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1、新产品煤炭工程2008年第12期矿用调度绞车排绳机构的研制1,21赵振保,张晓珂(11中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;21山西煤炭职业技术学院,山西太原030031)摘要:针对矿用调度绞车普遍存在的乱绳、咬绳、压绳、垒绳等现象,提出了在调度绞车上安装机械强制同步自动排绳机构,研究了该机构在水平方向上的分运动位移量与绞车滚筒缠绕或放下钢丝绳直径的位移量,得出了拨绳滚筒圆周旋转运动与绞车滚筒转速之间的协同匹配关系,实现了钢丝绳在绞车滚筒上有序整齐的排列。试验结果表明:该机构排绳效果很好,具有良好的应用前景和市场推广价值。关键词:调度绞车;自动排绳;椭圆齿轮;拨绳滚筒
2、中图分类号:TD526文献标识码:B文章编号:1671-0959(2008)1220098203动一个钢丝绳直径大小的位移量,保证钢丝绳能整齐地排0引言列在调度绞车滚筒上。调度绞车是煤矿井下辅助运输中的重要设备,广泛应为了实现自动排绳的目的,采用椭圆齿轮(偏心正圆齿用于煤矿井下水平巷道、倾斜巷道提运材料、设备矿车组,轮)结构的机械强制同步自动排绳方案,其组成和系统结构以减轻工人的劳动强度、提高搬运效率。但由于受井下条示意图如图1所示。件的限制,在安装调度绞车时,绞车滚筒中心线往往与钢操作调度绞车工作时,由绞车滚筒中轴(即太阳轮轴)丝绳轨道中心线不在一条垂线上,造成调度绞车在工作过带动主动
3、链轮1转动,主动链轮1通过链条2将动力传送给从动链轮3,保持链轮1、3中心线平行,中心距由安装程中普遍存在的一个问题就是:钢丝绳在绞车滚筒上缠绕位置确定,一般自动排绳机构安装在调度绞车的正前方,不均,排绳紊乱而导致滚筒出现乱绳、咬绳、压绳等现象;安装位置确定后中心距不可调。从动链轮3带动蜗杆4转尤其在工人操作不当的情况下,甚至造成钢丝绳只集中缠动,通过涡轮5减速,并改变运转方向,再由涡轮轴上的绕在滚筒一侧的现象。这些现象的出现,容易使绞车钢丝椭圆齿轮(偏心正圆齿轮)6带动中间轴上的另一个椭圆齿绳牵引矿车组车辆运行时出现振动、冲击,钢丝绳跳动,轮(偏心正圆齿轮)7转动,中间轴上的小齿轮8再
4、带动大特别是在调度绞车下放车辆时,轻则发生行车不稳、掉道齿轮9转动,最后通过摇臂10使两个拨绳滚筒11做弧线等,重则断绳跑车、发生撞毁棚梁支护和人身事故等;同运动,将钢丝绳有序地缠绕在调度绞车滚筒上。弧形托轮时钢丝绳容易引起塑性变形和绳表面的划伤,既缩短了钢12装在下连接板的一侧,便于钢丝绳的运动,并在完成一丝绳的使用寿命,也易造成断绳跑车事故。针对矿用调度次操作钢丝绳端卸载,因钢丝绳弹性而使绞车上的钢丝绳绞车普遍存在的问题,许多学者进行了大量的应用研究,松圈。但其使用效果均不理想。本文提出了一种可以应用于煤矿椭圆齿轮6、7的齿数和模数决定了排绳机构形成的水井下的椭圆齿轮结构的机械强制同
5、步自动排绳方案,对其平方向的行走位移量,即两拨绳滚筒在水平方向的分运动结构系统进行了理论与实验研究。位移,实现绞车滚筒转动一圈,两拨绳滚筒在水平方向的分运动位移量为一个钢丝绳直径;两拨绳滚筒的圆周旋转1机械强制同步自动排绳机构设计方案运动由摇臂10带动;排绳机构系统减速由涡轮蜗杆4、5自动排绳机构的基本原理就是能够根据调度绞车收放和大、小圆柱齿轮8、9完成,使两拨绳滚筒的拨绳速度与钢丝绳时连续调节收放速度的需要,自动调整排绳机构形绞车滚筒的转速相匹配。成的水平运动,使排绳机构形成的水平方向的运动位移能2机械强制同步自动排绳机构机理分析够动态跟踪调度绞车滚筒的转动位移。即调度绞车滚筒每转一
6、圈,收放一圈的钢丝绳,排绳机构就要相应地水平移自动排绳系统实际上是一个动态的位置跟踪系统,最收稿日期:2008-08-06基金项目:国家“十一五”科技支撑计划(2006BAK03B0303,2006BAK04B00)作者简介:赵振保(1965-),男,山西新绛人,副教授,博士研究生,从事煤矿机械、安全及粉尘防治方面的研究。982008年第12期煤炭工程新产品1n滚v=(3)2n此自动排绳机构采用椭圆齿轮(偏心正圆齿轮),对椭圆齿轮(偏心正圆齿轮)的控制精度要求很高,因此,式(2)和(3)是非常重要的,它直接影响着钢丝绳的排列效果,其钢丝绳在绞车滚筒上缠绕或放下一个来回,排绳两拨绳滚筒就必
7、须旋转一圈。当绞车滚筒按指定的方向和速度转动来实现钢丝绳的收放时,绞车储绳滚筒转过一圈,滚筒上的钢丝绳增加或减少一圈,排绳两拨绳滚筒就必须向左或向右在水平方向移动长度为一个钢丝绳直径的位移量,才能保证钢丝绳整齐地排列在滚筒上。椭圆齿轮(偏心正圆齿轮)用来保证摇臂旋转速度的同时,其主要作用使两拨绳滚筒排绳沿水平方向的位移量满足绞车滚筒缠绕或放下钢丝绳直径的位移量,从而使钢丝绳有序的排放在滚筒上。摇臂足以满足大负荷绞车的需要,大大提高了
