发布时间：2014-08-12所属分类：科技论文浏览：1次
摘 要： 摘 要：调度绞车包括机械设备和拖动控制系统，是联系地下和地上的重要途径。绞车在运输过程中存在的问题，直接关系到矿山的生产效率和安全性，它的改善在一定程度上提高了煤炭的产量，降低了劳动成本;同时，也满足了煤矿行业现代自动化的发展的需求。 关键词
摘 要：调度绞车包括机械设备和拖动控制系统，是联系地下和地上的重要途径。绞车在运输过程中存在的问题，直接关系到矿山的生产效率和安全性，它的改善在一定程度上提高了煤炭的产量，降低了劳动成本;同时，也满足了煤矿行业现代自动化的发展的需求。
关键词：调度绞车,自动排绳,设计
一、现状
调度绞车是煤矿井下辅助运输中的重要设备，广泛应用与煤矿井下水平巷道、倾斜巷道提运材料、设备矿车组，以减轻工人的劳动强度、提高搬运效率。但由于受井下条件的限制，在安装调度绞车时，绞车滚筒中心线往往与钢丝绳轨道中心线不在一条垂线上。造成调度绞车在工作过程中普遍存在的一个问题就是：钢丝绳在绞车滚筒上缠绕不均，排绳紊乱而导致滚筒出现乱绳、咬绳、压绳等现象;尤其在工人操作不当的情况下，甚至造成钢丝绳只集中缠在滚筒某一侧的现象。这些现象的出现，容易使绞车钢丝绳牵引矿车组车辆运行时出现震动、冲击，钢丝绳跳动，特别是在调度绞车下方车辆时，轻则发生行车不稳、掉道等，重则断绳跑车、发生撞毁棚梁支护和人身事故等;同时，钢丝绳容易引起塑性变形和绳表面的划伤，既缩短了钢丝绳的使用寿命，也易造成断绳跑车事故。钢丝绳长期挤压会造成钢丝绳寿命降低;收放绳障碍会造成绞车负荷过大而降低绞车的寿命。绞车每次完成任务后，钢丝绳头都处于自由状态，由于自身弹性作用，会出现钢丝绳松圈，产生乱绳现象。所以研究既能够保护钢丝绳，又能有效排绳的绞车排绳器成了焦点。
现在的绞车排绳器从传动方式上分类主要有手动、机械传动、气压传动和液压传动、电动等多种结构形式，从结构上分类有一体的和分体的。分体的一般为借助绞车以外的动力来驱动排绳器，比如：手动、电动、液压传动和气压传动。手动的排绳器耗费人力，错误率是四种方式中最高的，危险性也是最大的;气压传动和液压传动的排绳器结构上基本一致，一般都采用分体结构，只是动力源不一样，但是气压传动是通过压缩空气来传动，由于空气压缩比较大，所以传动时速率不均匀;液压输出压力相等的情况下液压油缸体积更紧凑，传动速率也比较均匀，但需要一个液压泵站，费用较高。而一体式的则是通过绞车电机的动力来带动排绳，一般情况下要对绞车进行大改造，采用多个齿轮进行传动，最终达到排绳的目的，这种排绳器在加工过程中比较复杂，费用也相对较高。
二、调度绞车运输存在的问题
调度绞车包括机械设备和拖动控制系统，是联系地下和地上的重要途径。绞车在运输过程中存在的问题，直接关系到矿山的生产效率和安全性，它的改善在一定程度上提高了煤炭的产量，降低了劳动成本，也满足了煤矿行业现代自动化的发展的需求。调度绞车在工作过程中往往存在各种各样的问题，不仅会影响绞车正常工作，甚至严重的还会涉及到安全问题。
一是多数调度绞车不附带排绳装置，在加上绞车安装无法对中，钢丝绳跑偏，必然造成人工排绳，存在安全隐患。二是目前使用的排绳器大多以人力为源动力，工作简单重复，易使操作者产生困乏，从而引发事故。三是由于排绳器单件利润较小，且煤矿安全产品责任较大，一些厂家不愿涉足导致产品一直不能得以开发。因此，针对调度绞车排绳经常出现的问题，设计一种安全有效、便于安装的排绳装置是刻不容缓的。这样不仅保证了正常工作的进行，也为机械行业自动化发展提出了可行性的方案设计。
三、 设计原则、关键技术及创新点
