新型60 kN无极绳绞车的研发与应用.pdf

煤炭与化工 Co a l a n d Ch emica l In d ust r y 第43卷第6期 2020年6月 Vo l .43 No .6 Jun . 2020 机电与自动化 新型60 kN无极绳绞车的研发与应用 贾立辉 河北煤炭科学研究院有限公司，河北邢台054000 摘要本文系统介绍了无极绳牵引普轨卡轨车系列产品在煤矿的使用情况，重点介绍了新 型60k N无极绳绞车的研究与应用，该车提供了更大的牵引力，由于其结构型式的创新，可以 同时满足煤矿特殊复杂的掘进巷道对运输牵引力和使用空间的要求。 关键词无极绳绞车；掘进巷道；煤矿机械 中图分类号TD52 文献标识码B 文章编号2095-5979 2020 06-0082-03 Development and application of the new 60 kN endless rope winch Jia Lih ui Hebei Coal Science Research Inst it ut e, Xingt ai 054000, China Abst r a ct Th e use o f en d l ess r o pe win ch in co a l min es wa s syst ema t ica l l y in t r o d uced , fo cusin g o n t h e n ew t h e r esea r ch a n d a ppl ica t io n o f t h e 60 k N r o pe win ch , wh ich o ffer ed g r ea t er t r a ct ive fo r ce, t h a n k s t o it s in n o va t ive co n st r uct io n , ca n be used simul t a n eo usl y wit h t h e 60 k N r o pe win ch , it ca n meet t h e r equir emen t s o f t r a n spo r t a t io n t r a ct io n a n d use spa ce fo r t h e specia l a n d co mpl ica t ed min in g r o a d wa y. Key Wo r d s en d l ess r o pe win ch ; min in g ; co a l min in g ma ch in er y 1概 况 无极绳牵引普轨卡轨车以下简称卡轨车 在煤矿井下巷道广泛使用，替代了多部小绞车接力 运输的工作方式。针对煤矿井下巷道的不同运输要 求，已形成了 40、60、90、120、150 k N无极绳普 轨卡轨车系列产品。但在特殊复杂的掘进巷道中， 40 k N无极绳绞车牵引力偏小，无法完全满足巷道 的运输要求，而双滚筒结构的大牵引力绞车体积偏 大,受限于井下空间难以安装布置。针对此情况， 研制了一套新型牵引力为60 k N的无极绳绞车，同 时满足对牵引力和安装空间的要求。 2双滚筒绞车和单滚筒掘进绞车的介绍 双滚筒无极绳绞车主要由主副滚筒、底座、箱 体、电机、减速机等组成，提供的牵引力为60 150 k N,系统运行需要的预紧力由独立的五轮张紧 器提供，主要适用于坡度W25。、运输距离 W2 500 m的综采工作面轨道顺槽、采区上下山、 煤层大巷以及副斜井中设备、材料的辅助运输。 单滚筒掘进无极绳绞车由滚筒、底座、电机、 减速机、张紧装置等部件组成，可提供的牵引力为 40 k N,绞车和张紧装置合为一体的设计使得系统 运行需要的张紧力由绞车自身提供。这是针对综掘 巷道辅助运输的巷道特点和运输要求而研制的绞 车，特点是占用空间小、安装方便，主要适用于坡 度W15。、运距W1 500 m的综掘巷道辅助运输和 工作面皮带顺槽中辅助运输。 在较复杂掘进巷道中，40k N无极绳绞车使用 起来牵引力偏小，无法完全满足运输要求，而双滚 筒结构的大牵引力绞车虽然满足牵引力大小要求, 但需要独立张紧器、安装空间需求大，受限于井下 掘进巷道空间问题难以安装布置。针对此情况，研 制一套牵引力为60 k N的新型无极绳绞车，可以同 责任编辑张彤 D0I k i.cci.2020.06.023 作者简介贾立辉1983-,男，河北邢台人，助理工程师。 引用格式贾立辉.新型60 k N无极绳绞车的研发与应用[J].煤炭与化工，2020, 43 6 82-84. 82 贾立辉新型60k N无极绳绞车的研发与应用2020年第6期 时满足牵引力和安装空间上的要求，适用更多的井 下条件。 3研究内容与设计计算 3.1研究内容 新型无极绳绞车采用双速电机调速方式。采用 张紧器和绞车合二为一的结构，使系统的结构更为 简单紧凑，方便在煤矿复杂条件下的布置。采用双 并列单滚筒结构，绞车结构简单，节省布置空间的 同时提供足够的牵引力。 3.2绞车参数确定 根据设计要求确定绞车基本参数。牵引力60 k N,双速速度0.5/1.0 m/s,预选双速电机，功率 90/45 k W;主滚筒钢丝绳中心宜径D1D1 080 mm, 最大坡度18。 无极绳绞车传动方式为机械传动，由防爆电 机、液力推杆制动器减速机、铸铁滚筒、底座和 张紧装置等组成。张紧装置包括框架、张紧轮、 重舵等。 