掘进机电缆拖挂装置的改进(1).pdf

掘进机电缆拖挂装置的改进 李权 （大同煤矿集团 马脊梁矿， 山西大同037000） 摘要为提高掘进机掘进效率，基于掘进机电缆拖挂装置的主要结构，分析了掘进工作面已架设的电缆拖挂装置应用现状，以及实际应用中存在 的主要问题。提出了一种新型电缆拖挂方案，该方案主要通过应用伸缩调节机构与张力柔性调节机构，让电缆拖挂装置在相对较复杂的巷道地形 条件下无障碍通过，提高了矿井巷道掘进机工作效率。 关键词掘进机；电缆；拖挂装置；结构；拖挂方案 中图分类号TD421文献标志码A文章编号1009－9492 2020 06－0203－02 The Improvement of Cable Trailer of Roadheader LI Quan （Majiliang Mine, Datong Coal Mine Group, Datong, Shanxi 037000, China） AbstractIn order to improve the tunneling efficiency of the roadheader, based on the main structure of the cable towing device of the roadheader, the current situation of the application of the cable towing device installed in the tunneling face, as well as the main problems existing in the actual application,were analyzed. A new type of cable towing scheme was put forward, which is mainly through the application of the expansion and flexible tension regulating mechanism, so that the cable towing device can pass through without obstacles under the relatively complex terrain conditions of the tunnel, and the working efficiency of the tunnel boring machine is improved. Key wordsroadheader; cable; trailer device; structure; trailer solution DOI 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 06. 082 第49卷第06期Vol.49No.06 机电工程技术 MECHANICAL ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY 李权. 掘进机电缆拖挂装置的改进［J］. 机电工程技术，2020，49（06） 203-204. 收稿日期2019－12－05 0 引言 目前，我国大部分煤矿在工作面开拓作业的时候都使用 了综掘设备。作为煤巷及岩巷的核心设备，掘进机的应用不 仅可以降低工人的作业强度，而且可以提升掘进的效率。随 着掘进机功率的不断扩大，其输送电源的电缆截面也持续扩 大，加大了电缆的重量。在掘进及维修的过程中，掘进机应 当不断地前进及后退，随机电缆大多由工人来拖移放置。人 工拖移既增强了工人的作业强度，又使电缆出现了磨损，导 致电缆出现跳闸及漏电问题，增加了检修的时间，降低了生 产的效率；由于掘进机随机电缆大多是高压电缆，极易对工 人的安全造成威胁。同时电缆盘圈长期处于通电堆放的状 态，形成了涡流发热现象，加快了电缆老化的速度，导致电 缆的使用时间不断缩短，因此必须对电源电缆进行严格的维 护。通过在实际生产中进行不断探索研究，研发出一种电缆 拖挂装置。 1 掘进机电缆拖挂装置结构 该装置的构成主要有前后固定梁及固定座、钢丝绳、法 兰螺丝等，如图1所示。在应用的时候，首先需要利用螺栓将 固定梁及固定座固定于输送带的导轨之上，再将钢丝绳固定 于前、后固定座的法兰螺丝上。用吊环链将电缆设置于钢丝 绳的下部，电缆通过自身的重力及掘进机的拉力来完成自主 收缩[1]。 2 存在问题 由于受到安装、地质等诸多条件的约束，目前所使用的 拖挂装置在应用时还存在较多的问题，如难以调整高度、支 撑小车偏离轨道等[2]。 （1）前固定梁不能调节高度 通过高强螺栓可以将前固定梁固定在带式输送机的机尾 导轨上。而在巷道开拓的过程中，由于顶板及底板受到水 文、地质等因素的制约，巷道起伏出现较大的落差，底板并 非始终维持水平状态，顶板与底板之间的距离将会在局部区 域中出现突然缩短[3]；当电缆拖挂装置经过该巷道时，因顶板 不具备较大的高度，导致前固定梁与顶板之间相互影响，现 场工作人员必须卸除前固定梁，在完全通过低巷道区域之后 再进行安装，这样不仅会延长人员的作业时间，而且极大增 加了人员的作业强度，降低了工作效率。 （2）支撑小车跑偏 在传统设计中，后连接梁与二运输送带支撑小车之间的 固定是通过连接螺栓实现，使固定梁可以随着二运输带的运 图1电缆拖挂装置结构图 203 行而运行[4]。后固定梁的构造如图2所示。而在实际应用的过 程中，由于后固定梁在支撑小车一端的支撑架上固定，使得 钢丝绳所有的拉力及电缆的重量均作用在小车的一端，导致 支撑小车出现偏载问题；支撑小车的2个行走轮在导轨上运行 时会发生偏差，轮缘与导轨出现接触不良，极易出现支撑小 车与轨道相脱离的问题。 3 改进设计 通过对以上这些问题进行研究，再与现场应用之后的反 馈信息相结合[5]，重新研发出一种全新的电缆拖挂装置，其 构造如图3所示。 改进后的装置构成主要为导向轮、钢丝绳、张紧设施 等。该装置改善了原有装置的缺陷，具备如下优势。 （1）伸缩式前、后固定梁 对于因巷道顶板落差所造成的电缆拖挂装置无法通过的 问题，为了有效改善这一问题，通过将以往固定式前、后梁 改良为伸缩式[6]。对固定梁存在的较大受力加以考虑，运用箱 形结构的整体焊接来增强抗弯性能，在箱体内部安装相应的 工字钢，并在箱体构件及工字钢上来安装螺丝[9]，通过运用强 度较高的螺栓来调整工字钢的高度，以高度的调节来满足巷 道顶板的落差变化，从而取得较好的调节效果。 （2）钢丝绳张紧装置 在巷道内部，带式输送机的机尾导轨会随着其底板进行 铺设，当底板存在上下坡之时，导轨也会发生弯曲，由于电 缆拖挂设备钢丝绳设置于导轨之上，导致钢丝绳出现拉伸受 力，尤其是在起伏过大的变坡处，极易因受力较大而导致钢 丝绳断裂或者支撑小车脱离轨道[7]。为了防止该问题的发生， 通过在钢丝绳的一端加设张紧装置可以有效改善这一问题， 其结构如图4所示。在安装过程中，通过运用紧绳装置可以张 紧钢丝绳，并向弹簧施加一定的预紧力，防止钢丝绳在工作 中出现下垂，若碰到巷道变坡导致钢丝绳的拉力提高时，张 紧设备将会利用压缩弹簧来消除钢丝绳的拉力，使钢丝绳可 以正常工作[8]。 4 结束语 改良之后的电缆拖挂设备改善了原有装置的不足之处， 在使用的过程中具有较好的效果。 （1）伸缩式前梁及后梁可以完成低巷道掘进工作，降低 了工作人员安装及拆卸过程中所消耗的人力及物力，降低了 人员的作业强度，加快了掘进速度。 （2）钢丝绳张紧设备可以避免因钢丝绳存在过大的受力 而出现断裂及支撑小车脱离轨道的问题，延长了钢丝绳的使 用年限，确保了电缆拖挂设备有效运行。 参考文献 [1] 王英.掘进面装煤机跟机伸缩电缆吊挂装置的研制及应用[J]. 煤矿机械,201601160-161. [2] 苏海.掘进机随机电缆自移装置的研究与应用[J].科技情报开 发与经济,201733227-228. [3] 谭宇硕.采煤机电缆拖拽装置传动部件应力分析[J].煤炭技 术,20180633-35. [4] 李忠华,张恒.掘进机机尾电缆拖移装置的革新与应用[J].内 蒙古煤炭经济,20151166-68. [5] 师桂明,霍国涛,米月花.新型管线拖挂单轨吊装置的应用研 究[J].煤矿机械,20130988-90. [6] 沈宏伟.综采工作面机巷电缆拖拽装置的研究与应用[J].机电 信息,20110990-92. [7] 陆俊康,张虎山.丛式井钻机电缆移运技术研究[J].机械工程 师,20170390-92. [8] 李加春.液压自移电缆拖挂装置在1301N工作面顺槽的应用 [J].山东煤炭科技,20110375-77. [9] 李林,唐子波,孔庆康.DGY-60型电缆拖挂单轨吊在兖州矿区 的使用[J],煤矿现代化,20100433-35. 作者简介李权 （1977-） ，男，山西灵丘人，大学本科， 助理工程师，研究领域为煤矿快速掘进技术与装备。 （编辑 刁少华） 图2后固定梁固定示意图 图3新型电缆拖挂装置结构图 图4张紧装置示意图 2020年06月机 电 工 程 技 术第49卷第06期 204