无极绳绞车连接装置的研制与应用.docVIP

PAGE PAGE 4无极绳绞车万向硬连接装置的研制与应用晓南矿 李盛摘 要 本文介绍了过去无极绳绞车连接装置的不足和新型硬连接装置的研制和应用。对必威体育精装版改进的万向硬连接装置进行了强度计算。本文可作为类似无极绳运输连接装置改造的一种参考方案。关键词 无极绳绞车 万向硬连接装置 强度计算 改造引言 无极绳绞车是以钢丝绳牵引的煤矿辅助运输设备。直接利用井下现有轨道系统，实现不经转载的连续运输。适用于长距离、大倾角、多变坡、大吨位工况条件的轨道运输，可代替目前普通调度绞车逐台接力的运输方式，节约大量人力，安全性能好，劳动效率高。2000年，晓南矿在西三一期七层回风巷安装了一台SQ型无极绳绞车，2011年，又在二水平南翼西皮带道、1416运顺分别安装2台类似无极绳绞车，新安装的无极绳绞车应用了必威体育精装版的变频控制技术，实现无极调速，相比原来的换挡机械调速，又有了很大的改进，无极绳绞车整体性能不断提高，功能日益完善，应用效果比较理想，减少了操作人员数量和维护量，减轻了操作维护人员劳动强度，工作效率明显提高，与传统的调度绞车相比，有很大的优越性。但是无极绳绞车的连接装置仍然存在严重不足。过去，与无极绳配套的连接装置通常是扁环、钢丝绳扣等软连接，如果运输木材、锚索、钢管等长材时，连接装置比较长。在遇有下坡时，梭车后面的材料车由于重力作用，会加速前进。这时，梭车与材料车以及材料车与材料车之间的软连接会向下打弯，很容易刮卡轨道上的抗绳轮等附属设施，损坏轨道附属设施，严重时，会导致连接装置甚至牵引绳断裂，材料车掉道、翻车等严重事故，经常中断生产，还可能发生人身伤害事故。为此，我们研制了新型万向硬连接装置，很好地解决了上述问题，保证了无极绳绞车的安全运行。 硬连接装置的研制硬连接装置用30mm×100mm×800mm的铁板制作，为增加强度，在需要加工孔的位置另外焊接一块10mm厚的铁板，然后在两侧加工比材料车或梭车销轴直径略大的孔。与梭车和材料车连接。硬连接的优点在于任何时候都不会打弯，不会与轨道附属设备有刮卡。制作完成后，矿规定无极绳运输必须使用硬连接装置。但是过一段时间以后，总有使用单位私自把硬连接装置改回原来的软连接。我们分析原因，与使用单位沟通后发现该硬连接虽然解决了连接装置与轨道附属设施的刮卡问题，但也存在不足。主要是运输钢管、锚索等长材且梭车过有坡度的轨道时，如果梭车已经在平道，而材料车还在坡上（如图1所示），此时，要使梭车和矿车都平稳运行，连接装置必须弯曲，而该连接装置连接处调整余量及本身变形量很小，梭车的后轮和矿车的前轮都有被抬起的趋势，再加上矿车受重力作用，速度加快，大于梭车运行速度，对梭车造成一定的冲击，所以在变坡点非常容易发生掉道翻车的事故。图1 梭车过有坡度轨道示意图对于硬连接装置存在的问题，我们组织使用单位，相关技术人员深入现场观察实际运行情况，研究解决方案，反复试验、不断改进。最后，研制了新型万向硬连接装置，很好地解决了软连接装置和普通硬连接装置存在的不足。 硬连接装置的进一步改进万向硬连接装置结构比较简单，如图2所示。图2 新型万向硬连接装置示意图主要是由万向叉、连板、销轴组成，万向叉和连板都是用Q235A圆钢整体锻造成毛坯，然后进行机加工制造而成，不焊接，保证强度。连板两侧加筋板，增加连板强度。各连接处用φ50的销轴连接。矿车的前后碰头连接处分别为一个横销和一个竖销。万向硬连接装置的两端分别与一个矿车（或梭车）的后碰头及另一个矿车的前碰头处连接。由图中可以看出，使用万向硬连接装置后，遇有图1所示坡度时，A轴处可在水平方向自由转动，B轴和C轴处可在竖直方向自由转动，保证连接装置传递给矿车的力是沿着轨道方向，彻底解决了普通硬连接装置存在的上述问题。万向硬连接装置的强度计算对硬连接装置进行受力分析，找出强度最小处进行计算，由图3可以看出，在过φ50孔直径的横向截面处强度最小，计算该处可承受的最大载荷即为硬连接的最大载荷。选用硬连接材料为Q235A，厚度为30mm，无极绳运行区域最大坡度13°。查机械设计手册，可知Q235A抗拉强度为375~500N/mm2，偏于安全考虑取σb=375 N/mm2。截面积S=30×（20+20）=1200（mm2）；《煤矿安全规程》规定：无极绳的连接装置安全系数不小于8，取安全系数n=8，则该处能承受的最大拉应力Fs =Sσb /n=56.25KN梭车和矿车在最大坡度处向上运行时，硬连接装置受力最大。 图3 万向叉如图4所示。图4 斜坡上的受力示意图矿车轮与轨道的滚动摩擦系取0.015，在沿坡度万向，认为矿车做匀速运动，则静力平衡F1=μN+F2=Gcos13°×0.0015+Gsin13°=0.24GF1≤Fs，即0.24G≤56.25N，G≤234.3