主提卸載位置組合罐道的延長及罐道尖的改進

梁習

摘 要：箕斗在井筒中正常運行時是沿東西兩側的球扁鋼組合罐道做上下運動。箕斗上下的平衡穩定性由主繩、尾繩控制；而其前后左右的平衡穩定性是由安裝于箕斗頂部、底部左右兩側的共12組滾動罐耳裝置控制。每一組滾動罐耳裝置在調整油缸作用下都有一定的預緊力（支撐力）使滾輪緊緊貼在組合罐道上隨箕斗運行而轉動，以保證箕斗的輔助鋼罐耳與組合罐道之間始終保持足夠的、穩定的間隙。這樣才能確保箕斗以8.727m/s的高速運行時，輔助鋼罐耳不會碰、擦到組合剛罐道。

關鍵詞：卸載位置 罐道 改進

一、成果產生的背景：

箕斗在卸載位置卸煤過程及原理：箕斗到達卸載口位置后，箕斗扇形閘門由氣缸帶動自動開啟，箕斗內的原煤由溜煤口裝入井口小倉，然后箕斗扇形閘門靠自重下落關閉，卸載完畢。信號工發出開車信號后箕斗下放，同時處于井下裝載位置的箕斗上提到卸載位置卸煤。如此循環，周而復始。當箕斗到達正常卸載口位置時，由于受到箕斗溜煤口的影響，在設計時卸載位置東側沒有安裝組合罐道。此時箕斗東側滾動罐耳裝置由于失去了罐道的支撐，滾輪只受調整油缸的作用力，導致其向外傾斜。同時箕斗由于僅受到西側滾動罐耳的支撐力而整體向東側偏移。卸載完畢后，箕斗由靜止開始運行經過5500mm的距離，其底部滾輪才能經罐道尖導向沿組合罐道做正常運行。主提升系統設計的箕斗爬行段距離為5m，期間以0.5m/s的速度運行。因此在接觸罐道尖時，箕斗已加速到約2m/s的速度運行。若不考慮尾繩重量，箕斗自重19.6噸加上尾繩重9.6噸，總計29.2噸左右。如此大的重量以2m/s的速度接觸罐道便會產生下列問題：

1、箕斗東側滾動罐耳裝置失去罐道支撐時，會產生瞬間受力不平衡現象，導致箕斗晃動，對連接裝置、鋼絲繩產生不利影響。

2、箕斗下行過程中，在滾輪接觸罐道尖表面的一瞬間復位，回到正常的工作狀態，整個過程會使其受到非常大的沖擊力，因此極易導致滾動罐耳裝置損壞。

3、由于力的作用是相互的，組合罐道也要承受非常大的沖擊力，導致固定螺栓容易松動，罐道尖焊縫開裂。

4、極大的加速了兩者的磨損和疲勞損壞程度，縮短了使用周期。

5、如圖二所示，罐道尖起導向作用，而原有長度為300mm，長度過短，斜度較大，導致了滾輪與罐道尖接觸時會產生較大的沖擊力，尤其是縱向沖擊力。很容易使罐道固定螺栓松動，加重罐道彎曲，加速了兩者的損壞，縮短了使用周期。

綜上所述，原設計方案會使滾動罐耳裝置極易損壞，平均壽命不足40天；箕斗到達卸載位置時出現晃動；組合罐道及罐道尖經常松動，罐道的松動又加速了滾動罐耳的損壞，形成惡性循環；易出現箕斗輔助鋼罐耳碰撞罐道的現象，其后果非常嚴重。

二、具體改造方案

受安全生產需要的限制，主提升系統運行速度、箕斗載荷都是不可調整的，曾試圖通過減少滾動罐耳裝置支撐油缸的預緊力來減少兩者之間的沖擊力：減少東側滾動罐耳的預緊力可使滾輪在無罐道支撐狀態下減少外傾程度；減少西側滾動罐耳的預緊力可減少箕斗在裝載位置時向東側偏移的程度，這種設想可以減少兩者在接觸瞬間的相互沖擊力。但隨之產生的結果是：由于滾動罐耳的預緊力（支撐力）不夠，導致箕斗在井筒中正常運行時東西向擺動嚴重而頻繁地刮、碰組合罐道，存在極大的安全隱患。

經反復研究后決定以下方案：

1、將卸載位置的球扁鋼組合罐道向上延伸5.5m（如圖一所示），使箕斗在卸載口正常停位時下部滾輪仍與罐道尖保持接觸，并且使得底部滾輪沿罐道尖進入組合罐道做正常運行時，箕斗仍以0.5m/s的速度爬行。2、將原罐道尖延長至600mm（如圖四所示），在組合罐道斷面尺寸不變的情況下，增加罐道尖長度以減少罐道尖接觸面的斜度。

設計改進后的主要優點：

1、延長罐道有效的減少了上下兩組滾動罐耳全部脫離罐道支持所產生的箕斗偏移；并且可以消除箕斗在作用力不平衡瞬間產生的晃動；箕斗下行時，再無下滾輪接觸罐道尖的瞬間，不會因此而產生較大的沖擊力，可以有效的減輕對滾輪及罐道的傷害，延長皮輪及罐道的使用壽命；同時對箕斗卸載位置南北兩側的導向木罐道起到了很好的保護作用，避免了箕斗在較高速度時與罐道尖接觸所產生的左右晃動；徹底解決了因箕斗長期使用本身變形，加速較快，載荷大等原因造成的滾輪嚴重撞擊罐道尖的問題。

2、罐道尖的改進有效的改善了其受力情況，在作用力相同時可以有效減少縱向作用力，緩解了對罐道和滾動罐耳，及固定螺栓的疲勞損壞；并且在同樣質量的情況下，運行速度越低其動量便越小。因此便大大降低了罐道尖與滾輪兩者在接觸瞬間的相互沖擊力。

三、改造后帶來的安全、經濟或社會效益

1、提高了滾動罐耳的使用壽命，由原來的40天提高至90天左右，每年可節省材料費用24000元左右，較好的完成了成本控制。

2、從根本上避免了箕斗刮、碰罐道等重大事故的發生，其安全效益不可估量。

3、減輕了工人頻繁更換皮輪的勞動強度和危險性，增加了工人的勞動安全性，減少了安全隱患的發生。