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礦用提升機(jī)垂懸鋼絲繩回收裝置設(shè)計(jì)研究

發(fā)布時(shí)間：2021-02-18 16:51　文章來(lái)源：未知　文章作者：admin　點(diǎn)擊數(shù)：

引言 在煤礦深井運(yùn)輸中最常用的提升機(jī)類型為摩擦型提升機(jī)，并安裝有多根鋼絲繩進(jìn)行拉伸運(yùn)輸。鋼絲繩在長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)后容易出現(xiàn)磨損、銹蝕，甚至斷裂的情況。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》


引言
在煤礦深井運(yùn)輸中最常用的提升機(jī)類型為摩擦型提升機(jī)，并安裝有多根鋼絲繩進(jìn)行拉伸運(yùn)輸"。鋼絲繩在長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)后容易出現(xiàn)磨損、銹蝕，甚至斷裂的情況。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，應(yīng)及時(shí)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行更換。對(duì)于多繩摩擦型提升機(jī)的鋼絲繩更換工藝也是對(duì)專業(yè)技術(shù)要求較高的工作過(guò)程，目前常采用的垂懸鋼絲繩更換回收方法主要分為絞車法和舊繩帶新繩法，兩種方法都具有各自的工程特點(diǎn)，但也同時(shí)存在一定的技術(shù)缺陷，無(wú)法有效保證在鋼絲繩回收過(guò)程中的安全性、可靠性2。在回收鋼絲繩時(shí)，主要出現(xiàn)的問(wèn)題為鋼絲繩在扭矩作用力下會(huì)有離心力的產(chǎn)生，導(dǎo)致鋼絲繩之間的纏繞；人工拉拽回收鋼絲繩，必須對(duì)鋼絲繩進(jìn)行阻斷切割，這樣的方法安全性較低，對(duì)人力、物力的成本投入不具有經(jīng)濟(jì)性。因此，設(shè)計(jì)出一種能夠?qū)︿摻z繩進(jìn)行連續(xù)回收的裝置，在回收過(guò)程中能夠減小鋼絲繩內(nèi)部扭力，防止纏繞發(fā)生，降低工作成本，最終達(dá)到保護(hù)作業(yè)人員安全的目的。

1鋼絲繩扭轉(zhuǎn)作用機(jī)理
1.1鋼絲繩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在設(shè)計(jì)鋼絲繩回收裝置之前，應(yīng)對(duì)鋼絲繩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解掌握，才能設(shè)計(jì)出有針對(duì)性的回收裝置。提升機(jī)所用的鋼絲繩可以分為兩大類，當(dāng)鋼絲和繩股捻制方向不一致的時(shí)候，該類型為交互捻鋼絲繩；相反，當(dāng)鋼絲和繩股捻制方向一致的時(shí)候，該類型為同向捻鋼絲繩。兩類鋼絲繩結(jié)構(gòu)類型在技術(shù)特點(diǎn)上完全不同，交互捻制鋼絲繩的外表比較僵硬，在表面的粗糙度較大，具有較強(qiáng)的彎曲應(yīng)力，但是在受到力后的恢復(fù)力較好：同向捻鋼絲繩的外表面比較光滑，彎曲應(yīng)力較弱，因此該類型鋼絲繩比較柔軟，具有較長(zhǎng)的使用壽命。同時(shí)，提升鋼絲繩主要采用單層股的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
1.2鋼絲繩扭轉(zhuǎn)原理
了解鋼絲繩的扭轉(zhuǎn)原理是設(shè)計(jì)鋼絲繩回收裝置的前提。在礦井垂直提升時(shí)，提升機(jī)在拉動(dòng)鋼絲繩時(shí)都要經(jīng)過(guò)天輪，此時(shí)鋼絲繩就會(huì)發(fā)生頻繁的正反向彎曲。無(wú)論鋼絲繩是提升或者是下降，都會(huì)使得鋼絲繩在天輪處呈彎曲狀態(tài)。鋼絲繩在彎曲時(shí)截面所受到的載荷主要與截面的拉伸載荷、終端掛載的載荷、單位長(zhǎng)度質(zhì)量，截面下端距離等因素有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了保證鋼絲繩的彎曲應(yīng)力平衡，都會(huì)在左右兩個(gè)方向布置同等數(shù)目的鋼絲繩，使得鋼絲繩的自旋方向具有穩(wěn)定性畫(huà)，常用的鋼絲繩布置圖如下頁(yè)圖2所示。

2鋼絲繩回收裝置設(shè)計(jì)方案
2.1設(shè)計(jì)思路
回收裝置要具有隨動(dòng)隨停的功能，可以及時(shí)對(duì)速度進(jìn)行控制：回收裝置要設(shè)置靈活的支撐結(jié)構(gòu)，能夠隨時(shí)更換繩盤(pán)并減輕繩盤(pán)的質(zhì)量；最重要的設(shè)計(jì)需要減小鋼絲繩的扭力，防止鋼絲繩的纏繞，并有效地減小離心力：根據(jù)設(shè)計(jì)思路，對(duì)回收裝置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為125kW、驅(qū)動(dòng)電壓為380V、回收速度為0~10m/min、回收長(zhǎng)度最大值為800m。
在回收裝置回卷鋼絲繩時(shí)應(yīng)保持與鋼絲繩離開(kāi)滾筒的速度相一致，雖然回收裝置的速度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，但一般采用的送繩速度為0~5m/min.
2.2整體方案
鋼絲繩回收裝置主要分為三大模塊，分別為：驅(qū)動(dòng)模塊、夾緊模塊、排繩與扭力釋放模塊。其中驅(qū)動(dòng)模塊主要是輸出動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)回收裝置能夠?qū)摻z繩收回：夾緊模塊是繩盤(pán)支撐功能模塊，能夠使繩盤(pán)方便安裝和拆卸：排繩與扭力釋放模塊主要的功能是保障鋼絲繩在回收過(guò)程中的安全性。基于整體方案的設(shè)計(jì)，將回收裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。
2.3回收裝置功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.1驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)和鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)。其中動(dòng)力裝置采用以JD-2型絞車為驅(qū)動(dòng)裝置，絞車應(yīng)屬于防爆型絞車，額定轉(zhuǎn)速為1550
r/min。通過(guò)鏈輪將動(dòng)力輸送至驅(qū)動(dòng)軸，從而帶動(dòng)回收裝置的旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力輸出能夠使得工作載荷能夠在最合適的位置輸出功率?；厥昭b置選取的小鏈輪型號(hào)為16A、齒數(shù)為32，大鏈輪型號(hào)為16A、齒數(shù)為45。
鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)主要是保證回收裝置在收回鋼絲繩時(shí)的低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，能夠保證鏈條不被拉斷。