石槽村礦操車技術革新論文

1、液壓集中控制銷齒操車設備馬中興(神華寧煤集團石槽村煤礦，寧夏銀川750411 )摘要：以機械設備為基礎，采用液壓傳動的方式、通過電氣化設備對操車進行集中控制。關鍵字：液壓 集中控制 自動化前言目前我國已建成國有礦山企業(yè)8840個，集體與個體礦山企業(yè)26萬個，開發(fā)建設了8000多座礦山，年開采礦石量約50億t以上。隨著我國工業(yè)化的迅速發(fā)展，對礦產資源的需求與日俱增?，F有礦山加大開采力度及加大新礦開發(fā)速度都需要采購大量裝備，同時還有大量需要更換的老舊及落后設備，由此可見我國礦山裝備有著巨大的市場需求國際金融危機的進一步蔓延，迫使各行業(yè)進行技術創(chuàng)新、產品結構升級。礦山行業(yè)也不例外，故2009年我礦機

2、電科組織了6批次人參觀了徐州煤礦安全設備廠、徐州中礦提升安全設備有限公司、濟寧中煤公司、武漢云竹機電新技術有限公司以及徐州中礦博皓科技有限公司；對其中的操車產品進行調研考察工作。觀感：0 引言操車設備主要組成包括液壓集中動力站、液控搖臺、裝罐銷齒推車機、液控阻車器、折疊式安全門及液控道岔等，選用操車設備應遵循下述原則：1、 要保證停罐平穩(wěn)，便于各項作業(yè)有效地進行。2、 選用的設備安全可靠并便于實現機械化和聯動操作或集中操作，盡量減輕體力勞動。3、 要方便上下人員，材料和設備。4、 應盡量減少罐籠進出車的休止時間，提高生產效率。1 特點1) 大量采用了新技術、新材料、結構更加合理、布置簡單、占用

3、空間??；機械設計新穎，工作可靠、靈敏、維修工作量少。2) 精心確定了最佳工藝，最大限度的滿足現場需要，能推車、調車、進罐推車，緩慢啟動，快速運動，緩慢停止工作。既降低了能耗，又減輕了對罐籠、罐道的沖擊，延長了設備壽命，減少了維護量，提高了生產效率。3) 對液控系統(tǒng)采用了優(yōu)化設計，減少了元器件的數量，其使用可靠性和安全性都有較大提高。4) 易操作，適合老系統(tǒng)操作工的習慣操作順序2 系統(tǒng)結構原理1) 罐籠承接裝置液控搖臺是用于連接罐籠內外軌道，并使之盡可能平穩(wěn)地交換罐籠內外礦車的設備，同時在提升過程中由于鋼絲繩的性能、規(guī)格、運轉時間的長短，負荷變化等的不同，使鋼絲繩長度發(fā)生程度不同的變化，罐籠承接

4、裝置也用以調節(jié)、補償提升鋼絲繩長度的變化。 目前常用的罐籠承接裝置有支罐機、搖臺，井口搖臺、井底自補償托罐搖臺a) 支罐機 支罐機要求罐籠必須有單獨的活動底盤，這就使罐籠結構變得更復雜而且質量大，同時操作時間較長，增加了提升循環(huán)時間，因而沒有得到推廣。b) 搖臺井口窄罐采用了CYY6/2液壓配重結構，側動驅動，液壓站必須保證搖臺在不工作時始終處于抬起狀態(tài)，設備須同時具有機械和液壓自鎖。工作時靠搖臺自重復位，搖臺采用后置配重結構且配重可調，搖臺留有手動操作手把，用作緊急狀態(tài)下使用。搖臺工作時，液壓缸縮回，搖臂落下與罐籠搭接，搖尖與罐籠內導軌襯的結構能保證側向定位可靠。序號名稱單 位規(guī)格和參數1進

5、車搖臂長度mm15002出車搖臂長度mm15003兩側軌面高差mm2004調節(jié)高度mm±2005承接強度T606軌 距mm6007液壓缸型號DG-JB63E活塞直徑mm63工作行程mm350工作壓力MPa358型 號CYY6/2井底采用CYY6/4液壓配重結構，側動驅動，液壓站必須保證搖臺在不工作時始終處于抬起狀態(tài)，設備須同時具有機械和液壓自鎖。工作時靠搖臺自重復位，搖臺采用后置配重結構且配重可調，搖臺留有手動操作手把，用作緊急狀態(tài)下使用。搖臺工作時，液壓缸縮回，搖臂落下與罐籠搭接，搖尖與罐籠內導軌襯的結構能保證側向定位可靠。序號名稱單位規(guī)格和參數1進車側搖臂長度mm18002出車側

