切割臂可旋转连续采煤枷结构搽 了.pdf

l 8 煤矿机械 1 9 9 8年第 2期 ／ 切割臂可旋转连续采煤枷结构搽 n 了 1 o 3 0 0 o 6 煤科 总院 太原 分 院 曼军_ 摘要针对倾斜巷道 中拟 采用连续 采煤机掘进遇 到的顶三 角煤 不好切割 的 难题 ， 提 出了一种新 型结构的连续 采煤机， 并对其I作原理及其中的一些 关键技术 问 题进行 了分析与探讨。 关键词连续采煤机 掘进倾斜巷道结构 J一 一 1 问题 的提出 随着我国高产高效采煤工作面 的出现． 掘 进速度 已越来越不适应开采 的进度 。 连续 采 煤机的掘进速度较掘进机太为提高 ， 能够 满 足生产需求 。 我国 目前还未有 自己设计 和 制造 的连续采煤机 。 引进过一些 ， 运 用得较 好 。 但所有 的连续采煤机 的截割滚筒与履 带 。 { ／ 蒡 物 ， 勿 行 走的底板总是平行的 ， 滚 筒只能是平行于 底板从上 向下切割， 掘 出的均为矩形巷道 。 对 于倾斜巷道 ， 用现有形式的连续采煤机掘进 ， 首 先必须使巷遭断面底板达到水平状态。 那 么 顶板上将出现两种情况 一种情 况是切割 一 块三角岩 见 图 1 a ， 另一种情况是 留一 块三角煤 见图 l b 。 在 目前我国普遍使用锚杆支护的掘进巷 井 J KM一 2 ． 8 ／ 6 型提升机安装 了B s型多盘式 摩擦缓 冲装置。 1 9 9 6年 1月 2 0日， 由于绞车 司 机注意力 不集中， 造成 l 罐发 生高速过 放 ， 2 罐发生高速过卷 ， 结果 l 罐的井底缓 冲装置向下滑行 7 9 011 1 ．1 1 1 ． ， 当时罐笼内乘有 1 人， 没有感受到冲击 ， 实践证明缓冲装置起到 了 安全缓冲作用。 根据缓冲装置 的安装调 试 数据， 罐笼l内乘载 1 人时制动减速度约 1 ． 4 3 gn 。 3 1 9 9 2年 9 月 2 4日开滦矿务局赵各庄 矿 暗立井进行防过放缓 冲装置现场试 验。 首 先进行空罐试 验． 试验参 数 罐笼 自重 4 3 5 6 k g， 载 重 7 5 k g ， 试 验 时将 罐 笼提 高 1 9 0 0 mm， 使其脱 钩作 自由落体运动撞 击缓 冲装 置。 试验后渊得罐笼缓冲 5 7 0 mm， 罐笼 内 的羊安然 无 恙。 根据试 验结果可推算 出缓 冲制 动 减 速 度 为 3 ． 3 g ， 撞 击 速 度 6 ． 1 m／ s 。 重罐试验时罐笼 内载重 2 4 0 0 k g ， 且 罐笼 内还放有 一只盛 满水 的瓷碗， 试验 时 将 罐笼提高 l 8 3 0 mm， 脱钩试验后测得罐笼 缓冲 9 5 0mm， 试验后碗完好无损 ， 水无洒落 。 根据此试验结果可推算 出缓 冲制动减速度为 1 ． 9 ， 撞击速度 6 ． 0m／ s 。 由于 该矿 井底缓 冲距 离 实际 只有 1 ． 4 m， 为 了确保安全． 使过放时空罐减速度控制 在 3 左右 ， 重罐减速度控制在 2 左右。 参 考 文 献 I ． 享克西． 试谈 员乘罐时意外冲击加速度对庠的影 响 ． 煤矿设计， 1 9 8 5 ， 2 ． z ． 王 烨 ． 矿井提升容器安全御曲系数问题的探讨 ． 中国 矿韭学院学报 ， 1 9 8 4 ， 3 、 3 - 朱真才等． 