便携式单轨吊梁拿弯装置的研制与应用.pdf

1132020 年第 7 期 便携式单轨吊梁拿弯装置的研制与应用 李 伟 （霍州煤电集团李雅庄煤矿，山西 霍州 031400） 摘 要 针对李雅庄煤矿单轨吊梁拿弯作业中存在的问题，设计了一种新型的便携式单轨吊梁拿弯装置及拿弯方法，对 该新型单轨吊梁拿弯装置的结构结成、技术参数、工作原理进行了分析。该单轨吊梁拿弯装置作业时省时、省力、安全快 速，提高了生产效率，产生了较好的经济效益。 关键词 单轨吊梁 拿弯装置 研制应用 中图分类号 TD527 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.07.042 Development and Practical Application of Portable Monorail Beam Bending Device Li Wei （Liyazhuang Coal Mine, Huozhou Coal Power Group, Shanxi Huozhou 031400） Abstract Aiming at the problems existing in the bending operation of monorail crane beam in Liyazhuang Coal Mine, a new type of portable monorail crane beam bending device and bending are designed, and the structure ation, technical parameters and working principle of the new monorail crane beam bending device are analyzed. The monorail beam bending device saves time, labor, safety and speed, improves production efficiency and produces better economic benefits. Key words monorail crane bending device development and application 收稿日期 2019-07-17 作者简介 李伟（1989-），男，汉族，山西省霍州市人，2014 年 毕业于安徽理工大学，助理工程师，研究方向煤矿机电。 1 工程概况 霍州煤电集团李雅庄煤矿主要是采用单轨吊机 车辅助运输系统进行作业，在多年的实践工作当中， 受巷道动压的影响，出现了运输效率低下及存在运 输安全隐患的问题。敷设安全可靠的单轨吊梁线路， 是解决这一问题的关键。机车只能在水平曲线半径 ≥ 6m、竖直曲线半径≥ 10m 的弯道吊梁线路上运 行，井下运输大巷和采区巷道内弯道或变坡点安装 单轨吊梁时，需首先对单轨吊梁进行拿弯处理。该 矿以往采用的单轨吊梁拿弯方法是使用传统的机械 地轨弯道器和液压地轨弯道器。上述两种弯道器重 量达到 5070kg，在作业时存在携带不便、使用起 来费时费力的问题。并且地轨弯道器在对单轨吊梁 拿弯过程中测量吊梁曲线半径标准时，只能反复拆 下地轨弯道器，用钢卷尺和弦长 1m 的线绳测量单 轨吊梁曲线半径是否达到标准，职工体力消耗大， 降低了工作效率。 针对李雅庄煤矿单轨吊梁拿弯作业中存在的问 题，研制了便携式单轨吊梁拿弯装置，实现了在巷 道的弯道及变坡地点快速地将单轨吊梁加工成适用 的曲线半径。 2 便携式单轨吊梁拿弯装置的研制 2.1 结构组成 便携式单轨吊梁拿弯装置，主要由带凹槽的固 定帽、固定链条、普通千斤顶、标尺和底座支撑架 五部分组成（如图 1、图 2 所示）。 1. 带凹槽的固定帽；2. 固定链条；3. 普通千斤顶； 4. 千斤顶打压杆；5. 单轨吊梁；6. 底座支撑架； 7.