液壓絞車排繩裝置應用研究

摘 要：為了避免液壓絞車在使用過程中由于鋼絲繩排布不規則帶來的問題，在對絞車結構以及應用顯著分析基礎上，提出一種基于曲柄滑塊機構的排繩裝置，并詳細對該排繩裝置的運行原理、結構組成以及現場應用情況進行闡述。排繩裝置現場應用后，有效解決了滾筒鋼絲繩排布不規整問題，并提升了鋼絲繩使用時限，取得顯著應用效果。

關鍵詞：液壓絞車;鋼絲繩;排繩裝置;輔助運輸

液壓絞車是煤礦井下輔助運輸中常用機械設備，由于絞車運輸距離長，鋼絲繩在放繩以及收繩過程中均會受到外界較大影響，嚴重時會導致鋼絲繩在液壓絞車滾筒上出現“死折”、“咬繩”等故障，給液壓絞車正常運行帶來不利影響[1-2]。如何確保鋼絲繩平穩的滾筒上排布是液壓絞車在使用過程中需要解決的現實問題[3-5]。部分學者將采用PLC控制排繩裝置運行實現對液壓絞車鋼絲繩的精準排布，現場應用也取得顯著效果，但是該種方式也存在排繩結構復雜、適應性不強等問題[6-7]。文中就根據煤礦井下使用較為普遍的JD-25液壓絞車為研究對象，設計一種結構簡單的排繩裝置，有效解決了鋼絲繩排布雜亂問題，可在一定程度上提升液壓絞車在煤礦輔助運輸中應用效果。

1 液壓絞車使用情況分析

1.1 絞車結構

由于煤礦井下地質條件復雜，在井下一般采用接力運輸方式進行材料、設備運輸，因而在采區輔助運輸巷內布置有大量的小型液壓絞車，如礦井采用的JD-25型調度絞車結構見圖1所示。

該絞車滾筒通過鑄鐵鍛造而成，主要作用時通過纏繞鋼絲繩給礦車提供動力。絞車滾筒兩側有兩組閘（工作閘、制動閘），電動機一側為制動閘實現滾筒緊急停車，工作閘用于控制滾筒運行。液壓絞車通過螺栓固定到下部滾凝土支座上，配套采用的電動機為防爆電機。

1.2 絞車使用現狀

在井下使用該絞車時由于鋼絲繩排布不規整，時常會出現鋼絲繩咬繩問題，同時在絞車下放鋼絲繩時會出現鋼絲繩突然松動（即鋼絲繩放繩量突然增加）而給礦車正常運行帶來一定沖擊，甚至引起斷繩、跑車事故。為了避免上述情況發生，礦井通過采用鐵棍張緊鋼絲繩，在一定程度上降低了鋼絲繩排不不規則帶來的影響，但是未能將上述問題徹底解決。為此，礦井絞車急需一種絞車鋼絲繩排繩裝置，實現鋼絲繩在滾筒上規整排布。

2 排繩裝置運行原理及結構

文中提出的排繩裝置是通過曲柄滑塊機構實現鋼絲繩精準排布，避免鋼絲繩與滾筒側壁出現磨損或者滾筒上出現雜亂排布問題，從而提升液壓絞車以及鋼絲繩使用時限。

2.1 排繩裝置運行原理

液壓絞車在使用過程中，鋼絲繩滑塊中部孔內穿過，通過兩個曲柄帶動滑塊移動從而實現鋼絲繩左右擺動，確保鋼絲繩在滾筒上規整排布。

井下使用的功率11.4kW液壓絞車滾筒寬度為400mm，

因而確定滑塊運行形成L=400mm，偏置曲柄最大偏心距e=165mm，滑塊極限行程位置（在最外側、最里側兩個狀態）時的曲柄夾角θ（∠BAB′）=90°，兩側曲柄AB、AB′