防过卷防磁罐埋冲装置的现状 ， 煤炭科学技 术 ， 1 9 9 3 ， f 8 、 4 ． 朱真才、 B S 型防过放埋冲装置工业性试验厦其性能评价 、 矿山机械 ， 1 9 9 7 ， 6 ． 作者简升 朱真才， 1 9 6 5 年生 ， l 9 8 9 年毕业于中国矿 业大学， 1 9 9 4 年获暖士学位 现攻读该牧在职博士， 工程 师 ， 主要从事矿井运输提升机械方面的研究 目前巳获得国 家实用新型专利 7 十， 发明专利 1 十， 公开发表论文多篇． 收 稿 日期 1 9 9 7 1 1 一 o 3 维普资讯 1 9 9 8年第 2期 煤矿机械 l 9 a j b 图 1 倾斜巷 道断面示 意 图 道里 ， 留下三 角煤很 不好管理 ， 锚 杆难 以支 护 。 若切割三角岩 ， 一方面势必破坏顶扳的完 整性 ． 另一方面 ， 厚 的岩石层不适合连续采煤 机切割 。 2 解决措施 针对上述情况 ， 将连 续采煤机的切割 臂 设 计 为可旋转式 ， 滚筒随切割 臂可转 动一定 角 度 ， 如 图 2所示 在每次切 入时转 动切 割 臂 ， 使切割滚筒倾斜的角度与三角顶煤 倾斜 的角度相 同， 整机前进切入 ， 然后先 向下切割 一 段距离 ， 再转动切割臂使切割 滚筒逐 渐到 达水平 ， 再 向下切割完成一个断面 ， 这样就可 切除三角煤 。 圈 2 切割臂可旋转式连续采煤机后视示意图 这 种 切割臂的相关 结构 位置 如 图 3所 示 。 在机架 2上安装一上下摆动的摆动架 3 ， 切 割 臂 4安装在摆动架上 ， 切割臂可在摆 动 架 内回转 ． 摆动架上设有抱紧装置 ， 切割臂在 回转 马达驱动下转到所需的角度 后， 抱 紧装 置将其抱死 ， 使其与摆动架固为一体 。 切割滚 筒 传给切割臂 的转矩， 经抱紧装置全部 传到 摆 动架上 ， 这样从滚 筒到摆动架就成 了一个 整 体结构 ， 承受力的方式和普通连 续采煤机 的一样 。 这样布置后 ， 滚筒和切割臂在 铲扳和输 送机的上方转动， 需要有足够的回转空 间， 造 成 机身最小高度略高。 最小掘进高度随滚筒 长度和煤层倾角太小的不 同而不同 ， 滚筒长， 煤层倾角太 ， 则最小掘进高度就高 ． 否则最小 掘进高度就低 。 图 3 切割臂 相关结 构 位置 示意图 1 ． 抱紧油缸2 ． 机集3 ． 摆动架4 ．切割臂5 ． 硝轴 3 实例计算 现 以奥钢联AB M- 2 0 采掘锚机组为基本 型 ， 将其切割臂改造设计为可旋转式， 然后对 必 要的布置尺寸和 运动 范 围进行计 算和分 析 。 AB M． 2 0采掘锚机组截割滚筒为可伸缩 式 ， 伸缩行程 23 0 5 mm， 截割宽度 4 3 0 0～ 4 9 0 0 mm， 滚筒截割直径 1 1 5 0 mm， 最小掘 进高度 2 Z 0 0 mm。 装载铲扳宽度也可调节， 宽度为 4 3 0 0～4 8 0 0 mm。 截割臂宽度按 9 0 0 mm计算， 截割臂摆动根部厚度按 4 0 0 m m计 算。 参考图 3 对截割臂进行改造设计 。 改造后 的切割臂 回转机构结构形式如图 4所示 。 图 4 切割 臂回转机掏结 掏形式 i ． 切割臂2 ．切割油缸3 ． 摆动集4 抱紧油缸 5 ． 