6、搖臂長度mm23003進出車側軌面高差mm2004調節(jié)高度mm±2005軌 距mm6006液壓缸型 號DG-JB80E活塞直徑mm63工作行程mm350工作壓力MPa467型 號CYY6/4c)THT型罐籠安全承接裝置專利產品（專利號：ZL97247391.2）THT型提升容器安全承接保護裝置，利用強力彈簧蓄能器吸收罐籠落罐時的動能，當罐籠以爬行速度正常落罐時，由于該裝置有一定初始托罐籠力，從而柔性托住罐籠。其優(yōu)點：能保證上、下井口同時對罐；具有托罐穩(wěn)罐功能；具有防蹾罐緩沖功能； 安裝方便，運行安全可靠，維護量極?。粚?、多繩提升均能適用；2) 裝罐推車機 裝罐推車機是罐籠井的井口或

7、井底各水平車場，用以推動礦車，進行罐內外礦車交換的一種機械設備，是副井車場作業(yè)機械化的主要設備。 目前我國煤礦使用的裝罐推車機的結構形式主要有：電動上方推車機、風動推車機、繩式推車機、氣連式推車機、直線電機推車機、銷齒推車機。推車機采用TCX型銷齒式進罐推車機，最大推力為30KN，井口、井底推車機行程為15m，推爪可自動起落，推車機滑輪須裝有自潤滑軸承、外殼應包有高分子復合耐磨材料，推車機速度、壓力均可調，實現自動化裝罐、卸罐、調車等作業(yè)，采用低速大扭矩液壓馬達驅動，安裝布置方便，傳動系統(tǒng)轉動慣性小，緩沖性能好，運行平穩(wěn)，可節(jié)流調速。銷齒推車機技術特征序號名稱單位規(guī)格1額定推拉力KN302操車

8、運行速度m/s0.5-1.03最大操車行程m15154最大爬坡角度度7.55液型號QJM32-1300壓排量Ml/r1300馬工作壓力MPa16達最大扭力Nm40006型號TCX-15/63) 阻車器采用ZDY-9單式液壓阻車器，有一對阻爪和彈簧緩沖裝置，當車輪撞擊阻爪時，阻爪使套在固定軸后部的彈簧壓縮，撞擊的能量便為彈簧吸收。阻爪的尾部通過連桿和操縱機構連接，液壓缸活塞桿的往復運動使兩個阻爪同時打開或關閉，關閉時阻車，打開后礦車即可通過。阻車器驅動結構簡單，除阻爪外無突出地面的部件，外觀平整，利于人員通行。要求阻車器使用液壓缸為動力，使用擺動式液壓缸，避免阻車器位移時損壞液壓缸。阻車器技術特

9、征表序號名稱單位規(guī)格井口井底l軌距mm6002礦車規(guī)格t1.5t3允許最大撞擊噸位t504阻爪最大位移mm1005液壓缸型號DG-JB50E活塞直徑mm50工作行程mm250工作壓力MPa356型號ZDY-64) 液壓推拉式安全門安全門防止人員或礦車誤入危險區(qū)，發(fā)生墜井事故而設置的一種安全設備，其特點：可靠的防護作用，開啟靈活，方便井口.底的各項作業(yè)，不妨礙長材料及設備下井。本安全門采用液壓缸推動（垂直方向），液壓缸行程400mm，缸徑50mm。5) 液動分車道岔現有道岔換向裝置只有手動、腳踏式的，存在費時、費力和移動不到位的現象。本實用新型道岔由液動代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動或腳踏，它省力、省時，而且還

10、有傳動精確，降低危險發(fā)生的優(yōu) 道岔技術參數：序號名 稱規(guī)格或參數1道岔系列ZDC930/3/62道岔類型對稱雙開型3軌距600/900mm4軌型30kg/m5轍叉號126曲線半徑15m3 液壓系統(tǒng)1）概述液壓站為安全門、搖臺、推車機、阻車器等提供動力，是整套設備唯一的動力源。本液壓系統(tǒng)有以下特點：a 具有調速控制功能，使推車機可以變速運行。b 可以提供高速大推力和低速小推力的輸出。c 系統(tǒng)按高壓設計，但工作在中低壓區(qū)。d 為保證系統(tǒng)可靠及維修方便，采用一箱雙機集中控制，雙泵雙電機，一路工作，一路備用，防過載采用多重保護。e 為進一步提高系統(tǒng)可靠性，防止泄漏，采用整體集成塊技術。管路全部采用高壓

