箕斗提升钢丝绳罐道中间水平稳罐装置研究
箕斗提升钢丝绳罐道中间水平稳罐装置研
究
第29卷第6期
2008年6月
煤矿机械
CoalMineMachine1
,.29No.6
Jun.2008
箕斗提升钢丝绳罐道中间水平稳罐装置研究
陈利强,郝群,王雷,林壮
(1.中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008;2.柳新煤矿,江苏徐州221000) 摘要:通过对钢丝绳罐道主井提升过程中中间水平箕斗摆动量的
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
,阐述了钢掣绳罐道
箕斗提升设置中间水平稳罐装置的必要性,
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
了一种机械手式的电动钢丝绳罐道中间水平稳罐
装置,投入使用后大大提高了提升效率,取得了很好的经济效益.
关键词;箕斗撂升;中间水平;稳罐装置:钢丝绳罐道
中图分类号:TD534文献标志码;A支章绵号;1003—0794{9-00~}Og一0133—03 StudyofCage—stabilizingDeviceforWireRopeGuideIntermediate
LevelinSkipHoist
CHENLi—qian~,HAOQun,WANGLei,LIN (1.CortegeofElectmmechanicalEngineering,ChinaUnivemityofMiningandTechnologyl
Xuzhou221008lChina;
2.LiuxinCoalMine,Xuzhou221000,China) Abstract:Byanalyzingaswayquantityoftheskipwhichadoptswire~ropeguideinhoistingpr
ocess,expounds
thenecessityofinstallingcage—
stabilizingdeviceintheintermediatelevel,anddesignsaelectromotivecage— stabilizingmachinehandwhichisusedintheintermediateleveltofulfillthegoa1.Oncethede
viceisadopted,
hoistingefficiencycanbegreatlyimprovedandsotmdeconomicbenefitscanbeachieved.
Keywords:skiphoist;intermediatelevel;cage—stabilizingdevice;wireropeguide
0前言
主井箕斗担负着全矿煤炭的提升任务,是煤矿
生产的一个重要环节,其提升效率直接影响着矿井
的产量.由于钢丝绳罐道装置具有结构简单,节约
投资,运行平稳等优点,近年来钢丝绳罐道在煤矿立
井提升系统中应用愈来愈普遍,随着矿井开采深度
不断加大,主井钢丝绳罐道多水平提升方式愈来愈
多,但其柔性大,与刚性罐道相比运行过程中容器摆
动量大,中问水平装载或直接通过的问题一直没有
得到很好地解决.因此,研究一种简单可靠的钢丝
绳罐道中间水平稳罐装置,对箕斗提升的安全生产
和提高经济效益具有重要的意义.
1钢丝绳罐道中间水平稳罐装置的使用现状
目前,国内在钢丝绳罐道提升系统中普遍使用
的中间水平稳罐方式为四角罐道稳罐.由于四角稳
罐道与提升容器间的间隙必须?10mill.因此,在
?多段速频率
多段速频率的选择如表1.
表1多段频率的选择
(3)变频器主要功能参数的设置
P0700=2,P0701=17,P0702=17,P0703=17, P0704=1.P0705=2.P0706=9
PIO00=3,P1001=25,P1002=50,P1003=8, P1004=0.P0731=52.3
3结语
速且调速范围宽,加速曲线呈s形,使加/减速平滑.
外围控制的PLC与相应传感器可构成闭环控制,具
有良好的动静态响应特性,带负载能力及抗干扰能
力,友好的人机界面实时监测系统运行情况,提高了
系统运行的可靠性.在获得良好调速性能的同时,
节能效果十分显着.
参考文献:
[1]李方园.变频器自动化工程实践[M].北京:电子工业出版社, 2007
[2]谭波,李燕林,谭冠政变频调速在矿井提升机中的应用[J].电器 工业,2005(4).