根据调度绞车在工作过程中普遍存在的问题本文提出了以下设计原则。一是无需添加动力源，新型设计没有对人工的要求，所以不用添加动力源。二是便于安装，对绞车改装少且改装不影响绞车安全性，操作简单可行。三是结构简单，尺寸小，相对便捷。四是排绳可靠、有效，实际运用中能够提高工作效率。五是维修、更换方便等。为了满足以上设计原则，笔者设计的调度绞车排绳装置结合实际情况，利用排绳器导向技术和阻尼技术，以创新的设计理念和方法对自动排绳装置进行合理的研究和分析。
四、设计方案及工作原理
(一)设计方案
调度绞车排绳装置设计主要解决的问题有以下几条：稳定且同步的动力源;滚筒缠放绳在无张力条件下，造成的排绳不紧;钢丝绳入绳角太大，造成的排绳困难。针对调度绞车排绳装置工作中出现的以上情况，笔者提出了合理的设计方案，具体方案如下所示。
第一，根据调度绞车传动原理(见图1)，动力源选择调度绞车右制动轮端盖内大行星齿轮外侧轴(见图2，序号5)。绞车左刹车闸松开时，右刹车闸刹住大内齿轮，大行星齿轮除作自转外，还要作公转，这样的情况下带动了大齿轮架旋转，卷筒因与大齿轮架相联结，也旋转起来，即可进行调度，牵引之用。而大行星齿轮作公转时外侧轴旋转。左刹车闸刹住卷筒时，右刹车闸松开，此时卷筒被刹住，大齿轮架因与卷筒相联结，也不旋转，大行星齿轮不作公转，只有自转;同时，带动大内齿轮空转，重物因卷筒静止被停留在某一位置上，此时为停止状态。这是由于大行星齿轮不作公转，只有自转，外侧轴不旋转。综上所述可以看出，调度绞车右制动轮端盖内大行星齿轮轴作为动力源可保证与绞车工作同步进行。
图1 调度绞车传动系统图
图2 大齿轮架示意图
1.齿轮 2.齿轮 3.轴 4..轴 5. 大行星齿轮外侧轴
第二，添加阻尼轮防止钢丝绳无张力造成的排绳不紧而导致的乱绳。
第三，添加检验托辊，防止入绳角太大导致的无法排绳，排绳结构见图3。
图3 排绳装置结构图
1.钢丝绳 2.阻尼轮 3.从动链轮 4.拨叉 5.双向丝杠 6. 盒子 7.托辊 8.传动链条 9.主动链轮 10.滚筒
(二)调度绞车的工作原理
调度绞车工作过程中两阻尼轮夹紧钢丝绳，并对刚丝绳施加阻力，使钢丝绳拉紧。绞车运作时，大行星齿轮外侧轴转动，带动改造后与其接在一起的延长轴转动，从而使主动链轮转动。通过链条将动力传递到从动链轮，带动双向丝杠转动，盒子内拨叉在双向丝杠线槽运动，带动盒子以及与盒子相对位置固定的阻尼轮、托辊沿双向丝杠往复运动，钢丝绳在阻尼轮和托辊作用下完成在滚筒上的有序排列。
五、 设计技术与社会效益
(一)设计技术
1.可行性
此项方案对调度绞车的改动相对较小，只需加长大行星齿轮外侧轴(可使用反向螺纹连接外侧轴与加长轴)、改动端盖便可以为装置提供原动力;其它部件如双向丝杠，链轮等加工难度相对较低，具有较好的可行性。
2.可靠性
该装置所有部件均为常规机械元件，无电源，无防爆要求。零件更换方便。
(二)社会效益
本装置加工难度较低，结构相对简单，对调度绞车改装小，对现有绞车安装
方便可行，安装后可以大大降低绞车工人的劳动强度，一方面对经济效益有利;另一方面，对技术发展提供了可行方案。
六、结论
通过设计方案分析得出，提出了能够满足绞车自动排绳要求的新型设计方案，并且在生产实际中得到应用。调度绞车自动排绳装置的研究是切实可行的，自动排绳设计合理运用到调度绞车的工作中。这样的设计不仅可以降低劳动强度，减少成本，还能为煤矿行业的工作起到安全保障，对机械自动化方面也有重要的事件意义。
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