新型采煤機(jī)拖纜裝置結(jié)構(gòu)分析

田曉偉

（山西汾西正文煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 孝義 032302）

引言

采煤機(jī)的電纜設(shè)備是采煤機(jī)正常運(yùn)行的所不可或缺的部分，電纜的質(zhì)量及對電纜的保護(hù)措施直接關(guān)系著采煤機(jī)電纜電能的輸送效率和供電安全，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)采煤機(jī)的電纜發(fā)生斷裂的事故，導(dǎo)致采煤機(jī)無法正常的運(yùn)行，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，電纜發(fā)生斷裂的原因除了電纜質(zhì)量等自身原因外，其中最重要的原因就是采煤機(jī)在工作過程中不斷運(yùn)動導(dǎo)致電纜在隨著采煤機(jī)往復(fù)運(yùn)動發(fā)生折彎、疊加等，在反復(fù)折彎的過程中就造成了電纜的過度磨損，因此導(dǎo)致了頻繁出現(xiàn)斷纜的事故[1]。因此為了確保采煤機(jī)電纜在煤礦井下惡劣環(huán)境中的安全使用，研發(fā)出了煤礦電纜的拖纜裝置，以確保采煤機(jī)電纜在移動過程中的安全性，但目前井下使用的采煤機(jī)拖纜裝置存在著移動不方便、不同類型的電纜無法轉(zhuǎn)接等難題，極大地限制了其應(yīng)用，而侯克邦[1]通過對這種拖纜裝置進(jìn)行改造設(shè)計，提出了一種新型的采煤機(jī)拖纜裝置，滿足了煤礦電纜的保護(hù)需求。

1 電纜與采煤機(jī)的位置關(guān)系

當(dāng)采煤機(jī)在井下巷道內(nèi)進(jìn)行采煤機(jī)時，無論其采用進(jìn)刀、退刀還是在巷道內(nèi)轉(zhuǎn)移，采煤機(jī)的電纜均會隨著采煤機(jī)的運(yùn)動而移動，同時采煤機(jī)的電纜就會隨著采煤機(jī)的移動而在電纜槽內(nèi)進(jìn)行反復(fù)的運(yùn)動，相互疊加，甚至當(dāng)疊加到一定程度時會從電纜槽內(nèi)脫出，這樣長期運(yùn)行會對電纜造成嚴(yán)重的損害，加快電纜的磨損、使其疲勞壽命降低，造成采煤機(jī)的供電不穩(wěn)定，影響采煤機(jī)的正常運(yùn)行，如圖1所示，當(dāng)采煤機(jī)在綜采面工作時，其電纜在電纜槽內(nèi)多次疊加。

圖1 電纜在工作過程中多次疊加

由分析可知，若要避免采煤機(jī)電纜在隨采煤機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)生折彎，該采煤機(jī)的拖纜裝置，將使電纜在采煤機(jī)拖纜裝置的作用下，無論采煤機(jī)的電纜如何運(yùn)轉(zhuǎn)，電纜只發(fā)生一次的折彎，從而有效地避免采煤機(jī)電纜的過度磨損。

2 新型拖纜裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

該裝置上具有一個能夠隨采煤機(jī)運(yùn)動的隨動結(jié)構(gòu)，在隨動裝置上設(shè)置了一個滑動輪，為了確保在運(yùn)行過程中的平穩(wěn)性，這個滑動輪的直徑需要大于電纜夾的彎曲半徑，使電纜夾能夠環(huán)繞著滑動輪[2]，使下層的電纜夾均保持靜止的狀態(tài)，當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行時，隨動裝置隨著采煤機(jī)的運(yùn)動而運(yùn)動，帶動動滑輪開始隨著轉(zhuǎn)動，使上層的電纜夾隨著采煤機(jī)一起運(yùn)行。在該結(jié)構(gòu)中因?yàn)椴捎昧嘶瑒邮降耐侠|方式，能夠極大地減小電纜在彎曲段的阻力，能夠最大限度地避免電纜在隨采煤機(jī)運(yùn)行過程中的磨損。

