煤矿井下液压抱轨装置的研制与使用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

煤矿井下液压抱轨装置的研制与使用

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：张洋

[导读] 摘要：介绍一种新型全自动液压抱轨装置，该装置利用液压原理实现了矿车对铁轨的抱轨制动。

        （铁法能源公司大兴煤矿辽宁省调兵山市 112700）
        摘要：介绍一种新型全自动液压抱轨装置，该装置利用液压原理实现了矿车对铁轨的抱轨制动。通过液压控制装置使抱轨装置的钩头和顶头动作抱住铁轨，从而使运行的车辆制动停止运行。该装置应用在矿山带坡度的综采工作面，能使变电列车停在可靠地点，防止溜车跑车事故的发生。
        关键词：变电列车；溜车；抱轨；事故
        前言
        煤矿井下综采工作面的生产作业过程中，有很多倾角偏大的巷道，在大倾角巷道变电列车工作过程中，极易出现溜车事故。为了降低煤矿井下溜车事故，铁煤集团大兴煤矿设计一款新型液压抱轨装置，安装在运输车辆上能及时快速抱紧铁轨，有效地控制了溜车事故的发生。
        1.煤矿综采工作面变电列车工作中存在的问题
        综采工作面变电列车在倾斜的工作面轨道上工作时，出现了多次溜车现象。用原有的斜巷挡、阻车器不能随时随地阻止变电列车的移动，原有的斜巷挡、阻车器是安设在固定的地点，只有当变电列车溜车运行到阻车地点时才能被阻车器阻止住。
        这种装置有如下不足：
        （1）不能及时阻车，只能在固定地点阻车。
        （2）斜巷溜车后，车体有惯性，撞击阻车器发出异常的声响。
        （3）阻车过程中，车辆与阻车器撞击易发热或产生火花，特别是煤与瓦斯突出矿井，火花易产生煤尘、瓦斯爆炸。
        为了克服上述不足，研制出一种随时随地就能阻车的抱轨装置。
        2.抱轨装置的研制
        该装置应用压缩空气（或液压泵站）做动力源，通过液压控制原理将动力传输到运行车辆下方的钩头和顶头上，钩头勾住铁轨，顶头顶住铁轨，完成车辆的抱轨动作。
        液压抱轨装置安装在变电列车下方，由左右长方形箱体、钩头组合体、顶头组合体、千斤顶、固定销轴、操纵阀、胶管等组成。两个千斤顶分别水平布置在左右长方体箱体内。左长方形箱体底部两端有钩头组合体，右长方形箱体顶部两端有顶头组合体，搬动操纵控制阀，两个千斤顶一伸一缩，一个推出顶头，一个收回钩头，钩头勾住铁轨，顶头顶住铁轨，把铁轨顶住勾紧，实现抱轨。
        下面结合附图，对抱轨装置作进一步地说明。
        附图说明

