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钢丝绳盘绳装置的研制与应用

来源:用户上传      作者: 陈磊

  【摘 要】在当前煤炭销售形势严峻的背景下,减少生产成本、解放劳动力成了企业首要考虑的问题,郑煤集团金龙煤业公司利用现有设备、报废设施,研制出钢丝绳盘绳装置,该装置的投入使用,使更换主、副井提升机钢丝绳时,依靠人员操作盘绳装置即可,代替了人力拉绳、盘绳,节约了人力、减轻了劳动强度。
  【关键词】盘绳装置;解放人力;减轻劳动强度
  一、引言
  郑煤集团金龙煤业公司主、副井为立井,均采用2JK系列单绳缠绕式提升机进行提升。在每次更换提升钢丝绳时,必须由人力(40人)配合将两码旧钢丝绳(副井每根550m、主井每根570m)拆除,并拉至井口前面的空地盘成圈,新钢丝绳更换完毕后,还需人力将两码卸掉的钢丝绳重新盘到绳盘上,作业过程劳动强度大、工作效率低。
  为改变这一现状,结合当前煤炭销售严峻形势,金龙煤业公司机电技术人员在不多花费1分钱的基础上,利用现有的JD-11.4kW调度绞车、废旧齿轮、胶带输送机上的废旧链轮和链条、报废泵轴等,设计、改造成钢丝绳盘绳装置。该装置靠电力驱动调度绞车(主动轮),通过链条(传动装置),带动绳盘(从动轮)工作,从而将钢丝绳上盘,操作简单、方便、省时省力。
  二、主要技术方案论证与确定
  为解决单绳缠绕式提升机在更换钢丝绳时,依靠人力高强度、低效率操作这一现状,机电技术人员根据当前煤炭行业形势,依据现有的设施、材料,通过现场观察、设计、计算,制定了多个方案,并进行了综合分析和性能比较,最后选用调度绞车、链条、链轮、绳盘等设计盘绳装置。
  1、选用JD-11.4kW调度绞车而不是回柱绞车作为驱动装置,是因为调度绞车速度容易控制,可以与换绳时绞车的运行速度保持一致;体积小、结构简单、方便搬运;滚筒直径与底座空间大,方便安装链轮等。
  2、选用链轮、链条而不是三角带作为传动装置,是因为在驱动钢丝绳盘时,会因重量大使三角带出现打滑现象。用链轮和链条可以有效解决打滑的问题,而且链条还具有松弛度,可以缓解中心线不水平时的运行阻碍。
  3、选用报废泵轴而不是选用普通圆钢或钢管作为传动轴,是因为泵轴硬度高、不易变形、而且可以废料利用,这是普通圆钢或钢管所达不到的。
  4、连接调度绞车与链轮的传动齿轮均为报废减速器的齿轮、绳盘传动轴两端的底座为副井罐笼挡车器闲置底座,所有配件都是合理利用费料加工而成。
  三、关键技术及创新点
  1、怎样通过调度绞车的滚筒带动链轮及链条传动是个难点,经过测量绞车滚筒直径及底盘空间尺寸,利用2个模数、齿数一样的直齿圆柱齿轮(齿轮1、齿轮2),其中齿轮1利用机床、线切割将齿轮中间按照绞车滚筒直径进行加工并呈阶梯状切开,套在绞车滚筒上,进行校正、焊接,并通过与齿轮2啮合,带动链轮1传动。
  2、链轮1安装在绞车底盘上,并与齿轮3(与齿轮1、齿轮2模数一样、但齿数不一样)在同一轴上,齿轮3通过与齿轮2啮合速度变低,并带动链轮1以相同速度传动。
  3、链轮2(比链轮1齿数多)安装在绳盘的传动轴上,由链轮1通过链条带动链轮2传动,链轮2带动绳盘转动,从而将钢丝绳上盘。
  4、钢丝绳盘绳装置均由报废和闲置的设备、设施、材料改造、加工安装而成,符合了当下严峻的煤炭形势发展需要。
  四、技术特征
  1、利用调度绞车驱动钢丝绳盘转动,只需1人操作绞车即可,且可以根据换绳时提升机的出绳速度,随时控制调度绞车速度,以便于钢丝绳能平稳的盘在绳盘上。
  2、利用直齿圆柱齿轮、链轮、链条来传动,使整个传动系统结构简单、运行可靠。
  3、利用泵轴作为钢丝绳盘传动轴,充分利用了其硬度高、不易变形的优点。
  4、利用机床按照绞车滚筒直径对直齿圆柱齿轮进行加工,并用线切割进行阶梯状切开,可以达到切缝小且套在调度绞车滚筒时尺寸误差小、结构稳定,便于校正中心线、焊接。
  5、链轮1传动轴与调度绞车底座的连接、调度绞车底座与钢丝绳盘底座的连接全部通过螺栓紧固,方便拆卸、搬运。
  6、在更换完其中一码钢丝绳后,可以用叉车将盘好的绳盘移走,再将空绳盘安装,操作方便,省时省力。
  五、主要研究内容及应用技术效果
  在当前煤炭形势严峻时期,为减轻职工劳动强度、解放劳动力、节约工时,金龙煤业公司机电技术人员通过设计、加工安装了钢丝绳盘绳装置,取代了矿井单绳缠绕式提升机更换钢丝绳依靠人力进行盘绳操作。
  通过对制定的多套方案进行综合对比,最后通过利用现有的JD-11.4kW调度绞车、废旧齿轮、胶带输送机上的废旧链轮和链条、报废泵轴等,设计、改造成钢丝绳盘绳装置。该装置可以在更换新钢丝绳的同时,由1名绞车司机操作调度绞车,即可将旧钢丝绳上盘,下码绳全部盘好后用叉车将绳盘从盘绳装置上移走,再将空绳盘安装在盘绳装置上,继续换上码绳。全部换绳过程均为人员设备操作完成,体现了“多用设备少用人”的观点,大大减轻了操作人员的劳动强度,节约了工时、提高了操作的安全系数。
  六、经济社会效益分析及对科技进步的意义
  钢丝绳盘绳装置的设计与应用,解决了单绳缠绕式提升机换绳时存在的诸多弊端,在“修旧利废、节支降耗”方面起到积极作用;在减轻职工劳动强度、解放劳动力方面起到明显效果,每次换绳可以节约40个工时。
  七、推广应用的条件和前景
  钢丝绳盘绳装置适用于单绳缠绕式提升机,目前,该装置的使用尚属少例,其结构简单、便于搬运,操作方便、速度易控制等特点,在整个换绳工序中发挥了很大的作用,值得推广使用。
  八、结论
  在现在煤炭形势严峻的背景下,如何降低企业生产成本成了首要任务,郑煤集团金龙煤业公司针对主、副井单绳缠绕式提升机更换钢丝绳时依靠人力进行更换出现的弊端,设计、加工安装了钢丝绳盘绳装置,该装置经过实践应用,操作简便,减轻了职工的劳动强度、解放了劳动力,效果十分明显。
  参考文献
  [1]孙敬华.机械设计基础.北京:机械工业出版社,2007
  [2]程居山.矿山机械.徐州:中国矿业大学出版社,1997
  [3]秦大同,谢里阳.现代机械设计手册.北京:化学工业出版社,2011
  陈磊(1984.11-)男,汉,河南永城,助理工程师,本科,研究方向:机电技术管理。
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