立井提升楔形连接装置退楔器设计与应用

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1、立井提升楔形连接装置退楔器设计与应用大平矿何勇张庆宇机电处王文岩摘要本文基于立井提升楔形连接装置楔形环结构特征，设计出专用退楔器。并论述了楔形连接装置退楔器设计背景、设计方案和应用效果。关键词：立井提升容器提升钢丝绳楔形连接装置楔形环退楔器立井提升容器和提升钢丝绳的连接，采用楔形连接装置，是《煤矿安全规程》第四百一十六条中（五）所要求的。然而，在提升钢丝绳更换后调绳作业和日常检修调绳作业中，需要将连接装置楔形环内楔子推出楔形环，使提升钢丝绳在楔形环内自由窜动，便于调绳作业。由于楔子在连接装置楔形环内楔紧自锁

2、和井筒中环境条件差的影响，造成连接装置楔形环内楔子与左右壁板锈蚀严重，作业过程中楔子退出困难。在调绳作业时，利用传统退楔操作方法，即大锤和钎杆组合，反复敲击振动退出楔子十分困难，作业时间长，作业人员劳动强度大，工作效率低，存在的安全风险较多。本文根据连接装置楔形环结构，设计专用退楔工具，亦即退楔器。应用它进行楔形环退楔作业，具有操作便捷、劳动强度低、工作效率高和安全风险小等优点，有效地弥补了传统退楔操作方法的不足。1设计背景主提升钢丝绳更换后调绳作业和日常提升钢丝绳伸长量不同，造成不均衡受力，随着运行时间的

3、增加，各提升钢丝绳伸长量偏差就会越来越大，当楔形连接装置平衡油缸无法对提升钢丝绳张力自动调节时，即油缸出现下死点，必须进行调绳作业，否则楔形连接装置失去平衡作业，造成提升过程钢丝绳受力，钢丝绳使用寿命降低，易出现断绳事故。由于楔子在楔形环内自动锁紧和井筒中环境条件差的影响，长期运行造成楔子与左右壁板锈蚀严重，调绳作业时楔子难以松动，楔子退出困难。传统退出方法是钎杆和大锤配合退出，将钎杆顶在楔形环内楔子上部，利用大锤进行反复敲击钎杆30～45min完成1个楔子退出作业，整个调绳作业时间较长需要3～4h，工作效

4、率低。而且井筒作业存在工具井筒坠落和作业人员作业受伤安全风险，还存在大锤敲击过程造成提升钢丝绳和楔形环的损坏风险，安全风险较多。因此，设计退楔器旨在缩短楔形环中楔子退出作业时间，进而缩短整个调绳作业时间，提高工作效率；避免大锤和钎杆配合退楔过程中，大锤反复敲击时，井筒内发生工具坠落危险；避免作业时，由于操作人员失误，造成他人受伤风险；避免由于操作人员敲击钎杆偏离，造成提升钢丝绳和楔形环部件损坏风险。2简介摩擦式提升机钢丝绳张力自动平衡楔形连接装置主要由楔形连接装置、液压平衡系统、承力结构部件组成。而单个楔形

5、连接装置，由楔形环、中板、上连接销、挡板、压板、侧板、连通油缸、连接组件、垫块、中连接销、换向叉、下连接销组成。其中，中板和侧板通过挡板、压板、垫块、中连接销和连通油缸组成抽拉扣环结构，再通过上连接销和上部楔形环3连接，通过换向叉、下连接销和下部容器四角板相连，加上连接组件形成楔形连接装置。楔形环由楔子、楔背、保险吊环、左右壁板、连接销轴和绳尾夹紧卡子组成。结构如图1所示。图1楔形环结构图1——楔子；2-楔背；3——保险吊环；4——左右壁板；5——连接销轴；6——绳尾夹紧卡子楔形连接装置工作原理：采用闭环无

6、源液压连接式。无论是提升绞车处于运动或静止时，只要各提升钢丝绳存在张力差，张力差大的提升钢丝绳通过中板、垫块、侧板和压板压缩连通油缸使连通油缸活塞杆压缩，悬挂伸长，提升钢丝绳张力变小，油缸内的液压油通过连通管进入张力小的连通油缸内，使其活塞杆往外伸长，通过垫块、中板、压板、和侧板使悬挂装置缩短，提升钢丝绳张力变大，直到每根钢丝绳张力均相等，达到张力平衡状态，连通油缸停止运动。楔子安装工作流程是利用起重机和钢丝绳扣连接提升钢丝绳绳尾，将提升钢丝绳绳尾上提使楔子进入楔形环内，直到楔子接近恢复原位时停止，将提升钢

7、丝绳绳尾夹紧卡子锁紧，利用打压泵对连接装置油缸进行打压，楔形连接装置楔形环向下移动，当楔形环与提升钢丝绳反向受力时，楔子向上移动，使得提升钢丝绳自动锁紧在楔形环内。提升钢丝绳在动、静状态下实现张力自动平衡，不需停车调整。能减少因滚筒绳槽直径误差而引起的钢丝绳张力差。能减少或消除钢丝绳本身刚度误差引起的钢丝绳应力变化。能大大减轻提升机衬垫磨损、延长衬垫使用寿命。能有效提高钢丝绳使用寿命，减少因张力不平衡而造成的断绳事故。能大大减少或取消车削衬垫、测试张力、调整平衡、减少维护工作量。3设计方案为保证连接装置楔形

8、环原有结构和强度不改变的情况下，根据连接装置楔形环结构进行设计退楔器。在拆卸楔子时，为避免使用人力操作的安全风险，使用风动扳手。利用风动扳手动力大，固定块和振动杆均采用45#钢，并进行热处理，提高退楔器强度。由于楔形环楔子与左右壁板锈蚀严重，需要慢速高频振动，螺纹螺距设计成细牙，避免动力过大，造成螺纹损坏，中断调绳作业。利用连接装置楔形环上部梯形开口尺寸，制作一块退楔器固定块，中心钻M36螺纹孔,螺距2mm。加工