[3]郭月英.采用PLC控制方式的矿井提升机电控系统[J].科技情报 开发与经济,2005,15(16)
作者简介:宋爽(1970一),女,河北石家庄人,讲师,河北工业职 业技术学院信息工程与自动化系,主要从事自动控制方面的教学与 研究工作,电子信箱:songshuangO111@163COITI. 提升机采用变频PLC控制系统,实现了无级调收稿日期:2008-01—07 —
133—
Vo1.29N..6箕斗提升钢丝绳罐道中间水平稳罐装置研究二堡!笠箜鲞箜鱼塑 实际运行过程中,为防止全速运行的罐笼冲击四角
罐道,即使提升容器在中间水平不需停罐,系统也都
必须采取"减速一爬行一加速"的运行方式,从而使
控制系统复杂,易出故障,降低提升能力.
近年来对于副井罐笼提升出现了一种类似稳罐
摇台的中间水平稳罐装置.当提升容器需要在中间
水平停罐时,该稳罐装置从罐笼的两端将其固定住,
承受操车作业过程中产生的各种冲击力,以完成提 升容器在中间水平的装卸载任务.在中间水平没装 卸载任务时,稳罐器退出工作位置,使罐笼全速通 过,从而简化了传统稳罐的系统运行环节,缩短提升 循环时间,提高了效率.但对于箕斗提升,这种稳罐 装置受装载位置和箕斗外形尺寸的影响不易推广使 用,因此,解决钢丝绳罐道箕斗提升中间水平稳罐问 题显得非常重要.
2中间水平箕斗摆动量分析
在单绳系统提升过程中,容器的位移主要是提 升绳在载荷的作用下试图围绕其轴心线朝其捻向相 反方向开捻,带动容器旋转一定的角位移后产生的. 由于罐道绳的刚性随提升高度变化而变化,其横向 抗偏摆性能也相应变化,越接近井深一半的地方刚 性越小,抗偏摆性越小,因此,容器越接近井深一半 时其偏摆量就越大.下面以柳新煤矿主井为例来分 析这种偏摆量.
柳新煤矿属多水平开采的中型矿井,采用2个 4t箕斗提升,提升高度一水平282m,二水平497m. 采用,/,38密封式钢丝绳作稳罐绳,罐道绳在井筒中 的悬挂长度为520In,井窝固定,在井架上拉紧,每 根罐道绳上部平均拉力96460N.罐道绳的刚性系 数K是衡量箕斗抗扭摆性的主要参数,刚性系数最 小处离井窝绳端固定点长度
,.....—一
,
,————..,.一
日::/一1):220mg』-
式中——罐道绳两固定端距离,L:520m; ,T=96460N;
g——罐道绳单位长度重量,q=85.5N/m; a——罐道绳重量与下固定点拉力比值, 一
尚_0_855.
式中Q——罐道绳下端承受的张紧力.
由此可见,罐道绳的刚性最差处正好是一水平 箕斗的装载位置附近.每根罐道绳的最小刚性系数 K:4g广nq:542
.3N/m
N/m(规定),符合《煤矿安全
规程
煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载
说明}388条要求. 罐道绳的刚性系数最小处,罐道绳组对提升中心线 的最小弹性反作用力矩
=nDKn】i=3020.4Nm
式中n——每只箕斗上的罐道绳根数,n=4; D——罐道绳至容器中心距,Di=1.18m. 由于罐道绳组的最小弹性反作用力矩i位 于中间水平装载位置,箕斗装载时,提升钢丝绳的开 捻旋转力矩随载荷递增;煤流对箕斗的水平分量冲 击载荷大.前者使箕斗产生扭转,后者使箕斗发生 摆动.因此在整个提升过程中箕斗会不断地扭摆. 根据有关
资料
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箕斗在提升过程中其角点的最大扭摆 量
一=mQRDi/=0.105In
式中m——综合系数,取m=0.135; p——提升绳终端载荷重,Q=11124kg; R——提升钢丝绳的半径,R=0.017m; Di——容器角点至容器中心距离,Di=1.265m. 如果不采取四角罐道或刚性罐道稳罐措施,由 现场测定结果表明,空箕斗停在一水平装载位置时
最大扭摆量约为/2,在装载煤流冲击力作用下, 箕斗最大扭摆量可为3.由此可见,在中间水平 产生如此大的扭摆量,箕斗很难进入规定的正确位 置.装载设备的摆动溜煤嘴也不可能自由伸人箕斗 的进料口,无法进行正常装载,必须装设中间水平稳 罐装置,设法减少箕斗的扭摆量,达到稳定箕斗的目 的.
