鄭 孝
(同煤集團(tuán)機(jī)電管理處技術(shù)科, 山西 大同 037000)
在礦井系統(tǒng)中,提升機(jī)是不可或缺的主要設(shè)備之一,而提升機(jī)的安全運(yùn)行直接影響礦井安全生產(chǎn),罐籠是礦山立井中廣泛使用的一種重要的提升運(yùn)輸設(shè)備,主要作用是運(yùn)輸人員和物料,其運(yùn)行狀況及安全、可靠性直接影響人員及物料的安全運(yùn)輸,影響礦井的安全高效生產(chǎn)[1-2]。
同煤集團(tuán)現(xiàn)有副立井提升機(jī)共19 部,由于罐籠尺寸及工作方式不同,罐簾門的形式多種多樣,且部分罐簾門不符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。專為升降人員和物料的罐籠(包括有乘人間的箕斗),進(jìn)出口必須裝設(shè)罐門或罐簾,其高度不得小于1.2 m,罐門或罐簾下部邊緣至罐底部的距離不得超過250 mm,簾橫桿的間距不得大于200 mm,罐門不得外開。罐簾門的安全可靠性嚴(yán)重影響人員及物料的安全運(yùn)輸,影響礦井安全高效生產(chǎn)[3-4]。
左右兩側(cè)由豎桿或鋼絲繩導(dǎo)向定位,人工向上托起打開、重力下滑關(guān)閉滑動式罐簾門,如圖1 所示。
存在的缺點(diǎn):在打開罐簾門時,需讓橫桿兩端平行上移,否則阻力增大,增加開啟難度。
圖1 滑動式罐簾門
罐簾較重,打開罐簾門通常需二人配合操作才能打開。把鉤工當(dāng)班期間勞動強(qiáng)度大,易疲勞。
橫桿連接鏈易磨損,拉鏈易斷裂,修復(fù)率高;罐簾與提升機(jī)控制系統(tǒng)無閉鎖,罐籠未停穩(wěn),乘罐人員易提前操作,存在安全隱患。
繞固定轉(zhuǎn)軸限位旋轉(zhuǎn)的雙扇內(nèi)開水平轉(zhuǎn)動式柵欄門,主要用于升降人員和加寬型的用于升降人員與物料的罐籠,如圖2 所示。
圖2 轉(zhuǎn)動式罐簾門
存在的缺點(diǎn):由于罐簾門打開時向里旋轉(zhuǎn),在開啟罐簾門時需占用罐籠內(nèi)的有效空間,對標(biāo)準(zhǔn)罐籠而言,采用此安全門只能作升降人員,不能兼用升降標(biāo)準(zhǔn)礦車,因而降低了罐籠的使用效率。
經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研、分析研究后,結(jié)合大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司各礦井罐簾門使用現(xiàn)狀及《煤礦安全規(guī)程》等相關(guān)要求,設(shè)計(jì)了安全、可靠的ZGM-B 型雙向動力自鎖式自動化折疊罐簾門。該罐簾門具有結(jié)構(gòu)簡單,罐門開口面積大,開啟動作平穩(wěn),安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。并在礦井現(xiàn)場應(yīng)用效果良好,為礦井人員及物料的運(yùn)輸提供了安全保障,為礦井的安全高效生產(chǎn)提供了保障[5]。
ZGM-B 型雙向動力自鎖式折疊罐簾門主要由驅(qū)動機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、門擋滑道、門擋機(jī)構(gòu)及電源電控箱等組成,如圖3 所示。
圖3 雙向動力自鎖式折疊罐簾門
驅(qū)動機(jī)構(gòu)由防水防爆電機(jī)、自鎖減速機(jī)、傳動軸、軸承座及主動鏈輪組成,作為罐簾開閉動力裝置,如圖4 所示。
