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采煤机滚筒高度自由调节系统 第六图书馆 在切割假煤壁假岩石试验的基础上,对煤炭分界识别技术进行了研究,并设计一套采煤机滚筒高度的自动控制系统。在切割假煤壁 假岩石试验的基础上,对煤炭分界识别技术进行了研究,并设计一套采煤机滚筒高度的自动控制系统。采煤机 滚筒 高度 自 动控制系统矿山机械王东不详1993第六图书馆 第六图书馆 D 大 型 浮 选 机 几 个 问 题 的 探 讨 漾阳市矿 山机械 厂狄士唐 从 7 0年代初我 国开始研 制大型浮选机 ， 经 几年的努 力 ． 先后 研制 出 C HF型 、 J J F型 、 XCF 型 KYF型及 B S K 型 各种适 用的浮选机 。经 十 几 年生 产实 践 ， 不仅在理 论上 对 浮选 机有 了更 进一步认识 ， 而且从结构 、 配置和制 造工 艺上对 大型殍选机亦有一定了解 ， 今提出与同行商榷。 一 、槽体 槽体是 浮选 机 的基础 ， 小型 浮选 机 4 m。以 下 一般有 2槽 、 4槽 、 6槽组成 联槽体 ， 这样 既 节省原材料 ， 部件布置又紧凑 ． 制造安装较 为方 便 ， 且不会造成运输困难 。 但大型浮选机制成联 槽体 ． 根 据我 厂生产 实践 看是弊 多于利 下面对 德兴铜 矿 C NNC3 9浮选机进行 分析 。浚机配置 总 图有 三槽体与 四槽体两种 ， 单 槽体外 形尺寸 长 宽 高 3 6 0 04 0 9 6 4 1 2 8 mm， 单重 为 5 9 2 5 k g 四联 槽 体 外形 尺 寸 1 5 0 0 0 4 0 9 6 4 1 2 8 mm， 总重为 2 3 7 0 1 k g 。虽然 C NNC3 9槽体 由于运 输原 因在 制造 厂无法制成成 品送到现场 水运例外 ， 但 应 尽量制 成半 成 品送 到现场 拼 装组合 ． 这样可降 低成本 。 但如果全部在现场制 作则 又会给 制造厂带 来极大 不便 ， 同时给 用 户 增加成本 。 其次 ． 这样 的大型零 件要控制它的制 造精度亦相 当困难 。 如 图所示 四联槽体 风梁 ， 它 的外形 尺寸 为 1 4 5 0 0 x l 8 8 0 3 0 0 mm， 总重 为 4 9 1 6 k g ， 用[ 2 8槽 钢与钢板焊接而成 ， 要 保证 它 焊接 后平直度误差不 超过 3 mm， 否则就无甚 与 槽 体联接 再如要控 制四联槽体 两边的溢流堰 直 线度 误 差 在 5 ram 内亦 是 不 易 之 事 所 以 大 型浮选机制成联槽体给制造 、 运 输 、 起 吊和安 装 带来诸多不便 。 另外 ， 槽体在 长期 使用过 程 中不 会等 同磨 损 t 若要更换个别槽体就无法进 行 。 若制成单槽 体 ． 槽与 槽 用 紧 固件 联接 如 KYF型 将克 服 上述 缺点 所以我 们认 为大型 浮选 机 尤其是 一 1 O一 弋 8 m。 以上 最好制 成单槽体 。 附 圉四联 檀体风 粱简 圉 风粱是 槽体 外 加充气 浮选机 主要部件 ， 它不仅使槽体 刚性 得到加强 ． 也是 主轴部件 、 电 机装置 的支 承件 ， 而且是外加充气的主通道 。 从 图看 出中 间方 框尺 寸 必须大于 叶轮 直径 ， 以便 主轴 部件直接 起 吊， 否则 更换 叶轮时就必 须放 掉矿浆 ， 这 样不 仅使维修 困难 ， 更 主要 的是 降低 选矿经济效 益 。 、 主轴部 件 大 型浮选机 的主轴 部件从 槽体 中 吊出， 其 起 吊高度 较 大 ， 如 C NNC3 9为 3 7 7 8 mm， 对 于 新 厂房 ， 由于土建设计 已考虑 到这 一因素 ， 所 以 不成 问题 ， 但一些原使用 5 A、 6 A、 7 A 浮选机 的 老 厂房 更新改造 ， 厂房起 吊高度就 不能满足新 设备起 吊高度 要求 。为使大型浮选机 适应老选 厂改造需要 ， 主轴 可根据用 户要求分成两段 ， 中 间用联轴器联接 。