3.3设计计算 根据所需功率，预选电机型号 YBSD-90/45-4/8,功率 90/45 k W,电压 660/1 140 V,额定转速nlnl 475/735 r /min ,绞车预设速度 V0.5 （低速）/1.0 （高速）m/s,主滚筒钢丝绳中 心直径D1D1 080 mm,机械齿轮速比i24.33o （1）速度计算。 _匚・. 1.1,满足设计要求。 低速运行时绞车实际所需功率N60 x 0.48/0.8528.8 k W （绞车传动效率取0.85 ）,功率 备用系数K90/N1.6 1.1,满足设计要求。 （4） 减速机承载能力校核。减速机DCY-315 在速比28、输入转速7i1l 500 r /min时，公称输入 最大功率加215 k W,满足要求。 （5） 液力推杆制动器选型计算。 绞车配备2套制动器，一套手制动器和一套 液力推杆制动器。手制动器布置在减速机的输入 轴上，液力推杆制动器布置在减速机的2轴上。 电机额定输入转矩，减速机1轴和2轴的速比查 询减速机样本为几21.6,计算减速机2轴端传递 转矩M2932 N-mo根据煤矿安全工程2016 版中规定，制动装置必须为失效安全型，制动力 应当为额定牵引力的1.5-2倍。按照此要求选 取制动器型号为YWZ4-100/125,匹配推动器型 号 YT1-125Z/10,制动力矩 2 200 N-m,大于 1.5 倍甌，满足设计要求，符合煤矿安全工程 的要求。 （6） 钢丝绳安全强度计算。 最大静张力计算 F F S4-5i Si（e-l）/n SM/（严-1） （ 3 ） S FS F 式中F为牵引力60 k N; n n为摩擦力备用系数， 可取1.15 1.2;（JL（JL为钢丝绳与驱动轮摩擦阻力系 数，0.18; a为钢丝绳在驱动轮上的总围抱角， 6ir ; e为常数。 钢丝预选型号6 x 19SFC- （/22-1670 （纤维 芯无油绳），参数见表l o依据钢丝绳技术参数（ GB8918-2006）要求，所选型号钢丝绳满足最大静 张力强度要求。 表 1 6 x 19SFC- “22-1670 型钢丝 Ta bl e 1 6 X 19SFC 0 22-1670 st eel wir e 公称抗拉强度/MPa最大静 公称宜近似重量（纤维1670 张力/k N 径/mm芯/ k g *m_1 最小破断拉力钢丝绳拉断 （纤维芯）/k N力的总和/k N 221.7826732464 83 2020年第6期 煤炭与化工 第43卷 7钢丝绳安全性能校核。 钢丝绳安全系数324/62.55.2。煤矿安全规 程第400条中表7规定，倾斜无极绳绞车运物 时的钢丝绳安全系数为5-0.001 L,但不得小于 3.5。因此钢丝绳的安全系数符合规程要求。 3.4张紧装置设计 张紧装置安装在绞车上，绞车采用并列双滚筒 结构形式，钢丝绳在一个抛物线滚筒上缠绕后进入 张紧装置动滑轮，然后再进入另一个抛物线滚筒缠 绕,这样一套张紧装置可满足整个系统双侧钢丝绳 张紧要求。张紧装置布置在无极绳绞车滚筒后部电 机、减速机一侧，有效地利用了空间，绞车站占用 巷道的长度大幅缩小，只有3.5 m,只有原无极绳 牵引普轨卡轨车绞车站的三分之一。绞车结构如图 1所示。 张紧器电机液力推杆制动器 减速机滚筒 ___ “ ■* 图1绞车结构 Fig . 1 Win ch st r uct ur e 根据钢丝绳松边静张力计算张紧重碇的重量。 Si2.5 k N,松边钢丝绳缠绕在一个张紧动滑轮上, 张紧重碇与张紧动滑轮连接，所以重舵总重量 G2Si/500k g。动滑轮行程0.75 m,可吸收钢丝 绳 1.5 mo 4结 语 研制的60 k N新型无极绳绞车，在保证牵引力 满足需要的同时，具有结构简单紧凑、安装占用空 间小、使用维护方便、成本低的特点，拓展了卡轨 车的应用范围，满足了煤矿对紧凑型无极绳普轨卡 轨车的需求。 上接第81页 差，提高了检测精度和检测效率，为提高防爆柴油 机委托检测和在用防爆柴油机产品检测准确度提供 了保障。 置性能检测是防爆柴油机安全使用的重要安全检测 项目。防爆柴油机自动保护装置检测系统的设计扩 大了机油压力和瓦斯传感器监测范围，提高了被监 测信号调节精度，排除了检验员人为反应计时误 表2自动保护装置检测结果 Ta bl e 2 Det ect io n r esul t s o f a ut o ma t ic pr o t ect io n d evice 检验项目技术要求检验结果 排气温度 至68t 2t报警，延时1 min内自动停机至66.91报警，延时19.0 s停机 表面温度 至148 2W报警，延时1 min内自动停机至149.7咒报警，延时19.4 s停机 冷却水温度 至105t 报警，延时1 min内自动停机至102.7尤报警，延时20.2 s停机 机油压力 低至0.05MPa 0.02MPa报警，延时1 min内自动停机低至0.05MPa报警,延时20.2 s停机 废气处理箱水位 低至设计水位报警，延时1 min内自动停机低至设计水位报警，延时19.7 s停机 瓦斯浓度 至1报警，延时]min内自动停机高至1报警，立即停机 [3] 李飞.防爆柴油机车自动保护装置测温方法研究[J ].工况 参考文献 自动化，2012 11 81-83. [1] 矿用防爆柴油机通用技术条件，MT990 - 2006[S]. [4]张甲瑞，万中元，汤贵庭保护装置在防爆柴油机无轨胶轮 [2] 杨小凤矿用防爆无轨胶轮车数据采集装置设计[J ].工况自 车上的应用[J]■汽车实用技术,2017 14 67 - 68. 动化，2014 2 102- 104. 84