11、膠管，更便于安裝維修。f 液壓缸采用高可靠性重型液壓缸，雙端緩沖。液壓系統(tǒng)技術特征表序號名稱單位規(guī)格與參數井口+1415井底+9001額定壓力MPa12.52額定流量L/min353電磁換向閥DSG-03-3B2-AC4電磁溢流閥DBW-G03-105電機功率KW7.5額定電壓V3806606開關防爆型磁力啟動開關7數量臺QBZ-60/380QBZ-60/6608型 號YAZ-12）液壓系統(tǒng)構成及基本原理液壓系統(tǒng)主要由液壓泵站、頂升油缸及連接它們的高壓膠管組成，較詳細組成見液壓系統(tǒng)原理圖。3）液壓系統(tǒng)原理圖（附）電磁閥：系統(tǒng)能自行卸荷，當電磁閥前推（后拉）時，頂升油缸活塞桿伸出（縮進），從而實

12、現頂升機構的上升（下降）。溢流閥：用于保護系統(tǒng)壓力不致于超載，溢流閥出廠時已調好，不必要時，用戶不得隨意調整。4）液壓系統(tǒng)的使用注意事項a 液壓油液壓系統(tǒng)使用的液壓油推薦使用：冬季HM32液壓油工作，溫度1070，夏季HM46液壓油。北方：合成淀子油（GB44264）或20液壓油，應注意保護工作油液的清潔度，加油前，應通過濾油機（過濾精度10U）加油，加油口位于油箱上蓋板，并裝有空氣濾清器，對加入油箱的油再進行一次粗過濾。使用過程中，若發(fā)現油液乳化或雜質過多，應及時更換新油。使用過程中，液面最好位于油窗之中部，若低于該位置，應及時加油。系統(tǒng)中回濾油器應經常拆洗，累計200小時拆洗一次，經多次清

13、洗后，達不到過濾的作用時可更換濾芯。b 電機的接線電機接線應使用機為順時針方向旋轉（俯視電機風葉應為順時間指針方向旋轉），若接錯，泵不打油，該系統(tǒng)不能工作，且易損壞油泵。c 系統(tǒng)排氣若油缸或管路中混有空氣，會出現爬行或抖動現象，因此在正式運行前需先空運行兩次以上。d 壓力調節(jié)系統(tǒng)工作的最大壓力由溢流閥決定，在系統(tǒng)出廠前已由專業(yè)人員按系統(tǒng)額定壓力調定好，用戶使用和維修過程中若需調節(jié)，可以先松開溢流閥的調節(jié)手柄上的并緊螺帽，旋入調節(jié)柄可使系統(tǒng)最大工作壓力升高，旋出調節(jié)柄可使系統(tǒng)最大工作壓力降低。注意：調節(jié)壓力時不允許超過“液壓系統(tǒng)主要技術參數表”中相應的最高壓力，并記住在調節(jié)完畢后，將鎖緊螺帽并緊

14、，以免松動。5）故障原因及排除方法故障原因分析排除方法油缸頂升時抖動及噪音1 油缸及油路中混入空氣導向滾動機構或軸承配合過緊或過于磨損1 排氣修理或更換油缸有負荷后自主下降油缸內泄或漏管路或有關接頭漏油 更換有關密封件檢查排除油缸頂升速度太慢 油泵磨損，效率下降油箱內油位過低油泵疲勞阻塞 油缸內泄（活塞油封損壞）油路或有關接頭漏油手動換向閥換向不到位或泄漏修理更換 加油 清洗或更換 更換有關密封件檢查排除檢修或更換油缸頂升無力或不能頂升油箱油位過低 電機反轉 溢流閥調定壓力并緊螺帽松動降低管路或接頭漏油溢流閥打不開加油 重新接線使電機正轉重新調節(jié)溢流閥手輪檢查并排除溢流閥拆洗4 系統(tǒng)模型計算1

15、) 推車機馬達計算按照寬罐最大重物G = 43T計算，根據鎖罐和提升機電控及信號廠家提供的技術條件，鎖罐搖臂最長為1500mm；寬罐到達井口的可控誤差在±20mm至±50mm之間。= arg50/1500=1.9°取靜摩擦系數=0.02推力Fmax=G×Sin1.9°+G×cos1.9°×0.02 =43×0.033+43×0.999×0.02 =22.86KN銷齒推車機齒輪半徑為150mm扭矩N=F*S=22.86×0.15=3429N·m根據以上最大扭矩選取馬達型號QJM32-1300，此馬達額定排量為1300ml/r,轉速為10100r/min,額定壓力為16Mpa，最大扭矩為4000 N·m。2) 電機功率計算理論流量=1.3×100×0.8=104L/min電機功率為：=(104×0.8×16)/60=22.1kW3) 推車機轉速計算推車機運行速度與液壓馬達轉速密切相關：馬達銷齒輪轉一圈運行的距離S=R=3.14×300=0.94m取馬達最低轉速為10r/min=0.17r/s,所以推車機最小速度vmin=0.17×0.940.16m/s.取馬達最高轉速為100r/m