如 中条 山有色 金属 公司皮予 沟矿选用 KYF1 6就是采用此法解决的 。 不 同的矿物 具有 各 自的特性 ， 对 浮选机亦 有不 同要求 。 要使 浮选机取得 良好效果 ． 主轴部 件可作适 应性变更 。 如 XC F型 、 KYF型 已在有 色金属矿 山得到很高 的评价 。 1 9 9 0年连云港化 工 矿 山设 计 研 究院 与 湖北 王 集 磷 矿 选 用 达 XC F、 KYF 8与 X C F、 KYF 4联合机组对胶磷矿 进行 了选别试验 ． 通过三个多 月工作 ， 对叶轮结 构 、 转 速 、 进 风量 稍加改造 ， 解决 了世界上三 太 难选 矿种之一 的“ 胶 磷矿 选别 问题 ， 达到 国际 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 矿 山机 械1 9 9 3 ． 1 1 最先 进 的 水 平 。湖 北 黄麦 岭 磷 矿 选 用 XC F、 KYF 4下充气 浮选 机进 行可 行性 试验 ． 效 果 与 王集矿相 同 ， 而 且妥善 地 解决 了浮选机 在运 行 中矿 浆上 溢从 中空轴慢 慢渗 入轴承 座 的问蘑 。 目前 我 国三大磷 矿 湖北 大 峪 口磷矿 、 湖 北 黄 麦 岭 磷 矿 和 贵 州 瓮 福 磷 矿 均 选 用 X C F、 KYFI 6联 合 机 组 。 三 、 机型的选择和 搭配 我 国 自行研 制 的适宜 各类 矿物选别 的浮选 机 ． 其特 性各 不相 同， 如 J J F - 型 具 有 自吸空 气 能力 ， J J F． 型 、 S F型具有 自吸空气和 矿浆能 力， KYF型 ， B S K型需要 外加充气 ， x cF型具 有 自 吸矿浆需外加 充气 。选 用最佳 机型使矿物 选别 达到最佳效益是我 们的共 同 目标．小 型选 矿厂 选用 S F型代替 A型浮选机较为合适， 因两者 特性和操作方法有很多相似处 。中型 矿山选 用 J I F 型与 J J F。 型、 S F型 与 J J F 型 XC F型 与 K YF型联合机组较为适宜， 以 S F型、 J J F- 型、 X CF型 作 吸浆槽 ， J J F． 型 、 K CF型 、 B S K 型 作 为直流槽 。大 型矿 山 XC F型 与 KYF型联 合 机组摄为适 宜 。如此 搭配 ． 作业 可平 面布置 ， 中 矿 返 回不 用 泡 沫 泵 。江 西 银 山铅 锌 矿 选 用 X C F 、 K Y F 8 ． J 】 F- J J F． 4 联合机组。云南东J i i 矿务局选 用 S F 4与 J J F。 4联 合机组 。 四 、 标 准化 标准化 工作是 设计单位 、 制造 单 位工作 的 准绳， 合理使用它将给制造厂及用户带来很大 经济效益 ．从 本厂十多年制造大 型浮选机经验 来看， 有许多工作值得探讨。 如 J J F型 、 K Y F型 两类系列浮选机的刮板驱动装置。刮板部件均 大同小异， 一些零件完全一致， 但出现不同规格 浮选机上， 它们的代号名称就完全不同。 我们认 为刮板驱 动装 置现有 机型用 l ～ 2种 结构可将 整个 系列 所包 容 ， 但实 际上现有 6 ～7种规 格 ， 这势必绐用户和生产厂带来不便 。 从面标准化 规范观点来衡量 ． 亦有待进一步完善 。 另外， 一代新产品投入市场， 必须有与之相 对应的产品标准， 作为制造厂与用户在制造、 验 收 、 安装和使用 中的法律依据 。 上述提到几类机 型， 一些翩造厂已有不完整企业标准， 但作为全 国覆 盖面如 此 广的机 型 ， 必须具 备有 权威性 和 统一性 的标 准 ， 这对 进 一步提高 各类机 型性能 和产品质量有更大好处。 参 考文献 略 编 、 技刘； 矗莽 收穑 日期 一 1 9 9 2 1 1 2 5 謦政穑日期‘ 1 9 9 3 - 0 5 一 Z 7 采煤机滚筒高度 自由调节系统 武 钢 硅 钢 片 厂 王 东1 4 z 1 ． 』 【 摘要l在切割韫蝶壁 韫岩石 试验的基础上 ． 