礦用無極繩絞車壓繩裝置改進優化

摘? ? 要：為避免無極繩絞車運輸過程中，鋼絲繩彈出、脫繩事件的發生，保證運輸安全。對傳統壓繩裝置受力情況進行分析，可知：巷道起伏較大時，運輸設備重量重，鋼絲繩受到的彈力大，易發生鋼絲繩彈出現象。在此基礎上，對傳統壓繩裝置進行改進，利用兩組跑道輪代替傳統的轉軸，將壓繩方式由原來的斜彈壓繩方式改造成平推壓繩。技術改造后，鋼絲繩脫繩、彈出事件大大降低，保證了礦井安全生產。

關鍵詞：無極繩絞車;壓繩輪;鋼絲繩;運輸安全;改進

在礦井巷道運輸過程中，由于巷道豎曲線小，運輸支架時，鋼絲繩的張緊力可以達到4.5MPa，是運輸一般設備時鋼絲繩張緊力的2倍，因此，由于此時鋼絲繩的張緊力過大，一方面容易導致鋼絲繩從壓繩裝置內彈出威脅運輸人員的人身安全，此時，如果鋼絲繩彈出過高，鋼絲繩會與工作面頂板直接產生較大的摩擦，加快鋼絲繩的磨損速度;另一方面，如果壓繩裝置的轉軸固定不牢靠，壓繩輪會與鋼絲繩共同彈出，造成較大的安全隱患。因此，對無極繩絞車壓繩裝置進行改進，對提高夏店煤礦設備運輸時的安全系數及其效益。

一、傳統壓繩裝置受力情況分析

礦用無極繩絞車壓繩裝置包括彈簧、壓繩輪、轉軸、機架4部分組件。其中壓繩輪與鋼絲繩直接接觸，其主要作用是控制鋼絲繩導向及壓繩，同時，降低鋼絲繩的摩擦阻力。彈簧的主要作用是對壓繩輪進行復位，轉軸部分具有鉸接作用，機架主要控制壓繩裝置的整體強度?，F對同一坡度及起伏較大兩種巷道條件下的運輸過程中傳統壓繩裝置的受力情況進行分析。

（一）同一坡度巷道時裝置受力情況分析

壓繩裝置安裝巷道坡度不變時，則裝置中的壓繩輪不受豎直向上的彈力作用，減少了對鋼絲繩的摩擦因數及導向作用;運輸過程中，彈簧基本沒有受到水平推力的作用，可以使壓繩輪及時復位。

（二）起伏巷道時裝置受力分析

由于起伏巷道的坡度不同，因此，此處以α表示巷道坡度，以β表示壓繩偏角。鋼絲繩的張緊力用T表示，其所受豎直向上彈力用F表示，則有：F=Tsinβ

由于壓繩偏角與巷道坡度成正比，因此，α越小，則β值越小，sinβ值越小，此時，鋼絲繩所受豎直向上的彈力F越小。同理，α越大，則β值越大，sinβ值越大，此時，鋼絲繩所受豎直向上的彈力F越大。因此，在起伏較大的巷道運輸時，運輸設備的重量越重，鋼絲繩的張緊力越大，其受到的豎直向上的彈力F越大，運輸過程中，越容易發生鋼絲繩彈出現象。

二、新型壓繩裝置及其受力分析

（一）新型壓繩裝置原理分析

在傳統壓繩裝置的基礎上，將壓繩輪的壓繩方式由原來的斜彈壓繩方式改造成平推壓繩。改造的原理為：利用兩組跑道輪代替傳統壓繩裝置上的轉軸，跑道輪兩側具有輪緣，且采用滾動軸承工藝，運行時摩擦因數較小，且不會發生掉道現象;同時，利用卡片對輪軸對進行鎖緊，避免輪軸對發生連軸轉。跑道輪平推滾動實現平推壓繩，保證壓繩平穩，避免運行時卡別現象發生。新型裝置仍利用彈簧對壓繩輪進行復位，當無極繩梭車通過裝置時，主壓繩輪被梭子撞開后向兩側平推，待梭車通過后，受彈簧彈力作用，壓繩輪及時復位，確保鋼絲繩運行中不會脫出，新型壓繩裝置如圖1所示。

（二）新型壓繩裝置的受力分析

圖1為改進后的壓繩裝置受力示意圖，圖1中，F為鋼絲繩在壓繩輪位置時所受到的彈力，T為平推力，L-T所受力臂長度，此時，壓繩輪所受力矩M為：M=TL

在無極繩絞車運行過程中，壓繩輪受跑道輪的限制作用不會發生偏轉，因此，鋼絲繩不會發生彈出現象。

三、其他防鋼絲繩彈出、脫繩措施

（一）增大軌道巷道的豎曲線半徑，減小巷道起伏的坡度，受煤礦復雜地質條件的影響（煤層傾角、構造等），巷道掘進過程中不可能沿同一坡度作業，因此，整條巷道起伏較多，但應結合實際地質及生產情況，盡可能降低巷道坡度，增大運輸過程中的安全系數;再者，根據要求：無極繩絞車的運輸豎曲線半徑不小于20m，因此，要盡可能的增大軌道航道的豎曲線半徑，從而降低壓繩裝置的數量和鋼絲繩彈出、脫繩事故。

（二）采用重型壓繩輪、高強度彈簧及機架，并將傳統的兩組壓繩輪改造為3組并列的壓繩輪，且三組壓繩輪采用同一機架連接，整體穩定性強，變形小。當無極繩梭車經過第一組壓繩輪時，該壓繩輪的彈簧彈開，第二、三組壓繩輪依然處于閉合狀態，同樣，無極繩梭車經過第二組壓繩輪時，該壓繩輪的彈簧彈開，第一、三組壓繩輪依然處于閉合狀態，這樣可以保證在梭車通過時，鋼絲繩始終處于一組壓繩輪內，避免鋼絲繩脫繩。

（三）在大坡度底彎段增加壓繩輪的數量，保證運輸重量大設備時，不會發生鋼絲繩彈出、脫繩現象。

四、結論

無極繩絞車作為煤礦常用的輔助運輸工具，保證其運輸安全是極其重要的。改進后的新型無極繩絞車壓繩裝置，將原來的斜彈壓繩方式改造成平推壓繩，使運輸過程中的鋼絲繩脫繩、彈出危險大大降低，提高了運輸安全系數，改進后，車輛掉道事故降低，提高了礦井運輸效率。改進后的壓繩裝置在起伏巷道的使用大大降低了無極繩絞車運輸事故的發生，有效的保證了礦井安全生產。

參考文獻：

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[2]黃天才.無極繩絞車壓繩裝置的改進探析[J].機電工程技術，2019（03）：181-183.

作者簡介：賀詢（1992—），男，河南洛寧人，助理工程師，現在義煤集團新義礦機電運輸科從事技術管理工作。