rope guide in shaft hoisting system was analyzed , and the comparison among the rotary hydraulic tensioning devices was pered. A new auto - tensioning device with two hydrocylinders drived for rope guide was designed. Its composition , operation principle , function and assembling proceeding were introduced in detail. The device has some advantages of automatic adjustment , easily dismounting , safety and reliability. Key wordsrope guide ; tensioning device ; hydraulic system; control device 0 引言 目前我国煤矿使用的罐道主要有钢丝绳罐道和 刚性组合罐道。随着煤炭工业的技术进步和制造业 的发展,并且钢丝绳罐道与刚性组合罐道相比具有 投资少、 见效快等很多优点,所以钢丝绳罐道的使用 越来越广泛。 由式10可知,在油膜剪切制动过程中,制动力 矩随油膜间隙的减小而增大,随制动速度的降低而 减小。所以在制动的过程中,应不断地减小油膜间 隙,才能保证一定的制动力矩。 当压紧力较大,而摩擦片间隙小到一定程度时, 则过渡到边界摩擦状态,得用边界摩擦状态的计算 公式,此时有 M1 2 3 fP r 3 2-r 3 1 r 2 2-r 2 1 11 式中 f 摩擦片间湿摩擦系数,一般取f 017～1 ; P 摩擦片间相互作用力。 4 制动器的选用原则 根据以上各种制动器的原理及性能,依据我国 煤矿井下大倾角下运带式输送机的工作特点,结合 多年生产下运带式输送机配套制动装置的经验,制 动器的选型应考虑以下几个方面 1根据输送机使用工况,考虑输送机的工作重 要性,当输送机工作场所十分重要时,如主运输输送 机,应重点考虑可靠性配置,可采用液黏制动器加盘 闸制动器,实现双保险。 2根据输送机技术参数① 考虑输送机长度 短、 运量小制动力矩大小,制动力矩小,相应动载冲 击小,可选用普通推杆制动器;否则,应选用可控制 动器,如液黏制动器或可控盘闸制动器。② 考虑输 送机带速,当输送机带速高时,应选用可控制动器, 或者选用液力或液压制动器先实现降速,速度降低 以后,再加制动闸进行定车制动。③ 考虑输送机长 度、 运量动载荷大小,动载荷较大时,必须采用可控 制动器,当要求制动精度高时,选用液黏制动器,否 则选用可控盘闸制动器。 3根据输送机制动器的性价比,考虑设备投资 经济性,性能要求越好,投资价格越高。一般情况选 用可控盘闸制动器,既可实现可控制动,又能实现定 车,且结构简单,相应投资也较小。 参考文献 [1]宋伟刚.散装物料带式输送机设计[M].东北大学出版社,2000. [2]王锡法.长距离变坡下运带式输送机的设计研究[D].工程硕士 论文,2005. [3]魏宸官.液体黏性传动技术[M].北京国防工业出版社, 1996. 作者简介王锡法1965 - ,工程硕士,高级工程师, 1988毕业 于山东矿业学院,一直从事带式输送机的设计、 制造和关键零部件的 研究工作,发表论文多篇. 收稿日期2007211230 161 第29卷第5期 2008年 5月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol129No15 May. 2008 1 国内绳罐道张紧现状 主要有手拉葫芦方式、 重锤拉紧方式和液压螺 杆拉紧方式3种。