对煤炭分界识别技术进行 j 研究， 并设计一套 采煤机滚筒高度的自动控制系统。 、． ， I 叙 词 】 墨 璺 至 旦鼋 勰 哿够 丧 j 【 A b s t r a c t l On t h e b a s i s o f t e s t c u t t i n g a e mu l a t i o n c o a l i v a l l a n d r 0 c k wa l 1 ． t h e i d e n t i fi c a t i o n c h n i q u e o f c o a l r oc k d e ma r k a t i o n i s s t u d i e d ． An d a a ut o - c o n t r o l s y s t e m f o r t h e h e i g h t 0 fa c o a 1 一 wi n n i n g ma c h i n e s d r u m i s d e v e l o p e d． 【 D e s c r i p t o r s 】C o a l w i n n i n g m a c h i n e ． D r u m 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 矿 山机 械1 9 9 3 ． 1 1 一 、引 言 为了适 应煤 层厚度 的变化 ， 避 免 采煤机 滚 筒切割岩石或者 为了将滚 筒保 持在煤层中的一 定位置 ， 使 截煤 厚 度 一 定 ， 保持 顶 底 板 的平 整 性 ， 以便藏 压支架的顺利推移 ， 采煤机在工作时 需要调整滚 筒的高度 。 目前 ， 国 内大部分 采 煤机调 节切 割滚 筒的 高度位置 靠 肉眼观察 人工控 制 ． 凭切割 噪声来 区别是否切割煤 或岩 石 由于井下工作面所 见 度根低 ． 各种 机械 系统均 产 生大 量 噪声 ， 因此 ． 人工控制很难判别是否切割岩 石 。 二 、 试验 方法 和 控制 算 法 根据煤、 岩石的硬度不同， 由安装妾采煤机 机身上的各种传感器感受不同工作收拳 截煤 或截岩石 的应力 采煤机在工作过程 中， 其内 部工 作参 数如牵 引速 度 、 负载 功率 以及负载压 力等都是 随机 的截 割参数 ， 由煤 的性 质及工 作 面地 质条件 的变化而 随机变化 。 因而 ， 这些 参数 一 定含有滚筒工作状 态的信 息 ． 为此 ， 可以考虑 这些 参数 作 为截 割应力 ， 间接地判 别滚筒 的工 作 状态 由于煤矿 生产 的特性 ， 要在 井下 测量采煤 机械截割 应力信号 ． 存在许多固 准 ． 如煤矿 空间 的限制、 测试仪器的防爆要求等。近年来， 随着 测试手段 的增加 及采煤机械地 面人造假 煤壁 试验 的建立 ， 使我们能够通过地 面试验的手段 ． 来获取采煤机在 人造假煤壁上进行切 割各种截 煤应 力 ， 而 通过 切割水 泥地板 来获取 切割岩 石 应力 。只要 人造假煤壁 岩石 与实际 有一 定的 相似性 ． 就可眦模拟井下实际的情况 。 试验 所采 集 的信 号 包括 摇 臂 三 向应 力信 号 、 调高油 缸前 后腔压 力信号 以及 电动机 负载 功率信号 试验部件及部分传感器配置情况见 图 1 。 试验机型 为 MG一 1 5 o AW 双滚 筒采煤机 。 要实现滚 筒调 高 的 自动控制 ． 首 先要在 已 经确定截 割应 力统计特性 的基 础上 ， 根据预 定 的动态品 质要 求 ． 设计 出计 算机 识别煤岩分 界 的控制算法。 一 】2 一 固 1 切 割试马 盘 及传 感器配 置 A蒗筒B 播臂c 调高油缸4 5 、 6 ． 测 x方 向 攮动的加速度传感器2 ． 测 y方向撮动的加速度传感t 1 测z方向振动的加逮度传感器压 1 压 2 一 油缸前后腔 压 力传感嚣 根据 实际工 作情况 ， 本文将 截割 状态分 为 4种 ， 即 1 截煤状 态 ， 2 截 煤 向截割岩石过 渡 状 态 ， 3 截割岩 石状 态 ， 4 截 割岩石 向截煤 过 渡状态。