液压绞车排绳装置应用研究

摘 要：为了避免液压绞车在使用过程中由于钢丝绳排布不规则带来的问题，在对绞车结构以及应用显著分析基础上，提出一种基于曲柄滑块机构的排绳装置，并详细对该排绳装置的运行原理、结构组成以及现场应用情况进行阐述。排绳装置现场应用后，有效解决了滚筒钢丝绳排布不规整问题，并提升了钢丝绳使用时限，取得显著应用效果。

关键词：液压绞车;钢丝绳;排绳装置;辅助运输

液压绞车是煤矿井下辅助运输中常用机械设备，由于绞车运输距离长，钢丝绳在放绳以及收绳过程中均会受到外界较大影响，严重时会导致钢丝绳在液压绞车滚筒上出现“死折”、“咬绳”等故障，给液压绞车正常运行带来不利影响[1-2]。如何确保钢丝绳平稳的滚筒上排布是液压绞车在使用过程中需要解决的现实问题[3-5]。部分学者将采用PLC控制排绳装置运行实现对液压绞车钢丝绳的精准排布，现场应用也取得显著效果，但是该种方式也存在排绳结构复杂、适应性不强等问题[6-7]。文中就根据煤矿井下使用较为普遍的JD-25液压绞车为研究对象，设计一种结构简单的排绳装置，有效解决了钢丝绳排布杂乱问题，可在一定程度上提升液压绞车在煤矿辅助运输中应用效果。

1 液压绞车使用情况分析

1.1 绞车结构

由于煤矿井下地质条件复杂，在井下一般采用接力运输方式进行材料、设备运输，因而在采区辅助运输巷内布置有大量的小型液压绞车，如矿井采用的JD-25型调度绞车结构见图1所示。

该绞车滚筒通过铸铁锻造而成，主要作用时通过缠绕钢丝绳给矿车提供动力。绞车滚筒两侧有两组闸（工作闸、制动闸），电动机一侧为制动闸实现滚筒紧急停车，工作闸用于控制滚筒运行。液压绞车通过螺栓固定到下部滚凝土支座上，配套采用的电动机为防爆电机。

1.2 绞车使用现状

在井下使用该绞车时由于钢丝绳排布不规整，时常会出现钢丝绳咬绳问题，同时在绞车下放钢丝绳时会出现钢丝绳突然松动（即钢丝绳放绳量突然增加）而给矿车正常运行带来一定冲击，甚至引起断绳、跑车事故。为了避免上述情况发生，矿井通过采用铁棍张紧钢丝绳，在一定程度上降低了钢丝绳排不不规则带来的影响，但是未能将上述问题彻底解决。为此，矿井绞车急需一种绞车钢丝绳排绳装置，实现钢丝绳在滚筒上规整排布。

2 排绳装置运行原理及结构

文中提出的排绳装置是通过曲柄滑块机构实现钢丝绳精准排布，避免钢丝绳与滚筒侧壁出现磨损或者滚筒上出现杂乱排布问题，从而提升液压绞车以及钢丝绳使用时限。

2.1 排绳装置运行原理

液压绞车在使用过程中，钢丝绳滑块中部孔内穿过，通过两个曲柄带动滑块移动从而实现钢丝绳左右摆动，确保钢丝绳在滚筒上规整排布。

井下使用的功率11.4kW液压绞车滚筒宽度为400mm，

因而确定滑块运行形成L=400mm，偏置曲柄最大偏心距e=165mm，滑块极限行程位置（在最外侧、最里侧两个状态）时的曲柄夹角θ（∠BAB′）=90°，两侧曲柄AB、AB′