手拉葫芦方式比较落后,张紧力 一般靠经验调解,而且张紧力不稳定、 不可靠;重锤 拉紧方式优点是拉紧力稳定,但存在许多弊端要开 凿较深的井底水窝,水窝易堆积,容易把重锤拉紧淤 起,降低了绳终端张紧力,减小了绳罐道的刚性系 数,并会使罐道绳位移;液压螺杆拉紧方式克服了重 锤拉紧装置的许多弊端,但目前在加工制造和安装 使用过程中存在很多问题加工制造过程中要求外 壳、 楔块成对一起加工,在实际加工过程中很难做 到,楔块与外壳之间及楔块与钢丝绳之间均为滑动 摩擦,其摩擦系数相差很小,易造成钢丝绳在楔块之 间打滑,液压缸为空心杆式,安装时钢丝绳需从一端 穿入,固定装置在穿绳时拆卸不方便。 鉴于以上存在的问题,本文设计一种实用的新 型的罐道绳双油缸液压自动张紧系统。它可以在一 定程度上改观目前我国在罐道绳张紧方面的落后面 貌。 2 构成及工作原理 该装置主要由集中控制液压站、 钢丝绳拉紧油 缸、 集中控制显示台、 液压站控制箱、 传感器接线箱 以及压力变送器等组成。此装置可根据现场需要将 罐道绳分为若干组,并对每组分别设定高、 低限压 值。当某根罐道绳的张力小于其低限时,系统将自 动对其补压增力,并在达到设定的高限时自动停止 补压。除自动控制外,也可实现手动控制补压见图 1 。可实现实时在线监测罐道绳张紧力,并实现在 缺压时自动补压功能,使它保持在一定的压力范围 内。提高了矿井生产的安全性。 工作原理罐道绳的上端经液压张紧装置的双 楔块紧固器固定后坐落在油缸支承的支座上,经过 调绳卡绳器垂至井底,罐道绳的下端由双楔块紧固 器固定在井下固定梁的下部。井上下各楔块均设有 防松绳卡,目的是为保证安全并起到检查罐道绳滑 动的作用。调绳的过程将液压油管接到双油缸接 头上,启动液压站向油缸中注入高压油,活塞即向上 运动,通过压力变送器采集油压信号,传回控制箱, 通过计算与实际需要值进行比较,到达设定值时,控 制箱发出指令停止液压站供液,调绳完毕。调绳结 束在正常运行情况下,罐道绳的张紧力由双楔块紧 固器传至固定油缸的固定梁上。运行一段时间后, 由于钢丝绳的弹性伸长,油压下降,通过压力变送器 采集信号,控制箱自动控制液压站进行补液达到设 定值,若活塞达到最大行程时,需要重新调绳将活塞 窜至下部起点位置,通过换绳卡绳器直接卡住钢丝 绳,液压站向张紧油缸反向供液,使活塞杆回到底 部,然后再向油缸底腔供液,重新卡紧钢丝绳并张紧 到设定值即可。 图1 原理图 11 绳卡 21 导向架 31 固定器 41 卡绳器 51 护绳器 61 油缸 71 井下固定装置 3 主要功能 1可将8根罐道绳分成周边4根及中部4根2 组分别设置张力高低限值。也可根据现场需要另行 分组。 2实现在线实时监测并显示每根罐道绳张紧 油缸内油的压力。 3当张紧油缸内油压低于所设的低限值时,系 统报警并自动对缺压的油缸进行补压,补压完成后 自动停止补压动作;如遇故障在规定时间内压力值 未达到所需的压力值时,将报警提醒司机或让绞车 自动停止。 4在安装调试时或正常使用出现特殊故障时, 可在手动状态下,通过集中控制显示台手动控制补 压。 5系统设置了用户管理,不同用户具有不同的 权限。管理员级别用户可对压力高低限报警值进行 更改设置,其他用户只能对状态进行监测,无法更改 设置。 4 安装步骤 1张紧油缸安装 钢丝绳张紧油缸的安装,按标准图纸要求,先将 261 Vol129No15 绳罐道张紧装置的研究及现场应用 杨 波,等 第29卷第5期 其固定在支撑梁上。然后将罐道绳用串绳器留在油 缸下约10 m处,再将钢丝绳串过支架中心后用相应 吨位的手拉葫芦将其拉紧。最后用固定器将钢丝绳 卡位留死。 也可根据现场实际情况,采用更安全可靠的方 法。 2液压站 液压系统使用的液压油推荐使用32 抗磨液压 油。应注意保护工作油液的清洁度,加油前应通过 滤油机过滤精度10μ m 加油,加油口位于油箱上 盖板,并装有空气滤清器,对加入油箱的油再进行一 次粗过滤。使用过程中若发现油液乳化或杂质过 多,应及时更换新油。