Φ20mm 锚杆制作的标尺（曲线半径分别为 6m 和 10m） 图 1 单轨吊梁水平曲线半径拿弯 2.2 技术参数 弯 道 半 径 标 尺 尺 寸Φ20mn 锚 杆（ 长 1142020 年第 7 期 1200mm）；拿弯装置单件质量（最大）10kg； 固定链条规格Φ18mm64mm；固定螺栓规格 Φ20mm；液压千斤顶规格10t；能制作的单轨 吊梁弯道半径6m 以上；能适应的工作环境- 5 28。 1. 带凹槽的固定帽；2. 固定链条；3. 普通千斤顶； 4. 千斤顶打压杆；5. 单轨吊梁；6. 底座支撑架； 7.Φ20mm 锚杆制作的标尺（曲线半径分别为 6m 和 10m） 图 2 单轨吊梁竖直曲线半径拿弯 2.3 工作原理 便携式单吊梁拿弯联置的工作原理单轨吊梁 拿弯时，把单轨吊梁平放在两个底座支撑架上， 用 2 根链条分别捆绑，吊梁底部的两链条中间用 Φ20mm 锚杆制作的标尺固定牢固，再把千斤顶放 置在单轨吊梁上面，将千斤顶、带凹槽的固定帽、 千斤顶两侧的链条固定后，用千斤顶打压杆升注千 斤顶，实现对单轨吊梁拿弯。 3 实践应用及效果分析 3.1 实践应用 3.1.1 单轨吊梁拿弯装置的作业方法 （1）单轨吊梁水平曲线半径拿弯方法把吊 袋放在两个底座支撑架上，然后将千斤顶放在单轨 吊梁上，再把凹槽的顶定帽固定在千斤顶顶端，用 两根固定链条分别在千斤顶两侧捆绑住单轨道梁并 用螺栓固定，单吊梁底面的两根固定链条中间用 Φ20mm 锚杆制作的标尺 7 固定牢固，两根固定链 条 2 的另一端分别固定在带凹槽的固定帽两侧的连 接环上并用螺栓固定，最后用千斤顶打压杆打压升 注千斤顶。通过该技术方法进行单轨吊梁水平曲线 半径拿弯作业。 （2）单轨吊梁竖直曲线半径拿弯方法把吊梁 立起来放在两个底座支撑架上，然后把标尺更换为 10m 曲线半径的标尺，用千斤顶打压杆打压升注千 斤顶， 这样就实现了为单轨吊梁竖直曲线半径拿弯。 3.1.2 单轨吊梁拿弯作业的安全技术措施 （1）用拿弯装置给单轨吊梁拿弯时，要选择 在巷道底板平整的地方，单吊梁底部要用底座支撑 架垫平、垫实，液压千斤顶放置在单轨吊梁的对称 轴线上，千斤顶与单轨吊梁垂直、平稳、牢固，方 可继续操作，防止因受力点偏斜或载荷偏移而使整 个拿弯装置倾斜、翻倒造成事故。 （2）拿弯装置在使用前，应检查液压顶是否 完好，带凹槽的固定帽、固定链条、底座支撑架是 否有裂纹开焊现象，若发现液压千斤顶漏油及各部 件有裂纹开焊现象，应禁止使用。 （3）拿弯装置与单轨吊梁固定好后升注千斤 顶拿弯时，应先将千斤顶顶起一部分，待两侧链条 拉紧后，检查液压千斤顶及各连接部位无异常后， 再继续升注千斤顶为单轨吊梁拿弯。若发现底座支 撑架受压后不平整、不牢固或液压千斤顶有倾斜时， 必须将液压千斤顶卸压回程、及时处理好后方可再 次操作。 （4）单轨吊梁拿弯时，一人升注千斤顶为单 轨吊梁拿弯，另一人用手扶稳单轨吊梁的一侧。操 作过程中如遇有异常时，应立即停止使用。 3.2 应用效果分析 （1）便携式单轨吊梁拿弯装置整组拆开后重 量轻，尺寸小，携带起来极其方便，使用时安装操 作简单，安全性能好，并且在巷道弯道多的地点能 够多组同时对多根单轨吊梁进行拿弯，进一步提高 了敷设单轨的工作效率。 （2） 便携式单轨吊梁拿弯装置， 无论从其性能， 还是使用效果来讲，都具有创新性。同时该拿弯装 置的成功使用，发现了单轨吊梁机械拿弯的新途径， 也给在距离长、弯道多、变坡点多的巷道内快速敷 设单轨线路带来了新一轮的技术革新。 （3）减轻了工人劳动强度，提高了工作效率。 原来敷设弯道半径 6m 的弯道，用机械地轨弯道器 拿弯，需 3 人一组同时配合操作，2 组轮流进行拿 弯，每根单轨吊梁拿弯需 30min。现使用便携式单 轨吊梁拿弯装置对单轨吊梁进行拿弯只需 2 人同时 配合操作，每根单轨吊梁拿弯 6min 即可轻松完成， 工作效率提高了 5 倍，节省了大量的时间、人力， 年节约人工费可达 25 万元以上。 【参考书目】 ［1］ 庞中元，王翔，李建升 . 刍议柴油机单轨吊机车 在广西煤矿首次应用 [J]. 