抱譬装置 固转马选7 ． 机槊B ． 带轴 设切割臂允许 的最大 回转 角为 a ， 那 么 在臂 回转 角后， 臂在垂直方向 的投影 由原 来的 4 0 0I mn变 为 h 1 9 0 0 s i n a 4 0 0 c o s a 为了保持切割臂摆动根部与运输槽等 的相对 空间尺寸不变 ， 那么摆动轴需上移 h ／ z 。 维普资讯 2 0 煤矿机械 1 9 9 8年第 2期 滚筒的水平投影 L1一 L c o s a d s i n a 式中三 滚筒长度 mi d 滚筒截割直径 ， mm 若令 厶 ≥ 4 3 0 0mm， 则有 4 9 0 0 c o s a 1] 5 0 s i n a≥ 4 3 0 0 式中 4 9 0 0为滚筒的最大长度。 用逼近法解得 ≤ 4 4 ． 5 。 这就是说切割臂在回转 0 ～ 4 4 ． 5 。 范围 内， 滚筒切 出的巷道仍可保持在最 小切割宽 度 4 3 0 0mm 以上 。 若 以邢 台矿 务 局提 出的巷 道宽 4 5 0 0 r n m 为倒 ， 求解切割臂的最大回转角 ， 则有 4 9 0 0 c o s a 1] 5 0 s i n a≥ 4 5 0 0 解得口 ≤ 3 9 ． 8 。 该 局巷道倾角平均为 l 6 。 ， 接巷道宽度为 4 5 0 0 idI n计算 ， 求解滚 筒需要调 整的长度 三， 可列 出下式 Lc o s l 6 。 1] 5 0 s i n1 6 。一 4 5 0 0 解得L一 4 3 5 2mm 这就是说将上述方案的连续采煤机用于 邢台矿务局的巷道宽为 4 5 0 0 m m． 倾角为 1 6 。 的掘进巷道 中， 在切割顶三角煤 时 ， 只需 将滚 筒 长度 调整 到 4 3 5 2 1 3 1 1 3 1 ， 就 可切 出 4 5 0 01 3 1 1 3 1 宽度的巷道 。 若 以最大 转角 1 6 计算 ， 那么结构设计 中摆动轴需在原位置上上移的高度 h⋯ h／ 2 9 0 0 s i n 1 6 - t - 4 0 0 c o s 1 6 。 ／ 2 3 l6 ． 3 I niD 为 了操作方便和动作可靠 ， 将 回转马达 和抱紧 油缸设 计为 由一个挠 向阔操作 。 图 5 所 示为 回转机构液压系统 图。 不论使 回转马 达 2向哪一个方向转动 ， 都将 同时推动抱紧 油缸 5 、 6的活塞杆收缩 ， 打开抱紧装置 。 当换 向阀 1在中位时 ， 关闭了回转马达 2 ， 这时高 压油通 向了抱紧油缸下腔， 推动活塞杆伸出， 使 抱紧装置抱紧。 切割臂与抱 紧装置的接 触 为淘槽接触。 当停止供高压油时 ， 由于双 向液 压锓 3 、 4的作用 ， 两个抱紧油缸不能动作 ， 抱 紧装置仍然起着抱紧作用。 图 5 回转 机构 液压系统之 一 1 换向阀 2 ． 回转马选 3 、 { ． 双向液压锁 5 、 6 ． 抱肇油 缸7 ．四害 I 臂 另一种方式如图 6 所示 。 在抱紧油缸 4 、 5 的下腔设置碟簧 6 ， 将抱紧装置抱紧 ， 使切割 臂 7处于锁死状态。 只有在给回转马达 3供 液 时 ， 才能打开抱 紧装置 ， 切割臂方可转动。 这种方式也是用一个换向阀 2 操作 回转马达 和抱紧油缸。 图 6 回转 机构液压系统之二 1 ． 