電機(jī)功率為200 W,電機(jī)轉(zhuǎn)速為1 430 r/min,電機(jī)電壓為DC48 V,減速機(jī)速比為10,開閉速度為0.5 m/s。
傳動機(jī)構(gòu)主要由固定角鋼、兩套從動軸、從動鏈輪及軸承座等組成,主要起驅(qū)動機(jī)構(gòu)與門擋之間過渡傳動作用,如圖5 所示。
圖4 罐簾門驅(qū)動裝置
圖5 罐簾門傳動機(jī)構(gòu)
門擋機(jī)構(gòu)主要由擋桿和擋桿連板構(gòu)成,作為擋人主要部件,如圖6 所示。
擋桿材料為40 mm×30 mm×2 mm 矩形管,擋桿間距<200 mm,底部間距<250 mm,門擋高度>1 600 mm,折疊高度<300 mm。
圖6 罐簾門門擋機(jī)構(gòu)
通過電機(jī)驅(qū)動、鏈條傳動、蓄電池供電、遙控操作實(shí)現(xiàn)門擋垂直折疊升降,從而實(shí)現(xiàn)罐簾開啟與關(guān)閉。罐簾門工作圖見圖7。
門擋導(dǎo)向滑道主要是U 形開口結(jié)構(gòu),安裝在罐籠兩側(cè)立柱上,門擋開閉時,橫桿在導(dǎo)向滑道內(nèi)滑動,對門擋進(jìn)行導(dǎo)向定位,其內(nèi)部安裝有張緊輪機(jī)構(gòu)及門擋頂桿限位機(jī)構(gòu)。防爆箱內(nèi)部安裝了蓄電池、接收器及控制元件,防爆箱整體安裝在罐籠整體內(nèi)部。
遙控操作電機(jī)正轉(zhuǎn),傳動鏈條拉動門擋機(jī)構(gòu)底部擋桿向上運(yùn)動,罐簾整體向上折疊打開,遙控操作電機(jī)反轉(zhuǎn),傳動鏈條拉動門擋機(jī)構(gòu)底部擋桿向下運(yùn)動,罐簾整體向下伸縮關(guān)閉。若安全回路閉鎖,即罐籠未到位,遙控器無法操作罐簾門打開[6-7]。
圖7 罐簾門工作圖
1)結(jié)構(gòu)簡單、外形美觀、使用可靠。
2)自動化程度高,由把鉤工遙控操作,也可由手動操作,減少了把鉤工勞動強(qiáng)度。
3)罐籠未到位閉鎖控制,即罐籠不到位控制系統(tǒng)處于斷電狀態(tài),無法打開罐簾門,不會因?yàn)檎`操作導(dǎo)致提升機(jī)在運(yùn)行過程中罐簾門開啟現(xiàn)象,安全性高。
4)雙向動力驅(qū)動,解決了靠重力下降出現(xiàn)損壞罐簾及關(guān)閉不到位等現(xiàn)象。
5)機(jī)械自鎖功能,除把鉤工操作外,其他人員打不開罐簾,更加安全可靠。
6)適用性強(qiáng)、安裝改造方便,無需對罐籠進(jìn)行改動即可安裝。
7)動力由鋰電池供電,電池容量大、使用周期長,減少了電池的更換頻率。
8)罐門開口面積大,開啟動作平穩(wěn)。
罐簾門研制完成后,通過在忻州窯礦副立井提升機(jī)的應(yīng)用,效果良好。該項(xiàng)設(shè)計(jì)立足于現(xiàn)場實(shí)際,設(shè)計(jì)合理,運(yùn)行安全可靠,具有推廣價值。由于提升系統(tǒng)的安全可靠性關(guān)系到礦井運(yùn)輸人員及物料的安全,關(guān)系到礦井的安全高效生產(chǎn),故此設(shè)計(jì)具有突出的經(jīng)濟(jì)效益和社會安全效益,為礦井副立井提升機(jī)罐簾門發(fā)展提供了研究方向。
雙向動力自鎖式自動化折疊罐簾門在同煤集團(tuán)忻州窯礦副立井提升機(jī)現(xiàn)場的應(yīng)用表明,改造后的罐簾開口面積大,開啟動作平穩(wěn),安全可靠,且比裝修之前的外觀更加美觀,為礦井運(yùn)輸人員及物料提供了安全保障。