使用过程中液面最好位于油 窗中部,若低于该位置,应及时加油。系统中回油滤 油器应经常拆洗,累计200 h拆洗一次,经多次清洗 后,达不到过滤的作用时可更换滤芯。 电机接线应使电机为顺时针方向旋转俯视电 机风叶应为顺时针方向旋转 , 若接错,泵不打油,该 系统不能工作,且易损坏油泵。 系统排气若张紧油缸或管路中混有空气,会出 现爬行或抖动现象,因此在正式运行前需先空放油 2次以上。 压力调节系统工作的最大压力由溢流阀决定, 在系统出厂前已由专业人员按系统额定压力调定 好,用户使用和维修过程中若需调节,可以先松开溢 流阀的调节手柄上的并紧螺帽,旋入调节溢流阀的 调节柄,可使系统最大工作压力升高,旋出调节可使 系统最大工作压力降低。 注意调节压力时不允许超过12 MPa压力,并 记住在调节完毕后,将锁紧螺帽并紧,以免松动。 3电控系统安装 集中控制显示台放置在绞车控制室内,以便于 司机监控。放置要防水、 防潮、 防尘。 液压站控制箱安装在液压站附近,采用墙壁挂 装方式。安装位置以方便操作及检修为宜。 压力变送器安装在钢丝绳张紧油缸的测压口 上,安装时用生料带填充,用扳手上紧确保牢固。 4调试显示界面 在总体显示界面可以看到8个油缸的实时压力 值此装置中,所有压力值均以MPa为单位。界面 罐笼名称及罐道绳名称等,均可根据现场习惯叫法 而更改。总体显示界面如图2所示。 图2 总体显示界面 5 结语 该装置通过在现场应用1 a来,运行可靠,液压 系统能够起到准确供压、 长期保压,能够较强适应当 前矿用设备的需要,相比传统的一些钢丝绳罐道张 紧装置有其较强的竞争优势。客观上讲,在经济投 资上可能要相对大一些,但在安全可靠性,综合使用 和技术性能上大为优越。总的来说,具有较高的使 用价值。 参考文献 [1]黄霓.钢丝绳罐道的应用与发展[J ].煤矿安全,20026 30、43. [2]朱真才,等.专利钢丝绳罐道液压张紧装置中国Z L03259744. 4 [P].2004 - 07 - 28. 作者简介杨波1979 - ,山西晋城人,2000年毕业于中国矿业 大学自动化专业,毕业后在晋城煤业集团从事技术工作,发表论文多 篇. 收稿日期2007212219 东滩矿选煤厂改造煤泥水处理设备效果好 兖州矿业集团公司东滩煤矿选煤厂设计采用沉降过滤式离心机和压滤机回收煤泥的生产工艺,煤泥水处理系统曾出 现过洗水浓度高、 压滤机不能正常工作、 煤泥产品水分大等问题。经过对压滤机、 浓缩机和沉降离心机的改造和对永田槽及 旋流筛系统的调整,并加强了技术管理和操作管理,煤泥水处理系统已基本正常,并实现了闭路循环。但是,由于目前矿井产 量的不断提高及煤质变化,引起了- 0.5 mm级的煤泥量增加,煤泥水处理系统的能力明显不足,必须进行配套改造。 因受技术水平、 设备制造水平和历史因素的影响,兖州矿区大部分选煤厂的煤泥水处理系统都采用了沉降过滤式离心脱 水机回收粗煤泥、 压滤机回收细煤泥的联合煤泥回收生产工艺。东滩矿选煤厂煤泥水存在的问题在各选煤厂也都不同程度 的存在,总的改造趋势是寻求一种工艺简单、 生产能力大、 费用低、 能替代沉降过滤式离心脱水机粗煤泥回收设备。根据该厂 已实现双系统运行的工艺流程及粗煤泥回收设备的生产能力、 实际改造条件和国内外煤泥回收设备的制造、 应用状况,并通 过多方案比较,确定选用2台澳大利亚的FC1200高效煤泥离心脱水机替代2台TCL - 1418型沉降过滤式离心脱水机。每个单 系统选用1台,与保留的4台沉降过滤式离心脱水机并列运行,联合回收煤泥。运行实践表明FC1200高效煤泥离心脱水机的 粗煤泥产品水分由原来的30 降低到22 以下,台时产量 ≥40 t/ h ,满足了矿井生产能力的需要,提高了原煤泥水处理系统一 级闭路循环的保障能力,杜绝了因瞬间入洗量增大而造成的煤泥水恶化情况,有利于环境保护。李剑峰 供稿 361 第29卷第5期 绳罐道张紧装置的研究及现场应用 杨 波,等 Vol129No15