浅谈斜巷运输中无极绳绞车的应用改进

浅谈斜巷运输中无极绳绞车的应用改进

陈飞刘传伟

陈飞刘传伟（安徽省恒源煤电股份有限公司恒源煤矿）

摘要：通过对无极绳绞车张紧装置的受力分析，得出张紧力包容角与预紧力之间的关系，并根据结论，找出改造的方法。

关键词：无极绳绞车预紧力包容角改造

无极绳绞车是以钢丝绳牵引的轨道运输设备，主要用于煤矿井下工作面顺槽和采区大巷，实现材料，设备及人员运输，可适用于坡度不大且起伏变化的轨道运输。以其结构简单，系统配置方便灵活，外形尺寸小，钢丝绳寿命长，系统适应性强，安全可靠，便于维修，而成为矿井轨道运输的理想设备。

然而，在生产实践中，由于地质条件的变化和影响而产生的坡度增大，起伏频繁，或运输距离的增加，导致钢丝绳的伸宿变量和弹性变量增加。而带有三轮张紧装置的无极绳绞车的张紧装置由于设计上的限制，无法有效吸收存储较多的钢丝绳伸宿变量和弹性变量，当无极绳绞车钢丝绳无法有效张紧时，直接导致无极绳绞车钢丝绳预紧力下降，而预紧力的下降，必然导致无极绳绞车的运输能力下降，达不到设计要求，严重的，可能导致在运输过程中由于钢丝绳的跳动而发生钢丝绳跳离轮毂绳衬甚至断绳，造成严重的安全事故。

恒源煤电股份有限公司恒源煤矿452工作面的综采设备转装455工作面时，455风巷运输综采设备的无极绳绞车为SQ—1200/75A型，绞车功率为75KW，最大牵引力为60KN，钢丝绳规格为6*19φ21.5mm，绳速为1m/s，适用倾角小于12度，最大运距为1500米，采用三轮张紧装置张紧钢丝绳，是无极绳绞车的早期型号。而455风巷长度为1700米，由于地质条件的影响，最大倾角13度多，第一个起坡点距风联巷口临时道岔距离比较近，同样由于地质条件的影响，无极绳张紧装置距风联巷口临时道岔的距离也比较近，仅为3.7米，仅仅能停放一辆梭车，而运输的综采设备中，最重的单件为综采支架15.5吨。虽然在设计时理论计算上可以满足，但在实际运输时却出现了问题：

无极绳绞车的三轮张紧装置由于设计上的限制，无法有效吸收存储较多的钢丝绳伸宿变量和弹性变量，直接导致配重铁落地而失去对钢丝绳的张紧力。当无极绳绞车钢丝绳无法有效张紧时，直接导致无极绳绞车钢丝绳预紧力下降，而预紧力的下降，又导致无极绳绞车运输能力下降，达不到设计要求，拉不动支架，更为严重的是，无极绳绞车多余的钢丝绳滞留在无极绳绞车张紧装置前，导致在运输过程中张紧装置与无极绳绞车轮毂之间的钢丝绳由于打滑而剧烈跳动，有发生钢丝绳跳离轮毂绳衬甚至断绳，造成严重的安全事故的危险。

解决这种情况的措施一般是更换无极绳绞车的张紧装置。这样，原来的张紧装置就闲置或报废，造成设备的浪费，而新购五轮张紧装置既增加不少设备费用，又由于外形尺寸较大，无法在此处安装。况且，更换为五轮张紧装置，也只能有限地吸收存储钢丝绳的伸宿变量和弹性变量，不能理想地解决前面提到的生产实践中出现的问题。F1是张紧装置的配重所产生的张紧力，F2和F3是由张紧力对无极绳钢丝绳产生的预紧力，α为二分之一包容角。从图中受力分析可以看出，F1=F2×cosα+F3×cosα

当α为90度时，F2和F3理论上为无穷大，也就是说，较小的张紧力，即可以产生非常大的预紧力，随着α的减小，F2和F3急速下降，甚至几乎等于张紧装置的配重所产生的张紧力，即出现无极绳绞车钢丝绳预紧力下降，而预紧力的下降，必然导致无极绳绞车的运输能力下降，达不到设计要求，严重的，可能导致在运输过程中由于钢丝绳的跳动而发生钢丝绳跳离轮毂绳衬甚至断绳，造成严重的安全事故。而影响α角度变化的因素，是一号动滑轮和二号动滑轮间的距离，对于无极绳绞车来讲，不论是三轮张紧装置还是五轮张紧装置，一号动滑轮和二号动滑轮间的距离都是比较小的。

经过以上分析，我们可以得出这样的结论，即，若想有效解决预紧力，必须在张紧的同时，减缓α角度的减小。因此，我们可以考虑增加一号动滑轮和二号动滑轮间的距离，来减缓α角度的减小。

从生产现场的实践来看，增加张紧装置基础和无极绳绞车基础之间的距离，并在二者之间加装一个张紧动滑轮是行之有效的方法。通过增加张紧装置基础和无极绳绞车基础之间的距离，可以有效地增大F1和F2之间的包容角，并有效阻止F1和F2之间包容角的减缓速度。从而有效提高配重的有效行程，进而有效吸收存储较多的钢丝绳伸宿变量和弹性变量，对钢丝绳产生较强的预紧力，充分发挥无极绳绞车的提升动力。

通过这种改造，一方面，确保了452工作面综采设备特别是综采支架的安全顺利转运，从而确保了452工作面综采支架整体转移455工作面安装的目标的实现，缩短了综采工作面综采支架的安装周期，提高了综采面支架的安装效率，确保了综采面的正常接替，达到了综采设备快速安装的目的，从而达到提高综采面的机械化效率。另一方面，可以节约三轮张紧装置更换五轮张紧装置所需的设备费约十万元。更为重要的是，通过这种改造，所产生的效果是更为有效明显的！真正达到经济实惠，并能充分利用原有的设备。

无极绳绞车机头机尾采用皮带机跑偏保护的限位开关装置保证由于司机误操作造成锁车过卷，提高了安全系数。