一、項目背景
《煤礦安全規(guī)程》第三百八十一條規(guī)定:“專為升降人員與物料的罐籠(包括有乘人間的箕斗)應符合下列要求:
進出口必須裝設罐門或罐簾,高度不得小于1.2m。罐門或罐簾下部邊緣至罐底的距離不得超過250mm,罐簾橫桿的間距不得大于200mm。罐門不得向外開,門軸必須防脫。
某煤業(yè)副立井罐籠分為上、下兩層結構,主要擔負人員的提升任務,原來使用的掛簾式罐簾,該結構簡單,適用范圍廣,由把鉤工人工托起或放下,然后用掛鉤掛起的罐簾門。其不足是,主要依靠人工托舉,打開罐簾時橫桿要平行上移,由于受力不平衡,安全簾橫桿容易傾斜卡住,造成橫桿和導向桿變形,更增加了開啟的難度。而且由于罐簾在摘放時自由落體,容易造成連接環(huán)斷裂,須經(jīng)常維修更換。其次,不能實現(xiàn)罐簾和信號閉鎖,罐簾狀態(tài)主要靠把鉤工觀察,信號工無法看清,操作時若兩者配合不好,容易出現(xiàn)安全事故,存在不安全因素。
因此,針對專為升降人員的罐籠需要開發(fā)一種安全系數(shù)高,不占用罐籠有效空間,操作靈活方便,故障率低,維修方便的新型罐簾,以滿足現(xiàn)代化礦井需求。
二、研究內容
1.設計需要的部件、材料
(1)液壓馬達:用于驅動鏈條帶動小車運行;
(2)鏈條:連接液壓馬達與運行小車;
(3)小車兩個:通過鋼絲繩驅動罐簾升降;
(4)鋼絲繩:連接罐籠側軌道內小車與罐簾;
(5)曲軌:固定馬達、運行小車;
(6)液壓系統(tǒng):油泵、油管、電磁閥;
(7)電控系統(tǒng):包括PLC、電磁閥、操作按鈕等。
2.結構組成
自動罐簾主要由罐簾門、滑輪組、運行小車、小車導軌、鏈傳動機構、曲軌、液壓馬達和上、下限位傳感器等組成。
(1)罐簾門:由簾門橫桿、掛鏈、導柱等組成;
(2)滑輪組:對鋼絲繩起改向、導向作用;
(3)運行小車:相互作用,帶動安全簾的起降;
(曲軌中小車)
(罐籠側導軌內小車)
(4)鏈傳動機構:依靠液壓馬達驅動固定在鏈條一頭的運行小車在曲軌中運行;
(5)液壓馬達:驅動鏈條運行。
3.工作原理
(1)機械原理
自動罐簾門的原理主要是利用了液壓馬達通過鏈傳動驅動曲軌中的小車,使其上下來回運行。同時按壓固定在罐籠側導軌內的小車,通過導向輪,連接鋼絲繩來驅動罐簾,實現(xiàn)罐簾的升降。
在井口、井底主、中間井架杠梁上固定液壓馬達,曲軌跑道,在曲軌跑道內安設滑動小車,小車與液壓馬達鏈傳動連接,另一小車上綁定一驅動鋼絲繩依靠導向滑輪組與罐簾連接。
并在曲軌小車上到位、下到位點分別設置限位傳感器,與信號操作臺信號進行閉鎖。實現(xiàn)罐到位才可以開啟罐簾。
自動罐簾結構示意圖
(2)電控原理
當罐籠到位,罐位傳感器發(fā)出罐籠到位信號,信號操作臺顯示罐籠到位,發(fā)出停止信號。啟動液壓站,按下罐簾升起按鈕,電磁閥得電,在液壓力作用下驅動馬達運行,馬達依靠鏈傳動帶動曲軌內小車在有效距離內向下運行。運行中的小車按壓罐籠側軌道槽內的小車。通過此小車的向下運行,通過滑輪組帶動罐簾打開。當下限位傳感器感應到曲軌內小車時,罐簾打開到位,罐簾打開電磁閥失電。
當罐簾門需要關閉時,按下罐簾降落按鈕,電磁閥得電,在液壓力作用下驅動馬達運行,罐簾門在自重作用下關閉。當上限位傳感器感應到曲軌內小車時,罐簾關閉到位,罐簾關閉到位電磁閥失電。
(3)閉鎖要求
罐籠不到位,未收到罐籠到位信號,罐簾門不許打開。罐簾門沒有發(fā)出罐簾門關閉到位信號,不允許發(fā)出提升信號。
信號操作臺
三、技術特點
1.采用了電器閉鎖,因此在罐籠運行時通過開門或關門按鈕操作不了罐簾門,只有罐籠到位后才可操作,確保罐籠運行中升降人員的安全。
2.罐簾門由液壓馬達來驅動,只需人工按動相應按鈕即可實現(xiàn)開關操作,與以往相比極大減輕了工人的勞動強度。
3.開、關門采用了到位閉鎖,防止罐簾門的過卷或過放。
4.不影響人員正常升降,且不改變罐籠的原有結構和參數(shù)。
四、應用效果
自動罐簾只需在原有操車系統(tǒng)液壓站增加罐簾門的電磁閥組,并借用原有操車系統(tǒng)的PLC即可,既節(jié)省成本,又不占用罐籠有效空間。通過對副井罐簾門進行技術改造,實現(xiàn)了罐籠罐簾門自動化控制,罐簾與信號閉鎖。該系統(tǒng)與原有罐簾相比系統(tǒng)結構簡單,外型美觀,不改變罐籠原有構造;操作快捷、靈教、可靠,而且,由于采用了信號閉鎖,只有罐籠到位后才能操作,確保了人員運送安全,不僅推進了副立井提升自動化程度,還減輕了井口把鉤工勞動強度,提高了副立井提升運輸效率。該系統(tǒng)適合在煤炭礦山企業(yè),人員升降罐籠中推廣應用。
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