3钢丝绳罐道中间水平箕斗稳罐装置
如前所述,中间装载水平罐道绳的刚性系数最 小,同时装载煤流对提升箕斗的水平冲击负荷大是 导致箕斗扭摆量大的主要因素.所以限制箕斗扭摆 仅考虑提高罐道的刚性是不够的,还要设法改善提 升箕斗装载时的受力状态.理论验算和实测资料表 明,利用一260水平装设一组罐道定位装置,可以使 罐道绳的刚性大大增强.其弹性反作用力矩足以克 服箕斗的偏扭力.定位装置在效果上相当于固定 点.在容器的中心位置钢丝绳罐道受水平集中力作 用时,其罐道绳的刚性系数.
::2882N/m111J,一T/TT,一一
L,1L—L,1
事实上在每个箕斗的4根罐道绳中,只能在靠 近井壁的2根装设定位装置,这种情况下罐道组对 提升中心的弹性反作用力矩
由计算可知,罐道绳的最小刚性系数K>500M=2(K+K2)D=9156Nm
—…
134
第29卷第6期箕提丝绳堡主垩叠鳇苤量盟窒二二堕塑:笠::鱼
不考虑装载因素的影响,提升箕斗的扭摆量 ==
0.o333m
根据实测在装载煤流的冲击作用下,箕斗的扭 摆量为3U:0.1m.可以看出,在一260水平装设罐 道定位装置后,箕斗在中间水平装载时角点的位移 量仅为原来的1/3,所以在中间装载水平不需要装设 四角罐道或活动刚性罐道,箕斗的稳定性也能够满 足提升要求.因此柳新煤矿主井箕斗在中间水平稳 罐是通过对罐道定位来实现的.罐道定位采用机械 手形式(见图1),下面简称机械手.
机械手的回转轴4支承在固定槽钢的轴承体 上,当箕斗在中间水平装载时,电动推杆1伸出,推 动摇臂3绕轴4朝罐道绳方向旋转90.,与此同时机 械手的张口已将罐道绳推正.闭合连杆铰接机构 8,锁杆5压缩四连杆6合上机械手并自锁起来.对 罐道绳的抓持力可达10kN左右.
图1稳罐装置结构图
1.电动推杆2.大连杆3.摇臂4.回转轴5.锁杆6.四连杆 7.弹簧8.连杆铰接机构
当箕斗由中间水平更换到下水平提升时,应首 先打开连杆铰接机构,使锁杆复位.机械手瞬时被 弹簧拉开.在电动推杆缩回的同时摇臂回转90.,使 机械手迅速脱离罐道,移向井壁(如图虚线所示)与 箕斗保持500,600?狮的间隙,保证箕斗在此全速 通过的安全.同时稳罐执行推杆需要与深度指示器 的过放开关相联锁,机械手不退回,装载箕斗只能上 提,不能下放,防止撞坏机械手.
4技术经济效益分析
柳新煤矿中间水平稳罐装置投入使用后,简化 了井简装备,有效地解决了中间水平装载和通过的
问题,保证了提升安全.该稳罐装置可以有效地限
制容器摆动量,减少环节,缩短一次提升循环时间,
提高提升能力,每年可以增加产量约20万t,新增经
济效益5000多万元.另外推杆技术性能稳定,自
锁性好,工作可靠;由于每个提升循环都避免重复
加,减速和爬行,节省消耗在电阻上的大量电能.经
工业性试验表明:该中间水平箕斗稳罐装置操作简
单,维护量小,减少了运行时间和电耗,可以大幅
提高提升能力,有良好的推广应用价值.