左右對稱分布。設定距離L1=70mm，則L2=470mm（L1+L）。

根據上述已知條件，采用作圖法即可即可確定曲柄規格尺寸，設定曲柄、連桿長度一致，則最終曲柄、連桿長度AB、BC均為285mm。

2.2 排繩裝置結構

具體提出的曲柄滑塊排繩裝置結構見圖2所示，其中最為重要的行走結構包括有曲柄滑塊結構、豎托輥、滾輪以及行走框架等。

絞車鋼絲繩在運行過程中，現場作業人員通過控制曲柄滑塊結構上推桿，從而帶動曲柄連桿運動，使得行走機構通過滾輪在導軌上往返運動，帶動鋼絲繩左右運動從而實現排繩。

3 現場應用情況分析

3.1 現場應用操作要求

在液壓絞車上使用排繩裝置時應嚴格準守下述要求：①對液壓絞車操作司機上崗前進行針對性培訓，持證上崗;②按照操作規程要求對絞車、排繩裝置等進行維護管理，維護、保養工作均應在設備處于斷電裝置且保險裝置啟動后進行，避免設備維護保養時出現安全事故;③液壓絞車開機運行前對鋼絲繩排布情況進行檢查，（下轉第143頁）（上接第141頁）觀測鋼絲繩排布是否整齊排布、鋼絲繩是否出現扁繩問題;④在下放鋼絲繩過程中應觀察滾筒上剩余鋼絲繩是否出現松動、鋼絲繩摩擦滾筒側邊或者是否出現纏繞絞車手把問題;⑤在收繩過程中應時刻觀察排繩裝置運行情況，曲柄、滑塊是否有運行不順暢問題。

3.2 應用實踐分析

將排繩裝置應用到礦井采區調度絞車上，現場應用后絞車鋼絲繩收繩時以往出現的咬繩、排布雜亂等問題得以有效解決。在現場應用后，該排繩裝置表現出以下特點：①排繩裝置可實現對絞車鋼絲繩在滾筒上規則排布;②該排繩裝置適應性強，在絞車直向、側向安裝時均可適用，同時采用的排繩裝置為獨立于液壓絞車的設備，現場應用時不需要緊將排繩裝置固定到液壓絞車上即可，無需對液壓絞車進行大范圍改造;③排繩裝置在現場作業時無需安排人員進行現場維護，設備結構簡單，故障發生率低;④通過使用排繩裝置有效降低了由于鋼絲繩斷裂導致運輸跑車事故發生率，從而提升了液壓絞車現場應用安全保證能力;⑤使用排繩裝置后鋼絲繩使用時限較使用前提升2.5倍以上，顯著降低了液壓絞車鋼絲繩材料費用以及鋼絲繩后期更換的人工費、維修費用。

4 總結

①液壓絞車是煤礦井下最為常用的輔助運輸設備，由于煤礦井下環境輔助、巷道起伏波動大以及材料、設備等運輸距離長，導致絞車在使用過程中鋼絲繩時長出現排布不規整問題，甚至出現鋼絲繩“死折”、“咬繩”問題，給液壓絞車正常運行帶來一定的影響;②文中提出一種基于曲柄滑塊機構的液壓絞車鋼絲繩排繩裝置，該裝置結構簡單、可有效解決絞車滾筒回收鋼絲繩時鋼絲繩排布不規則問題;③在礦井采區絞車中應用后，該排繩裝置解決了液壓絞車使用過程中鋼絲繩排布不規整問題，鋼絲繩使用時間較未使用前提升2.5倍以上，取得顯著的應用效果。

參考文獻：

[1]寇子明，秦國棟，范紅斌.大噸位絞車排繩裝置的監測與控制[J].煤炭科學技術，2007（04）：80-82.

[2]郭艷軍，廉自生.電液自動排繩器的研制與應用[J].科技視界，2014（33）：97.

[3]路陽春.自動排繩裝置的應用設計[J].煤礦機械，2014，35 （02）：168-169.

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[6]韓亮.煤礦絞車排繩裝置的設計選用探討[J].機械研究與應用，2016，29（03）：163-166.

[7]程仰瑞.調度絞車液壓排繩裝置的設計研究[J].同煤科技，2005（04）：1-2.

作者簡介：

楊飛龍（1988- ），男，山西省朔州市右玉縣人，2011年07月畢業于山西煤炭職業聯合大學，安全管理專業，?？?，助理工程師。