主提卸载位置组合罐道的延长及罐道尖的改进

梁习

摘 要：箕斗在井筒中正常运行时是沿东西两侧的球扁钢组合罐道做上下运动。箕斗上下的平衡稳定性由主绳、尾绳控制；而其前后左右的平衡稳定性是由安装于箕斗顶部、底部左右两侧的共12组滚动罐耳装置控制。每一组滚动罐耳装置在调整油缸作用下都有一定的预紧力（支撑力）使滚轮紧紧贴在组合罐道上随箕斗运行而转动，以保证箕斗的辅助钢罐耳与组合罐道之间始终保持足够的、稳定的间隙。这样才能确保箕斗以8.727m/s的高速运行时，辅助钢罐耳不会碰、擦到组合刚罐道。

关键词：卸载位置 罐道 改进

一、成果产生的背景：

箕斗在卸载位置卸煤过程及原理：箕斗到达卸载口位置后，箕斗扇形闸门由气缸带动自动开启，箕斗内的原煤由溜煤口装入井口小仓，然后箕斗扇形闸门靠自重下落关闭，卸载完毕。信号工发出开车信号后箕斗下放，同时处于井下装载位置的箕斗上提到卸载位置卸煤。如此循环，周而复始。当箕斗到达正常卸载口位置时，由于受到箕斗溜煤口的影响，在设计时卸载位置东侧没有安装组合罐道。此时箕斗东侧滚动罐耳装置由于失去了罐道的支撑，滚轮只受调整油缸的作用力，导致其向外倾斜。同时箕斗由于仅受到西侧滚动罐耳的支撑力而整体向东侧偏移。卸载完毕后，箕斗由静止开始运行经過5500mm的距离，其底部滚轮才能经罐道尖导向沿组合罐道做正常运行。主提升系统设计的箕斗爬行段距离为5m，期间以0.5m/s的速度运行。因此在接触罐道尖时，箕斗已加速到约2m/s的速度运行。若不考虑尾绳重量，箕斗自重19.6吨加上尾绳重9.6吨，总计29.2吨左右。如此大的重量以2m/s的速度接触罐道便会产生下列问题：

1、箕斗东侧滚动罐耳装置失去罐道支撑时，会产生瞬间受力不平衡现象，导致箕斗晃动，对连接装置、钢丝绳产生不利影响。

2、箕斗下行过程中，在滚轮接触罐道尖表面的一瞬间复位，回到正常的工作状态，整个过程会使其受到非常大的冲击力，因此极易导致滚动罐耳装置损坏。

3、由于力的作用是相互的，组合罐道也要承受非常大的冲击力，导致固定螺栓容易松动，罐道尖焊缝开裂。

4、极大的加速了两者的磨损和疲劳损坏程度，缩短了使用周期。

5、如图二所示，罐道尖起导向作用，而原有长度为300mm，长度过短，斜度较大，导致了滚轮与罐道尖接触时会产生较大的冲击力，尤其是纵向冲击力。很容易使罐道固定螺栓松动，加重罐道弯曲，加速了两者的损坏，缩短了使用周期。

综上所述，原设计方案会使滚动罐耳装置极易损坏，平均寿命不足40天；箕斗到达卸载位置时出现晃动；组合罐道及罐道尖经常松动，罐道的松动又加速了滚动罐耳的损坏，形成恶性循环；易出现箕斗辅助钢罐耳碰撞罐道的现象，其后果非常严重。

二、具体改造方案

受安全生产需要的限制，主提升系统运行速度、箕斗载荷都是不可调整的，曾试图通过减少滚动罐耳装置支撑油缸的预紧力来减少两者之间的冲击力：减少东侧滚动罐耳的预紧力可使滚轮在无罐道支撑状态下减少外倾程度；减少西侧滚动罐耳的预紧力可减少箕斗在装载位置时向东侧偏移的程度，这种设想可以减少两者在接触瞬间的相互冲击力。但随之产生的结果是：由于滚动罐耳的预紧力（支撑力）不够，导致箕斗在井筒中正常运行时东西向摆动严重而频繁地刮、碰组合罐道，存在极大的安全隐患。

经反复研究后决定以下方案：

1、将卸载位置的球扁钢组合罐道向上延伸5.5m（如图一所示），使箕斗在卸载口正常停位时下部滚轮仍与罐道尖保持接触，并且使得底部滚轮沿罐道尖进入组合罐道做正常运行时，箕斗仍以0.5m/s的速度爬行。2、将原罐道尖延长至600mm（如图四所示），在组合罐道断面尺寸不变的情况下，增加罐道尖长度以减少罐道尖接触面的斜度。

设计改进后的主要优点：

1、延长罐道有效的减少了上下两组滚动罐耳全部脱离罐道支持所产生的箕斗偏移；并且可以消除箕斗在作用力不平衡瞬间产生的晃动；箕斗下行时，再无下滚轮接触罐道尖的瞬间，不会因此而产生较大的冲击力，可以有效的减轻对滚轮及罐道的伤害，延长皮轮及罐道的使用寿命；同时对箕斗卸载位置南北两侧的导向木罐道起到了很好的保护作用，避免了箕斗在较高速度时与罐道尖接触所产生的左右晃动；彻底解决了因箕斗长期使用本身变形，加速较快，载荷大等原因造成的滚轮严重撞击罐道尖的问题。

2、罐道尖的改进有效的改善了其受力情况，在作用力相同时可以有效减少纵向作用力，缓解了对罐道和滚动罐耳，及固定螺栓的疲劳损坏；并且在同样质量的情况下，运行速度越低其动量便越小。因此便大大降低了罐道尖与滚轮两者在接触瞬间的相互冲击力。

三、改造后带来的安全、经济或社会效益

1、提高了滚动罐耳的使用寿命，由原来的40天提高至90天左右，每年可节省材料费用24000元左右，较好的完成了成本控制。

2、从根本上避免了箕斗刮、碰罐道等重大事故的发生，其安全效益不可估量。

3、减轻了工人频繁更换皮轮的劳动强度和危险性，增加了工人的劳动安全性，减少了安全隐患的发生。