石槽村矿操车技术革新论文.doc

液压集中控制销齿操车设备马中兴( 神华宁煤集团 石槽村煤矿，宁夏 银川 750411 )摘要：以机械设备为基础，采用液压传动的方式、通过电气化设备对操车进行集中控制。关键字：液压 集中控制 自动化前言 目前我国已建成国有矿山企业8840个，集体与个体矿山企业26万个，开发建设了8000多座矿山，年开采矿石量约50亿t以上。随着我国工业化的迅速发展，对矿产资源的需求与日俱增。现有矿山加大开采力度及加大新矿开发速度都需要采购大量装备，同时还有大量需要更换的老旧及落后设备，由此可见我国矿山装备有着巨大的市场需求国际金融危机的进一步蔓延，迫使各行业进行技术创新、产品结构升级。矿山行业也不例外 ，故2009年我矿机电科组织了6批次人参观了徐州煤矿安全设备厂、徐州中矿提升安全设备有限公司、济宁中煤公司、武汉云竹机电新技术有限公司以及徐州中矿博皓科技有限公司；对其中的操车产品进行调研考察工作。观感： 0 引言操车设备主要组成包括液压集中动力站、液控摇台、装罐销齿推车机、液控阻车器、折叠式安全门及液控道岔等，选用操车设备应遵循下述原则：1、 要保证停罐平稳，便于各项作业有效地进行。2、 选用的设备安全可靠并便于实现机械化和联动操作或集中操作，尽量减轻体力劳动。3、 要方便上下人员，材料和设备。4、 应尽量减少罐笼进出车的休止时间，提高生产效率。1 特点1) 大量采用了新技术、新材料、结构更加合理、布置简单、占用空间小；机械设计新颖，工作可靠、灵敏、维修工作量少。2) 精心确定了最佳工艺，最大限度的满足现场需要，能推车、调车、进罐推车，缓慢启动，快速运动，缓慢停止工作。既降低了能耗，又减轻了对罐笼、罐道的冲击，延长了设备寿命，减少了维护量，提高了生产效率。3) 对液控系统采用了优化设计，减少了元器件的数量，其使用可靠性和安全性都有较大提高。4) 易操作，适合老系统操作工的习惯操作顺序2 系统结构原理1) 罐笼承接装置液控摇台是用于连接罐笼内外轨道，并使之尽可能平稳地交换罐笼内外矿车的设备，同时在提升过程中由于钢丝绳的性能、规格、运转时间的长短，负荷变化等的不同，使钢丝绳长度发生程度不同的变化，罐笼承接装置也用以调节、补偿提升钢丝绳长度的变化。 目前常用的罐笼承接装置有支罐机、摇台，井口摇台、井底自补偿托罐摇台a) 支罐机 支罐机要求罐笼必须有单独的活动底盘，这就使罐笼结构变得更复杂而且质量大，同时操作时间较长，增加了提升循环时间，因而没有得到推广。b) 摇台井口窄罐采用了CYY6/2液压配重结构，侧动驱动，液压站必须保证摇台在不工作时始终处于抬起状态，设备须同时具有机械和液压自锁。工作时靠摇台自重复位，摇台采用后置配重结构且配重可调，摇台留有手动操作手把，用作紧急状态下使用。摇台工作时，液压缸缩回，摇臂落下与罐笼搭接，摇尖与罐笼内导轨衬的结构能保证侧向定位可靠。序号名 称单 位规格和参数1进车摇臂长度mm15002出车摇臂长度mm15003两侧轨面高差mm2004调 节 高 度mm2005承接强度T606轨 距mm6007液压缸型 号DG-JB63E活塞直径mm63工作行程mm350工作压力MPa358型 号CYY6/2井底采用CYY6/4液压配重结构，侧动驱动，液压站必须保证摇台在不工作时始终处于抬起状态，设备须同时具有机械和液压自锁。工作时靠摇台自重复位，摇台采用后置配重结构且配重可调，摇台留有手动操作手把，用作紧急状态下使用。摇台工作时，液压缸缩回，摇臂落下与罐笼搭接，摇尖与罐笼内导轨衬的结构能保证侧向定位可靠。