        图1是液压抱轨装置中钩头示意图；
        图2是液压抱轨装置中顶头示意图；
        图3是液压抱轨装置中组合示意图；
        具体实施方式
        图3中，液压抱轨装置有四个钩头，两个一组成箱体组合状，分别布置在左长方形箱体内两侧1，液压抱轨装置有顶头两个，每一个成箱体组合状，分别布置在右长方形箱体内两侧2，液压抱轨装置有左长方形箱体3，液压抱轨装置有固定千斤顶和钩头方向的固定销轴4，液压抱轨装置有收缩千斤顶，水平布置在左长方形箱体内中位置5，液压抱轨装置有右长方形箱体6，液压抱轨装置有伸出千斤顶，水平布置在右长方形箱体内中位置7，液压抱轨装置有固定千斤顶和顶头的固定销轴8。
        图1，液压抱轨装置钩头箱体组合图。四个钩头，每两个一组，分别焊接在小长方形箱体内底面。
        图2.液压抱轨装置顶头箱体组合图。两个顶头，分别焊接在小长方形箱体内顶面。
        上述液压抱轨装置。左右长方形箱体内中间位置分别水平放置收缩千斤顶和伸出千斤顶，左右长方形箱体作为钩头箱体和顶头箱体的滑道，钩头箱体组合和顶头箱体组合在左右长方形箱体两侧滑动。在操作时，搬动操纵控制阀，收缩千斤顶收缩，带动钩头箱体在左长方形箱体内移动，钩头勾住铁轨；伸出千斤顶伸出，推动顶头顶住铁道，将铁轨顶住。
        抱轨装置的气（油）缸出力计算
        由力的计算公式可知: F = PS（P：压强； S：受压面积）
        从上面公式可以看出，由于千斤顶在作推动和拉动时受压面积不同，故所产生的力也是不同，即：
        推力F1=P×π(D/2)2 = P×π×D2/4
        拉力F2=P×π[(D/2)2-(d/2)2] = P×π× (D2-d2)/4
        （φD：千斤顶内径；d：活塞杆直径）
        根据经验，实际工作的千斤顶所产生的力不会100%用于推或拉，β常选0.8，故公式变为：
        推力F1=0.8×P×π×D2/4
        拉力F2=0.8×P×π×(D2-d2)/4
        依据上面公式，千斤顶内径φD和活塞直径φd 以及压强P(一般为常数)就可以算出千斤顶所能产生的力。
        综采工作面常用的泵站压力为300kgf/cm2实际泵站工作压力取200 kgf/cm2
        千斤顶内径D=90mm活赛杆直径d 70mm。直径的单位计算时需化为cm则：
        推力F1=P×πD2/4×0.8 = 200×π×92/4×0.8 ≈10174(kgf)；
        拉力F2=P×π(D2-d2)/4×0.8 =200×π(92-72)×0.8 ≈ 4019(kgf)
        3.车轮抱闸装置的具体应用效果
        3.1该装置在铁煤集团大兴煤矿SV-901工作面运顺投入使用后，有效地降低了变电列车溜车事故的发生，减少了作业人员处理溜车事故的时间，提高了采煤工作效率，保证了综采工作面的顺利推进。通过使用该装置有效地防止溜车跑车事故，提高井下斜巷工作面安全系数。
        3.2操作过程中的注意事项：
        （1）操作前检查风动管路是否达到连接要求，定期检查风动连接件是否完好合格。
        （2）操作前检查变电列车所在轨道上有无异物。
        （3）操作前检查液压系统管路连接是否正确、到位，U型销是否齐全可靠。
        （4）操作时要时刻注意运行状态，是否有刮卡现象。
        （5）操作前检查作业地点环境道路是否畅通，底板是否平整。
        （6）定期清理变电列车附近的杂物，保证气缸动作灵活。
        （7）该装置可用气动或者液动的动力源，动力源可取自矿井压缩空气或者综采工作面乳化液泵站
        4.应用前景
        综上所述，此装置应用广泛，是矿山防止溜车跑车的有效装置。可推广应用到易溜车易跑车的工作地点。
        结束语
        目前我国煤炭企业煤炭生产形势非常严峻的情况下，溜车、跑车事故时有发生，怎样才能通过先进的科学技术设计出适应煤矿生产的先进设备，达到防止溜车跑车事故的发生是当前矿山人一直在探索的问题。该煤矿用抱轨装置解决了防溜车防跑车难题，值得推广。
        参考文献
        [1]胡国桢. 《化工密封技术》北京化学工业出版社.
        [2]雷天觉.《新编液压工程手册》北京理工大学出版社.
        [3]张群生.《液压与气压传动》机械工业出版社.
        [4]陈榕林.《液压技术与应用》北京电子工业出版社.
        [5]霍世明.《焊接方法与设备》机械工业出版社.
        [6]张文钺.《焊接冶金学》机械工业出版社.
        [7]张连生.《金属材料焊接》机械工业出版社.
        [8]徐灏.《机械设计手册》北京机械工业出版社.
        [9]何存兴.《液压传动与气压传动》.武汉：华中科技大学出版社.
        [10]张宏友.《农机液压与气压传动》.北京：中国农业出版社.
        作者简介
        张洋，（1980.12），男，辽宁省法库县人，大学本科学历，工程师，2016年毕业于辽宁工程技术大学，从事煤矿机械制造研究，现任铁法能源公司大兴煤矿综检车间主任。曾在多种煤炭专业杂志上发表多篇技术论文。