該新型拖纜裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖2所示，根據(jù)采煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的隨動部分設(shè)置了一個小車結(jié)構(gòu)，在小車上裝有電纜的夾輪，在工作時電纜能夠圍繞著電纜夾彎曲，下層的電纜夾與系統(tǒng)電源相連接，在電纜槽的底部保持穩(wěn)定狀態(tài)，上層的電纜夾與采煤機(jī)相連接，這部分電纜由小車帶動使其能夠跟隨采煤機(jī)一起運(yùn)動，在運(yùn)行時能夠通過電纜的夾輪來確保對電纜夾的收放。

圖2 新型拖纜裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖

由上頁圖2可知，拖纜小車是在拖纜裝置傳動鏈條的帶動下隨著采煤機(jī)的運(yùn)動而在機(jī)頭和機(jī)尾之間做往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)采煤機(jī)在執(zhí)行上行采煤時，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動傳動鏈條運(yùn)動，使鏈條帶動拖纜小車向著機(jī)頭方向運(yùn)行，控制電纜夾隨著采煤機(jī)的運(yùn)行而在采煤機(jī)前方運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)采煤機(jī)執(zhí)行下行采煤任務(wù)時電動機(jī)處于反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，使傳統(tǒng)鏈條帶動拖纜小車向著機(jī)尾的方向運(yùn)動，這個時候拖纜夾是位于采煤機(jī)的后側(cè)，隨著采煤機(jī)的運(yùn)動而運(yùn)動。

3 新型拖纜裝置傳動系統(tǒng)設(shè)計

采煤機(jī)的電纜夾在運(yùn)行中不能承受過大的拉力，因此為了確保其運(yùn)行的可靠性，需要單獨(dú)設(shè)計拖纜裝置的傳動系統(tǒng)，確保拖纜小車在工作中能夠隨著采煤機(jī)往復(fù)運(yùn)動而無需電纜夾的牽引[3]。

在設(shè)計拖纜裝置的傳動系統(tǒng)時，為了確保傳動裝置能夠在煤礦井下惡劣環(huán)境中工作時的可靠性，選擇了圓環(huán)鏈傳動鏈條驅(qū)動的傳動方式，在結(jié)構(gòu)上，將鏈輪的軸布置成水平狀態(tài)，鏈條位于輸送機(jī)上電纜安放槽的底部，并在矩形的運(yùn)行通道內(nèi)隨著設(shè)備的運(yùn)動而動作，這個矩形的運(yùn)行通道是由兩個槽鋼組成的，在槽鋼的中間水平設(shè)置一塊鋼板，用于將矩形通道分為上、下兩個部分，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

采用圓環(huán)鏈傳動結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，傳動鏈條位于一個相對封閉的空間里，受巷道內(nèi)復(fù)雜環(huán)境影響的程度較小，能確保拖纜裝置運(yùn)行的可靠性和使用壽命，其機(jī)頭和機(jī)尾的安裝結(jié)構(gòu)如圖4所示[4]。

圖3 圓環(huán)鏈傳動結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 圓環(huán)鏈傳動安裝結(jié)構(gòu)示意圖

從圖4中可以看出，主動鏈輪是裝在刮板輸送機(jī)頭部電纜槽內(nèi)，而從動鏈輪是安裝在刮板輸送機(jī)的機(jī)尾電纜槽內(nèi)，傳動的鏈條繞過從動的鏈輪和主動的鏈輪形成了環(huán)形的鏈條傳動結(jié)構(gòu)，鏈條繞過主動鏈輪和從動鏈輪，形成封閉的鏈條環(huán)，其中在傳動鏈條上有一個鏈環(huán)和拖纜小車相連接，從而實(shí)現(xiàn)帶動拖纜小車的運(yùn)動。

4 結(jié)論

該新型采煤機(jī)拖纜裝置能夠跟隨采煤機(jī)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，解決了采煤機(jī)電纜夾易卡死、拉斷的難題，極大地提高了煤礦生產(chǎn)機(jī)械化、自動化的水平。