然后对试验应力信号按不同的采样周 期进行频域和实 域分析 ] 统 计分析 结果表 明 ， 上述信 号有 一部分 对 于煤 岩识 别是有 用的 ； 切割 煤和截 齿碰到岩 石 时的功 率谱 、 相 关函数 以及 过渡 状态的 回归均 方差 、 回归斜率均有明显的特征 ． 是可用 的煤 岩 分 界识别信号 。将 以上参数按照一定 的思路 即 可编 制成 用于计 算机 控制 的算法 。 三 、 控制系统的基本思想 图 2 是微型 计算机控制滚筒调高 系统原理 圈 。采煤机在 一个工 作面开始工作时 ， 首先 ， 由 人工 以较 慢 的牵 引速 度来 操纵调高 系统 ， 使 滚 筒沿煤岩分 界处进行 切割 。微型机不断采集滚 筒高 度存入内存 ， 作 为表 明滚 筒处于理想 的工 作高度 。 下次循环开 始 ， 采煤 机措 人工采 集到 的顶 底 板 曲线进 行切 割 ， 微 型机 自动控 制滚筒 高 度 。由安置在采煤机机身上的传感器把 切割 应 力信 号测量 出来 ， 且 转换成 电信 号 ， 经 A／ D转 换传至微机 。微机对采样 信号 按给 定的控制 算 法处理 后进 行 比较判 断现 行截 割状 态 ， 存贮该 时刻的滚筒高度和必要 的切割状态信息 ． 这 样 ． 就产生新的煤岩分界 曲线 ， 以备下次循 环使 用 。 在采样数据控制 系统 中 ， 采样周期的选取 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 矿 山机 械1 9 9 S ． 1 1 图 2 微机 控制 滚 筒调 高 系统 P ． 一～压力传感器V 加速度传感器 H一 一 位 移传感 器 十分重要 。它的最 小值受 采煤 机牵 引速度的限 制 ， 最大值 受控 制 系统 对控 制质量 的要求 允 许的蛀 大采襻间隅 限制 。单纯从理论上 计算 确 定应用 型采样周 期还有 困难 ， 所 以应采 用通 过 试验分析 方法 来确 定采样周期 。 考虑 的问题有 ①采 煤 机滚筒 每 次调 高 循 环过 程 周期 不能 太 长 ； 在 下次循环过程 来临时 ， 保证 微机有 足够 时间处理完数据； ⑧每次循环的采集信号要反 映滚筒切割状态 的统 计特性 。 由于 目前 各矿 区所用的采煤机大部分都是 双滚筒采煤机 故采煤机 的左右滚筒均需 控制 。 由于基本控 制 思想 是完全 一致 的 左 右滚 筒动 作也与采煤机 牵引方 向有关 ． 故本 文只需对一 个滚 筒动作 调整 以左滚 筒 为倒 ， 加 以说 明即 可 。 控 制滚 筒调高 流程见 图 3 ， 图中 为回 归 方 案 ， 为回归斜 率 如果 用 户根据 自己的要 求 ． 对滚 筒的升 降 做些其它方面 的规定 ， 譬如， 为了不致 于留煤皮 太厚 ， 当微机识 别出本次为截 煤状态 ， 夸滚 筒升 等， 只要参照所阐述的控制算法的基率思想 ， 对 程序某些部分做些相 应的修改工 作即可。 目 3控制 滚筒动 作流 程 四、 结束语 1 ． 本文设计的滚筒自动调高系统曾在小比 例采 煤机切 割状 态下 得到应 用相 试验 ， 效果 良 好 。 2 ． 由于各个矿 区的地 质结构不 同 ， 表现 出 煤 、 矸 石的物理特性 也不 同， 因此 ， 在实 际 应用 中应将 矿区的煤 、 岩石采 出 一部分做 成煤壁 、 底 板 ， 进行 井上地面试验 ， 以获取 该地质结构 的有 关参数 ， 提 高控 制系统 的精度 。 3 ． 本 文是利 用采煤机 内部工 作参 数间接地 识别截 割应力状 态 ， 最 直接的 方法是利 用采 煤 机滚筒上的截齿直接 感受不同切 割状态 的应力 信号 。因此 有必要对三 向应 力截 齿和 信号通道 进行研 制。 骟 檀王 柞序 收 稿 日期 l 9 0 2 1 2 一 l 9 ‘ 修改 穑 日期 i 9 9 3 0 7 0 J 欢 迎 订 阅 欢 迎 投 稿 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