无极绳绞车转弯与压绳技术研究

秦洁 拓特机械制造厂

无极绳绞车转弯与压绳技术研究

秦洁 拓特机械制造厂

本文分析了无极绳绞车转弯与压绳的技术要求,提出了转弯装置与弹簧压绳轮的机构设计。

1.概况

无极绳绞车，是一种比较适合我国国情的新型高效煤矿辅助运输设备。可取代多台小绞车的接力运输，实现工作面设备、材料和人员不经转载的连续运输，简化了运输环节，减少了辅助人员，改善了工人劳动条件，运行安全可靠。操作和维修都比较方便。但是，现有无极绳绞车运输系统在弯曲巷道不能直接转弯运输，往往在弯曲巷道无极绳绞车运输系统还是采用接力运输。为了解决这个技术难题，在总结国内外绞车转弯系统的基础上研制了无极绳绞车转弯系统。无极绳绞车转弯系统是由压绳轮、弹簧压绳轮、左转弯轮、右转弯轮组成，布置在弯曲巷道处，可以使牵引钢丝绳弯曲，同时不影响梭车的运行，采用转弯系统后，无极绳绞车运输系统可以在2～3个弯曲巷道内实现直达运输。

无极绳绞车推广过程中，会遇到较恶劣的工况条件，如坡度较大，变坡处轨道铺设质量差，同时要求在2～3个弯曲巷道内实现直达运输。在这种工况条件下，安装后张紧的钢丝绳在绞车开动时常常会弹出压绳轮，叫做弹绳。压绳轮分主、副压绳轮，副压绳轮的轮子安装好后相对固定，而主压绳轮的轮子靠拉伸弹簧压紧，在受到外力作用时会张开，所以，弹绳只出现在主压绳轮上。钢丝绳弹出后，绷紧的绳子高悬于巷道棚顶，影响主机设备的使用和安全，弹绳后，钢丝绳远离转弯装置，从而，必须解决压绳问题，来满足无极绳绞车的使用。为了解决压绳问题,设计了专用的弹簧压绳轮。

2、工作原理与结构设计:

转弯运输就是使绞车钢丝绳与梭车直接转向，要达到这个目的，必须满足两个条件：

Ⅰ.主钢丝绳与副钢丝绳全部必须压住，不得在转弯点脱离转弯轮。

Ⅱ.转弯轮不仅可以抵消钢丝绳转弯作用力，且梭车转弯无阻碍。

副钢丝绳压住，可以采用多种形式，主钢丝绳压住，困难得多，不仅要压住钢丝绳，还要让梭车的梭子通过，必须设计一个独特的结构。

2.1.弹簧压绳轮的设计：

压绳轮分主、副压绳轮，副压绳轮的轮子安装好后相对固定，而主压绳轮的轮子靠拉伸弹簧压紧，在受到外力作用时会张开。弹簧压绳轮的结构如图1所示，假设钢丝绳向上的弹力为F2，F2的作用线到销轴中心的距离为D；弹簧预紧力为F1，F1的作用线到销轴中心的距离为K，不计压绳轮自重，则作用于压绳轮的总力矩M = F2* D - F1 *K（1）由式（1）可知：如果M ＞0，则压绳轮压紧；如果M ＜0，则压绳轮被分开，钢丝绳弹出。具体布置可根据钢丝绳负载大小现场确定，负载大、距离小，负载小、距离大。弹簧压绳轮见图2。

图1 无极绳绞车系统布置与转弯装置的布置

图2 弹簧压绳轮的结构设计

图3 转弯装置的结构设计

图4 为变坡处轮组（压绳轮和托绳轮）布置示意图

2.2 转弯装置的设计：

其工作原理：采用一定角度的转向轮抵消钢丝绳转向时的径向力，钢丝绳转向时通过机构在梭车通过时不受影响。装置包括多组特别角度的转向轮，托架，轨道压板，连接板，压紧板，轴,特制压绳轮等组成。无极绳绞车在进入弯道前，由特制压绳轮压住绞车两根钢丝绳，梭车可以在转向装置导引下完成转向（见附图3）。

3.弹绳原因分析

压绳轮的结构如图1 所示，作用于压绳轮的总力矩M = F2 *D - F1 *K（1）由式（1）可知：如果M ＞0，则压绳轮压紧；如果M ＜0，则压绳轮被分开，钢丝绳弹出。

图4 为变坡处轮组（压绳轮和托绳轮）布置示意图，坡度为α。当钢丝绳的方向与压绳轮的压绳面有一夹角β（以下叫压绳角）时，则钢丝绳向上的弹力F2 =Tsin β其中T 为钢丝绳的内力，静态时为钢丝绳的预紧力；动态时为钢丝绳的牵引力。坡度越大，压绳角β越大，向上的弹力就越大在静态时，钢丝绳可能不弹出，但当绞车一开动：①牵引力的增大，导致弹力F2增大；②钢丝绳直接推动压绳轮的轮缘拉伸弹簧，钢丝绳弹出。

4.结论

使用无极绳绞车转向系统与弹簧压绳轮可简化运输环节，减少设备投入及辅助人员，节约设备资金及人工费，减少了不安全因素，大大降低工人的劳动强度，实现工作面顺槽连续直达转向运输。设备购置少，安装设备的工作量相对小且周期短。在运输时由于无极绳绞车转向系统，大大减少了运输过程中的频繁换车次数，缩短了运输环节中的工作量，缩减了运输环节中的人员配置，运输时间大大缩短。大大加快了工作面布面或撤面的速度，缩短了其工作周期。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.013