序号名 称单位规格和参数1进车侧摇臂长度mm18002出车侧摇臂长度mm23003进出车侧轨面高差mm2004调 节 高 度mm2005轨 距mm6006液压缸型 号DG-JB80E活塞直径mm63工作行程mm350工作压力MPa467型 号CYY6/4 c) THT型罐笼安全承接装置专利产品（专利号：ZL97247391.2）THT型提升容器安全承接保护装置，利用强力弹簧蓄能器吸收罐笼落罐时的动能，当罐笼以爬行速度正常落罐时，由于该装置有一定初始托罐笼力，从而柔性托住罐笼。其优点：能保证上、下井口同时对罐；具有托罐稳罐功能；具有防蹾罐缓冲功能； 安装方便，运行安全可靠，维护量极小；对单、多绳提升均能适用；2) 装罐推车机 装罐推车机是罐笼井的井口或井底各水平车场，用以推动矿车，进行罐内外矿车交换的一种机械设备，是副井车场作业机械化的主要设备。 目前我国煤矿使用的装罐推车机的结构形式主要有：电动上方推车机、风动推车机、绳式推车机、气连式推车机、直线电机推车机、销齿推车机。推车机采用TCX型销齿式进罐推车机，最大推力为30KN，井口、井底推车机行程为15m，推爪可自动起落，推车机滑轮须装有自润滑轴承、外壳应包有高分子复合耐磨材料，推车机速度、压力均可调，实现自动化装罐、卸罐、调车等作业，采用低速大扭矩液压马达驱动，安装布置方便，传动系统转动惯性小，缓冲性能好，运行平稳，可节流调速。销齿推车机技术特征序号名 称单位规 格1额定推拉力KN302操车运行速度m/s0.5-1.03最大操车行程m15154最大爬坡角度度7.55液型 号QJM32-1300压排 量Ml/r1300马工作压力MPa16达最大扭力Nm40006型号TCX-15/63) 阻车器采用ZDY-9单式液压阻车器，有一对阻爪和弹簧缓冲装置，当车轮撞击阻爪时，阻爪使套在固定轴后部的弹簧压缩，撞击的能量便为弹簧吸收。阻爪的尾部通过连杆和操纵机构连接，液压缸活塞杆的往复运动使两个阻爪同时打开或关闭，关闭时阻车，打开后矿车即可通过。阻车器驱动结构简单，除阻爪外无突出地面的部件，外观平整，利于人员通行。要求阻车器使用液压缸为动力，使用摆动式液压缸，避免阻车器位移时损坏液压缸。阻车器技术特征表序号名 称单位规 格井口井底l轨 距mm6002矿 车 规 格t1.5t3允许最大撞击吨位t504阻爪最大位移mm1005液压缸型 号DG-JB50E活塞直径mm50工作行程mm250工作压力MPa356型 号ZDY-64) 液压推拉式安全门安全门防止人员或矿车误入危险区，发生坠井事故而设置的一种安全设备，其特点：可靠的防护作用，开启灵活，方便井口.底的各项作业，不妨碍长材料及设备下井。本安全门采用液压缸推动（垂直方向），液压缸行程400mm，缸径50mm。5) 液动分车道岔现有道岔换向装置只有手动、脚踏式的，存在费时、费力和移动不到位的现象。本实用新型道岔由液动代替传统的手动或脚踏，它省力、省时，而且还有传动精确，降低危险发生的优 道岔技术参数：序号名 称规格或参数1道岔系列ZDC930/3/62道岔类型对称双开型3轨距600/900mm4轨型30kg/m5辙叉号126曲线半径15m3 液压系统1）概述液压站为安全门、摇台、推车机、阻车器等提供动力，是整套设备唯一的动力源。本液压系统有以下特点：a 具有调速控制功能，使推车机可以变速运行。b 可以提供高速大推力和低速小推力的输出。c 系统按高压设计，但工作在中低压区。d 为保证系统可靠及维修方便，采用一箱双机集中控制，双泵双电机，一路工作，一路备用，防过载采用多重保护。e 为进一步提高系统可靠性，防止泄漏，采用整体集成块技术。管路全部采用高压胶管，更便于安装维修。f 液压缸采用高可靠性重型液压缸，双端缓冲。