企业科技与发展，2017 （02）67-69. ［2］ 徐加瑞，王绪新，李广 . 单轨吊手动运输车的研 制与应用 [J]. 山东煤炭科技，2013（04）250- 251. ［3］ 白宏峰， 盛团秀.井下辅助运输机械化探讨[J].煤， （下转第116页） 1162020 年第 7 期 2005（06）47-49. ［4］ 白宏峰，盛团秀 .NEC-D916 柴油机单轨吊电牵引 改造探讨 [J]. 煤矿现代化，2004（06）63-65. ［5］ 张祥，高原 . 新型刮板输送机掐链器在煤矿的应 用 [J]. 煤，2003（03）12-16. （上接第114页） 1. 减速器；2. 驱动轴；3. 机架；4. 承载套压板；5. 承载套；6. 驱动轮； 7. 驱动接盘；8. 接盘盖板；9. 圆螺母；10. 圆锥滚子轴承 图 1 轴承保护装置结构示意图 3 轴承保护装置的优势分析 （1）该架空乘人装置轴承保护装置是一种卸 荷式连接结构，承载套承载驱动轮纵向重力、钢丝 绳径向拉力及架空乘人装置运行过程中产生的一些 冲击载荷，驱动轴在该结构中只起到传递减速器扭 矩的作用，减少了使用过程中对驱动轴的损伤，增 加了驱动轴的使用寿命。 （2）该架空乘人装置轴承保护装置中，驱动 轴断轴或者无驱动轴时，驱动轮的位置不产生任何 变化，能有效地防止以往驱动轴断轴时驱动轮脱落 的事故发生。 （3）驱动轴更换方便。驱动轴由驱动接盘、 接盘盖板通过连接螺栓与减速器、机架承载套、驱 动轮构成一体，需更换驱动轴时，拆除驱动接盘的 连接螺栓，将驱动轴取出，更换新的驱动轴后用连 接螺栓将驱动接盘紧固，更换过程结束。在整个更 换过程中，其他部件均保持原位不动，因而使整个 更换过程方便快捷。 （4）架空乘人装置断轴保护装置，整体结构 合理、紧凑，整体安装尺寸较小，减轻了安装时对 巷道尺寸要求，相应减少了安装费用。 4 实践应用及效果分析 4.1 牵引钢丝绳的最小点张力计算 云冈矿 311 盘区皮带运输巷道长度 L3144m， 巷道坡度 α18 27，巷道平均坡度 α25。 因此 KJ965 架空乘人装置牵引钢丝绳的最小点张力 计算公式如下 min0 FC qg⋅⋅ （1） 式中 C- 钢丝绳的抗挠度系数，取值 6501000； q0- 单位长度下的质量，取 q02.49kg/m； g- 重力加速度，g9.8 m/s。 将数据代入式（1）中，可计算出KJ965 架空 乘人装置牵引钢丝绳的最小点张力 Fmin2440N。 4.2 实践应用及效果分析 架空乘人装置轴承保护装置完成研制后，在云 冈矿 311 盘区皮带运输巷道 KJ965 架空乘人装置 中进行了实践应用。从运行情况来看，架空乘人装 置运行稳定，轴承保护装置对轴承系统的保护性能 较好。从轴承保护装置应用的一年多时间来看，该 KJ965架空乘人装置轴承无变形和断裂的情况发生。 该轴承保护装置的设计应用效果理想，为企业创造 了较好的安全效益和经济效益。 5 总结 架空乘人装置轴承保护装置采用卸荷式连接结 构，驱动轴只起传递减速器扭矩的作用，当驱动轴 断轴或者无驱动轴时，其他部件仍连接在一起，均 保持原位不动，从而能有效地防止以往驱动轴断轴 时驱动轮脱落的事故发生，起到断轴保护的作用。 该装置结构合理、紧凑、造价低，能保证断轴后驱 动轮仍然能够与机架连接，仍然能承重，避免人员 出现摔伤、下滑，减少安全事故的发生。 【参考书目】 ［1］ 宋广冀 . 猴车安全保护装置探究 [J]. 能源与节能， 2019（11）134-135. ［2］ 刘俊峰 . 矿用猴车安全快速安装技术措施研究 [J]. 机械管理开发，2019，34（10）264-265268. ［3］ 李向东 . 基于 PLC 的猴车电控安全保护系统设计 [J]. 当代化工研究，2019（05）181-182. ［4］ 葛笑寒 . 基于 PLC 的煤矿猴车控制系统设计 [J]. 煤矿机械，2019，40（03）21-23. ［5］ 武彦军 . 一种猴车断轴保护器的推广应用 [J]. 机 械管理开发，2018，33（07）137-138.