滥流阀2 ． 换向阀 3 ．回转马选4 、 5 ． 抱紧油缸 6 ． 礤簧 切割臂 切割臂的旋转机构除上述的结构方式 外 ， 还可采用齿轮齿条结构形式。 也就是将齿 轮与切割臂相连 、 齿条与油缸活塞相连 、 油缸 固 定在摆 动架上。 这样当油缸动作时就能推 动 切割臂转动 ， 一旦锁住 油缸就锁住了切割 臂 。 4 结论 用上述切割臂可旋 转式的连续采煤机切 出 的巷道断面如 图 7所示 断面的整体形状 较 为理想 ， 只是在巷道一帮的上方 留有一高 1 1 0 5 13 1 1 3 1 ， 宽 3 1 7 mm的倒三角形煤 。 但三角 形角度不大 1 6 ， 宽 度较小， 如有必要可 以 使用帮锚杆维护。 维普资讯 1 9 9 8年第 2期 煤矿机械 2 1 T艺 装备 ≈ h ／ 一 活 柱 筒 外 圆 滚 压 装 置 1 5 4 0 0 0 佳术斯煤矿机槭 厂 1 5 8 1 0 0 鸡 西 煤 矿 机 槭 厂 曼 壹 L 毽 量 塑 ／ 薛 艳 平 摘要介 绍单体液压支柱活柱筒外面滚 压装置 的结构特点 ， 以及 主要参数的 选 择 ， ， ． I 关 键 词 苎 婴 鲨 墨 整 量 垒 鱼 坚 垫 L 淑 岔私 。 工 序上完成。 寺器中均匀分布着 6个锥滚 。 ⋯ 柱。 滚压 时， 滚柱在摩擦力的作用下 ， 绕 自身 单体液压支柱是我厂的主导产品， 活柱 的轴线作回转运动， 并绕工件的轴线旋转。 其 筒 是单 体液压支柱的关键件 ， 活柱筒的表面 接触点呈圆形 ， 在返 回行程中， 滚柱可以从工 质量直接影响单体液压支柱的使用性能与密 件上退出滚压径 向力支撑到锥形 内孔的跑道 封件 的寿命 。 按照传统加工方法 车 一 磨 ． 2上 ， 轴 向力作用在配有推力轴承的保持器 3 虽然能够满足设计要求 ， 但是 ， 随着产量的增 上 。 滚压工具过盈量的调整 ， 可以通过调整螺 加 ， 设备需要量也加大 ． 辅助时 间加长。 在这 母 6来实现 溺{ 柱直径 l 3 ， 工作表面租 种情况下 ， 我 厂利用工厂原有的 C6 3 0 一 l普通 糙 度 R0 ． 1 0～ 0 ． 0 5 ， 材料 G Cr l 5 ， 热处理硬 车床 ， 研制 了活柱筒外圆滚压装置 。 通过大量 度 HR C6 2～ 6 5 。 的 系统试验 ， 获得了具有实用价值 的规律性 数据， 从而稳定地控制了活柱筒的表面质量， 而且产量也获得了大幅度地提 高。 2 结构特点 活柱筒外圆滚压装置 见图 1 固定在 C 6 3 0 - I 普通车床的拖板上， 利用车床的主轴 孔 和尾座配以专 用顶 尖， 来实现活柱筒 的定 位 和夹紧。 在该装置前端的专用刀座上安装 光 整加工用的车刀 ， 实现精 车和滚压在 同一 图 l 活柱筒外 四车 削滚 压复合加工 装置 i ． 蒗柱2 - 跑道 保持器4 , 5 、 推力轴承6 ． { 胃 整 螺母 图 7 完成 的巷道断 面形 状 随着我国对连续采煤机 的逐渐了解和使 用， 连续采煤机会很快地大量进入我国的煤 矿 。 切割臂可旋转式的连 续采煤机是 一种新 结构机型， 国内外都还没有。 这种新的机型一 旦 研制成 功 ， 将会在国内外发挥其特殊 的作 用 。 收稿 甘期 ； l ∞7 1 O 一2 9 维普资讯