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煤矿井下架运运输装置的研发 为了减少工人出差的时间和精力，兖州采矿公司东滩煤矿和石家庄贝克采矿运输设备有限公司联合开发了高速架架式采矿设备。 1 吊装舒适性差 煤矿斜井人员运输有三种方式:① 用带式输送机载人;② 用斜井人车运输;③ 用架空运人装置(“猴车”)运输。 猴车有三类:① 活动吊椅猴车,适用于断面较小且倾角不大于13°的巷道;② 自锁式可摘挂吊椅猴车,适用于巷道倾角不大于24°的各类巷道;③ 固定吊椅猴车,适用于巷道倾角不大于30°的巷道,但要求巷道断面大,运输距离短,运输能力小。运行速度低,没有软起动和软停功能,乘坐舒适性较差,安全保障措施不够完善。高速架空运人装置的研制成功,实现了煤矿井下快速、安全的人员运送,达到了国际先进水平。 2 其他站组成 高速架空运人装置主要由驱动部、收绳装置、上下站、中间站、托压绳轮组、回绳站及张紧装置、吊椅、牵引钢丝绳、电控系统、安全保护装置和通讯装置等组成。主要技术参数为: (1) 驱动部制动装置 架空运人装置驱动部有机械传动和液压传动两种形式。液压驱动装置在高速运行的噪声大,目前国产大流量油泵和马达可靠性较差,而进口价格昂贵,易损配件供应不及时。故采用技术比较成熟,结构简单,日常维护和检修方便的机械传动形式。 驱动部机架为落地组合式,运输过程中可拆成小单元。机架是焊接件,焊接后进行整体震动定形处理,消除内应力,然后整体加工电动机和减速机的连接面及连接孔,以保证加工精度。 驱动部的制动设计为两级,高速端防爆液力推杆制动器为工作制动,另设计配备制动驱动轮的末级钳型安全制动闸,两级制动均为失效安全型。正常停机时,当电机频率缓慢降低到5Hz时推杆制动器施闸制动,设备完全停止后3～5s钳型安全闸施闸;紧急制动时,拉动急停开关或按动急停按钮,工作制动和安全制动同时作动,0.7s内系统断电停机,提高了系统制动的可靠性。在钳型安全闸安装闸板限位行程开关,通过PLC控制将其控制电路与主电机的控制相互闭锁。控制钳型安全闸的液压泵站为独立双回路设计,当某一回路出现故障时可迅速切换到另一回路,保证设备正常运行;控制钳型安全闸油缸的液压系统设有快速回油阀,紧急制动时快速回油,减少制动时间,提高制动速度。 目前架空运人装置多采用蜗杆减速器,高速运行时传动效率低,润滑油温升大,噪声大,输出轴端轴承润滑不良;蜗杆两端渗漏油。经过考察,确定选用德国SEW公司带强制润滑系统的螺旋锥齿轮-斜齿轮减速器。该减速器输出扭矩大、传动效率高,润滑性能好、运行平稳、噪声低,能长时间高速运行。 驱动轮选用德国BEORIT的K25轮衬,并采用倒燕尾槽楔式对插固定。轮衬与钢丝绳的摩擦系数0.25,允许比压5MPa,耐磨性好,耐油、耐水,能为系统提供较大的牵引力,减小系统张紧力,提高钢丝绳寿命,使系统运行更加合理。 (2) 管道乘降和体系安装 高速架空运人装置运行速度为2.5～3.0m/s,保证乘员的乘降安全是设备正常运行的关键。目前有两种办法:① 设置乘人胶带15m左右,运行速度1～1.5m/s,乘员站在胶带上摘挂吊椅,在走动中乘降。因乘人胶带设在巷道底板以下的皮带坑内,维护检修困难;② 设置滑道,吊椅放在倾斜的滑道上,自由滑动达到一定速度后与牵引钢丝绳接触,钢丝绳带动吊椅一起运行。乘员直立乘降。 本装置上下站和中间站滑道由长度5m、宽度约150mm钢板焊接而成,滑道倾角5°～6°。在滑道两端分别安装托、压绳轮组,调整和规范两端钢丝绳的高度,使滑道和钢丝绳的配合达到最佳状态。 限位控制设置设定相邻两次动作之间的最短时间间隔,防止乘员乘座间距过小;具备延时停机功能,当设定时间内限位控制装置无信号输出,即无人员乘座,系统自动停机,减低无效损耗,节约电能。 (3) 非滑动非动弹动非活动非扩大空间 吊椅抱索器上有四套免维护轴承,吊椅可在滑道上自由滑动,平稳接触或脱离钢丝绳;椅座采用螺旋弹簧和发泡海绵体双级减震,乘坐安全、舒适。吊椅抱索器为焊后加工件,经过专题攻关,保证加工质量。 (4) 托、压绳轮组、以托、压绳轮组安装 巷道上下变坡点设置双轮托绳轮和双轮压绳轮,上下站和中间站设置半轴托绳轮和半轴压绳轮,其它地点均采用一托一压布置方式,有效防止钢丝绳脱槽。绳轮镶有整体的非金属轮衬,减少钢丝绳的磨损和运行噪声;托、压绳轮组采用整体结构,安装、调试简单方便;可实现不停机加注润滑油;托绳轮直径为280mm,吊椅通过平稳。 (5) 液压驱动部分。系统需要设置2. 采用四象限回馈型防爆变频器可实现0～3m/s无级调速、软起动、软停车,设备在负载发电状态运行时的电流回馈,彻底解决跑车问题;遇到紧急情况,乘员可在全程的任意地点拉动拉线开关,直接控制PLC电控箱,停止设备运转,并在操纵台显示屏上显示作用开关的编号;系统设置旁路机构,当主控系统发生故障时,旁