左右对称分布。设定距离L1=70mm，则L2=470mm（L1+L）。

根据上述已知条件，采用作图法即可即可确定曲柄规格尺寸，设定曲柄、连杆长度一致，则最终曲柄、连杆长度AB、BC均为285mm。

2.2 排绳装置结构

具体提出的曲柄滑块排绳装置结构见图2所示，其中最为重要的行走结构包括有曲柄滑块结构、竖托辊、滚轮以及行走框架等。

绞车钢丝绳在运行过程中，现场作业人员通过控制曲柄滑块结构上推杆，从而带动曲柄连杆运动，使得行走机构通过滚轮在导轨上往返运动，带动钢丝绳左右运动从而实现排绳。

3 现场应用情况分析

3.1 现场应用操作要求

在液压绞车上使用排绳装置时应严格准守下述要求：①对液压绞车操作司机上岗前进行针对性培训，持证上岗;②按照操作规程要求对绞车、排绳装置等进行维护管理，维护、保养工作均应在设备处于断电装置且保险装置启动后进行，避免设备维护保养时出现安全事故;③液压绞车开机运行前对钢丝绳排布情况进行检查，（下转第143页）（上接第141页）观测钢丝绳排布是否整齐排布、钢丝绳是否出现扁绳问题;④在下放钢丝绳过程中应观察滚筒上剩余钢丝绳是否出现松动、钢丝绳摩擦滚筒侧边或者是否出现缠绕绞车手把问题;⑤在收绳过程中应时刻观察排绳装置运行情况，曲柄、滑块是否有运行不顺畅问题。

3.2 应用实践分析

将排绳装置应用到矿井采区调度绞车上，现场应用后绞车钢丝绳收绳时以往出现的咬绳、排布杂乱等问题得以有效解决。在现场应用后，该排绳装置表现出以下特点：①排绳装置可實现对绞车钢丝绳在滚筒上规则排布;②该排绳装置适应性强，在绞车直向、侧向安装时均可适用，同时采用的排绳装置为独立于液压绞车的设备，现场应用时不需要紧将排绳装置固定到液压绞车上即可，无需对液压绞车进行大范围改造;③排绳装置在现场作业时无需安排人员进行现场维护，设备结构简单，故障发生率低;④通过使用排绳装置有效降低了由于钢丝绳断裂导致运输跑车事故发生率，从而提升了液压绞车现场应用安全保证能力;⑤使用排绳装置后钢丝绳使用时限较使用前提升2.5倍以上，显著降低了液压绞车钢丝绳材料费用以及钢丝绳后期更换的人工费、维修费用。

4 总结

①液压绞车是煤矿井下最为常用的辅助运输设备，由于煤矿井下环境辅助、巷道起伏波动大以及材料、设备等运输距离长，导致绞车在使用过程中钢丝绳时长出现排布不规整问题，甚至出现钢丝绳“死折”、“咬绳”问题，给液压绞车正常运行带来一定的影响;②文中提出一种基于曲柄滑块机构的液压绞车钢丝绳排绳装置，该装置结构简单、可有效解决绞车滚筒回收钢丝绳时钢丝绳排布不规则问题;③在矿井采区绞车中应用后，该排绳装置解决了液压绞车使用过程中钢丝绳排布不规整问题，钢丝绳使用时间较未使用前提升2.5倍以上，取得显著的应用效果。

参考文献：

[1]寇子明，秦国栋，范红斌.大吨位绞车排绳装置的监测与控制[J].煤炭科学技术，2007（04）：80-82.

[2]郭艳军，廉自生.电液自动排绳器的研制与应用[J].科技视界，2014（33）：97.

[3]路阳春.自动排绳装置的应用设计[J].煤矿机械，2014，35 （02）：168-169.

[4]路阳春.绞车自动排绳装置的应用[J].煤矿机电，2014（01）： 127-128.

[5]任五妮.YJ20液压绞车及其排绳机构的设计[J].中国石油和化工标准与质量，2011，31（11）：87+92.

[6]韩亮.煤矿绞车排绳装置的设计选用探讨[J].机械研究与应用，2016，29（03）：163-166.

[7]程仰瑞.调度绞车液压排绳装置的设计研究[J].同煤科技，2005（04）：1-2.

作者简介：

杨飞龙（1988- ），男，山西省朔州市右玉县人，2011年07月毕业于山西煤炭职业联合大学，安全管理专业，专科，助理工程师。