液压系统技术特征表序号名 称单位规格与参数井口+1415井底+9001额定压力MPa12.52额 定 流 量L/min353电磁换向阀DSG-03-3B2-AC4电磁溢流阀DBW-G03-105电机功 率KW7.5额定电压V3806606开关防爆型磁力启动开关7数 量台QBZ-60/380QBZ-60/6608型 号YAZ-12）液压系统构成及基本原理液压系统主要由液压泵站、顶升油缸及连接它们的高压胶管组成，较详细组成见液压系统原理图。3）液压系统原理图（附）电磁阀：系统能自行卸荷，当电磁阀前推（后拉）时，顶升油缸活塞杆伸出（缩进），从而实现顶升机构的上升（下降）。溢流阀：用于保护系统压力不致于超载，溢流阀出厂时已调好，不必要时，用户不得随意调整。4）液压系统的使用注意事项a 液压油液压系统使用的液压油推荐使用：冬季HM32液压油工作，温度1070，夏季HM46液压油。北方：合成淀子油（GB44264）或20液压油，应注意保护工作油液的清洁度，加油前，应通过滤油机（过滤精度10U）加油，加油口位于油箱上盖板，并装有空气滤清器，对加入油箱的油再进行一次粗过滤。使用过程中，若发现油液乳化或杂质过多，应及时更换新油。使用过程中，液面最好位于油窗之中部，若低于该位置，应及时加油。系统中回滤油器应经常拆洗，累计200小时拆洗一次，经多次清洗后，达不到过滤的作用时可更换滤芯。b 电机的接线电机接线应使用机为顺时针方向旋转（俯视电机风叶应为顺时间指针方向旋转），若接错，泵不打油，该系统不能工作，且易损坏油泵。c 系统排气若油缸或管路中混有空气，会出现爬行或抖动现象，因此在正式运行前需先空运行两次以上。d 压力调节系统工作的最大压力由溢流阀决定，在系统出厂前已由专业人员按系统额定压力调定好，用户使用和维修过程中若需调节，可以先松开溢流阀的调节手柄上的并紧螺帽，旋入调节柄可使系统最大工作压力升高，旋出调节柄可使系统最大工作压力降低。注意：调节压力时不允许超过“液压系统主要技术参数表”中相应的最高压力，并记住在调节完毕后，将锁紧螺帽并紧，以免松动。5）故障原因及排除方法故障原因分析排除方法油缸顶升时抖动及噪音1 油缸及油路中混入空气导向滚动机构或轴承配合过紧或过于磨损1 排气修理或更换油缸有负荷后自主下降油缸内泄或漏管路或有关接头漏油 更换有关密封件检查排除油缸顶升速度太慢 油泵磨损，效率下降油箱内油位过低油泵疲劳阻塞 油缸内泄（活塞油封损坏）油路或有关接头漏油手动换向阀换向不到位或泄漏修理更换 加油 清洗或更换 更换有关密封件检查排除检修或更换油缸顶升无力或不能顶升油箱油位过低 电机反转 溢流阀调定压力并紧螺帽松动降低管路或接头漏油溢流阀打不开加油 重新接线使电机正转重新调节溢流阀手轮检查并排除溢流阀拆洗4 系统模型计算1) 推车机马达计算按照宽罐最大重物G = 43T计算，根据锁罐和提升机电控及信号厂家提供的技术条件，锁罐摇臂最长为1500mm；宽罐到达井口的可控误差在20mm至50mm之间。= arg50/1500=1.9 取静摩擦系数=0.02推力Fmax=GSin1.9+Gcos1.90.02 =430.033+430.9990.02 =22.86KN销齿推车机齿轮半径为150mm扭矩N=F*S=22.860.15=3429Nm根据以上最大扭矩选取马达型号QJM32-1300，此马达额定排量为1300ml/r,转速为10100r/min,额定压力为16Mpa，最大扭矩为4000 Nm。2) 电机功率计算理论流量=1.31000.8=104L/min电机功率为：=(1040.816)/60=22.1kW3) 推车机转速计算推车机运行速度与液压马达转速密切相关：马达销齿轮转一圈运行的距离S=R=3.14300=0.94m取马达最低转速为10r/min=0.17r/s,所以推车机最小速度vmin=0.170.940