参考文献:
[1]周辉.立井钢丝绳罐道中间水平稳罐装置研究[J].煤矿机电, 2002(4):15—20.
[2]陈复辉.立井钢丝绳罐道中间水平稳罐装置研究[J].江苏煤炭, 2002(2):20—21.
[3]张绍元林丽敏张风和.对端面罐道罐笼中间水平稳罐装置的探 讨[J].煤矿设计,1995(3):34—35.
[4]《煤矿安全规程》编委会.煤炭安全规程[s].北京:煤炭工业出版 社.2007.
作者简介:陈利强(1979一),河南平顶山人,2001年毕业于中国 矿业大学,现在读工程硕士,在中国矿业大学机电学院提升安全新技 术研究所从事矿井提升安全技术及装备的研究和推广工作,电子信 箱:qiang7906@126.coln.
收稿日期:2008—02—15
技术立企人才兴企质量强企品牌荣企
莱芜煤机公司自主创新成果丰硕
近日,在山东煤机集团召开的首届科技大会上,山东煤机集团莱芜煤机公司自主研发的步进式烧结机系统设计等3项成果荣获一等奖; N,16盘式加压过滤机等7项成果荣获二等奖;水仓清理系统等13项成果荣获三等奖,另有13名工程技术人员被评为"优秀科技工作者".
近年来,莱芜煤机公司坚持"科学技术是第一生产力"的战略思想,确立"技术立企,质量强企,人才兴企,品牌荣企"的发展战略,把提高自
主创新能力摆在突出位置,倡导"精,准,严,细,实,恒"的"六字"工作标准,在产品开发,产学研合作,技术管理,技术改造,体系运行等方面结出
累累硕果,为该公司经济效益持续增长奠定了良好基础.
在产品开发方面,为保证技术创新工作的顺利开展,营造勇于创新,敢为人先的良好氛围,该公司先后制定下发了《科技项目管理办法》和
《科技成果奖励办法》,为技术创新工作搭建了良好的政策平台.仅1991,20O6年,完成新产品鉴定22项,获国家专利32项,主持编制完成国
家行业标准3项.加压过滤机被认定为"中国知名过滤机十佳品牌",并获"全国用户满意产品"称号,烧结机被认定为"中国知名烧结机十佳名
优品牌","兴华牌"商标被评为"山东省着名商标".
在产,学,研合作方面,积极探索新模式,研究通过技术人股,资产重组等模式与院校和科研所单位搭建研发中心,形成利益共享,风险共担
的创新联盟,建立长效稳定的合作机制,完善技术创新管理体制和分配激励机制,导人了绩效工资制.目前,该公司与中国矿业大学,山东大
学,山东科技大学,平顶山选煤设计研究院,济南煤矿设计研究院,武汉科技大学等十多家校,院,所建立了长期稳定的合作关系.
在技术管理和技术改造方面,技术人员的技术创新理念和市场服务理念得到转变,创市场,闯市场的积极性有很大提高.技术人员先后参
与市场定货和销售服务120人次,其中56个项目定货成功,涉及定货额达15000万元.在内蒙古泰生2×90m2步进式烧结机项目定货中,工程
技术人员发挥了重大作用,充分运用技术导向的优势,取得了这一重要项目的定货成功,是"反客为主"营销方法的典型成功案例,为今后以技
术创新引领市场创造了新的经验.同时,该公司不断加大技术改造力度,完成压滤机,破碎机专业化生产线,整合理顺成立了自主经营为主的
新型压滤机公司和破碎机公司,经过投产运行,取得了明显的经济效益.据统计:1998,2006年,该公司完成新产品设计,重大改进,系列化设
计,引进,特殊设计项目282项.
在体系运行方面,IS09001质量管理体系,18014001环境管理体系,"CCC"认证体系,国家IS010012—2003测量管理体系,IS018001—1999职
业健康安全管理体系等长期保持有效运行.质量管理,质量检查,计量管理等工作得到加强.大力加强技术中心建设,保持了"省级技术开发
中心"荣誉称号.苗成标供稿
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