斜井跑车防护装置可靠性研究.pdf
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- 斜井 跑车 防护 装置 可靠性 研究
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110
煤矿机电
2015年第3期
系数S≥3,本支掌梁安全系数是3.45,可以满足工程实际需过程中因振动造成这些部位的结构破坏。
要。
4结论
由图2可知,支撑梁在所受工作载荷下,最大变形为
)对支铺一体机的支撑梁进行了结构强度分析,发现
3.455mm,变形趋势过渡均匀,在正常形变范聞内,满足刚
结构应力集中位于连接销轴处,大小为574.39MPa,建议材
度要求。
料选择0660,经验算安全系数为3.45,满足使用要求。
支撑梁模态分析
2)支一体机中载荷变化大,易引起设备摆动。模态
支错一体机在作业过程中,工作载荷较大且变化明显,分析结果表明,支撑梁基础频率为391.6Il,最大振幅发生
必然造成工作台的振动和摇晃,影响支持支撑梁的强度和可位置位于梁前端和连接销轴处,设计时应保证该部位的结构
靠性,需要对其进行模态分析。模态分析主要用于研究机械强度。
零部件的振动特性,即固有频率和振型。
(收稿口期;2014-11-06)
借助 Solidworks Simulation软件对支撑梁进行模态分析,
设置模态提取数目为6,约束条件与前面相同,求解后各阶卢建宝.斜井跑牛防护装置可靠性研究[J].煤矿机电,2015(3):
模态与固有频率如表1所示,1、2阶振型如图3所示。
110-112.doi:10.16545/fj.cnki.cmet.2015.03.038
表1支持主梁前6阶模态频率
阶数
率/Hz
文章编号:1001-0874(2015)03-0110-03
76
斜井跑车防护装置可靠性研究
928.99
卢建宝
73.
(永安煤业有限责任公司东坑煤矿,福建永安36019
1149.8
中图分类号:TD55
文献标识码:B
4814E+M1
4413E+01
矿井在使用串车提升过程中,存在安装不完善、设置不
40L2E+00
3611E+001
合理、使用维护不到位等现象,使安装后的跑车防护装置起
3209E-001
2808EUU1
不到有效的防护作用,在实际应用会出现误动、拒动、档车栏
2407E=0Q1
2.D06E-001
位置不合理及未起到有效防护作用等问题。因此,针对以上
1605E00
1204E=08
问题,提出了提高ZDC斜井跑车防护装置可靠性的方法,以
4E-0
4D12E-(0
增强跑车防护装置在斜井提升运输中的保护作用。
系统结构及工作原理
1)系统结构
ZDC斜井跑车防护装置主要由操作箱、编码器、位置传
URES/iim
3.416E+001
感器、收放绞车、电控箱、缓冲式吸能器和柔性挡车栏等装置
3132E-001
2847E+001
组成,如图1所示。
2562E+001
2)工作原理
1.993E+001
l.708E01
本装置以PLC为控制核心,用传感器检测串车组在巷
1.139E+001
道的位置,采用RS485控制绞车房信号。在绞车启动时,绞
8541E(M
车房主控PLC对编码器发出的脉冲进行计数,PLC根据计
5694E+000
2847E+000
数的结果转换成绞车的旋转角度和旋转方向,从而判断串车
组的位置和运行方向。如图1所示,以1、2挡车器为例,其
工作过程如下
图3支撑梁的一、二阶振型图
(1)当矿车在上车场时所有挡车栏全部处于关闭状态。
(2)串车下行:当串年组下行至Al点时第一道挡车栏
由图3可知,第一阶振型表现为支撑梁的前端下部左右打开,当串车组下行至B点时第一道挡车栏关闭;当申车组
扭曲摆动;第一阶振型表现为支撑梁连接销轴处的上下摆下行至A2点时第二道挡车栏打开;多道挡车栏工作过程以
动,由此引起前端部位的变形。由表1数据可知,从第三阶此类推。
振型开始,模态频率已高达928.99Hz。因此,重点关注第一
(3)串车上行:当串车组从下车场提升接近至第二道挡
阶(基本频率)和第二阶振型,即在结构设计中保证支撑梁车栏时该挡车栏打开,当上行至A2点时第二道挡车栏关
前端和连接销轴处的结构和连接强度,防止支锚一体机作业闭;当串车组上行至B点时第一道挡车栏打开,当串车组上
万方数据
2015年第3期
煤矿机电
常闭式档车栏:2,6-收放纹车;3,7-滑轮;4ー吸能器5-钢丝绳;8-声光报警器:9-纹车:10-控制箱;11ー收放绞车控制箱
图1ZDC新型斜井跑车防护装置结构图
行至A1点时第一道挡车栏关闭。
的挡车栏。因此,上部挡车栏的设置位置应为:在变坡点下
(4)发生跑车:当串车组在提升过程中发生跑车事故方略大于长度(ム+Tメ)的地点。
时,必有矿车撞在钢丝绳网结构的挡车栏上,此时安装在钢3.2合理确定挡车栏的防护距离
带上的力传感器检测到相应挡车栏上有冲击力存在。此时
考虑挡车栏的有效防护和抗冲击能力,布置斜井挡车栏
控制装置立即发出停车信号和所有挡车栏禁止提起信号,防栏数时要充分考虑挡车栏的防护距离,根据斜井巷道运输的
止将发生跑车的矿车放行,造成跑车事故扩大。所有这些信实际情况计算最大挡车防护距离,计算公式为
号,在控制回路中形成互锁信号,以确保斜井防跑车装置安
全、可靠的工作。
mg(sin a-ucc
2系统中存在的问题
式中:Lm-挡车最大跑车距离,m;
E一一挡车栏最大的抗冲击能量,J;
2.1挡车栏未起到防护作用
m串车组总质量,kg
由于挡车栏道数未按防护距离计算设置、吸能器固定不
串车组下放的初始速度,m/s;
牢或损伤后未修复等原因,跑车时挡车栏未能将串车组有效
g一重力加速度,一般取g=9.8m/s2;
栏住。
uー一串车组运行阻力系数,一般取=0.015;
2.2挡车栏设置位置不合理
a-一斜井轨道倾角。
由于开启挡车网提前量不够、变坡点下方一道挡车栏设
3.3考虑挡车栏的保护“育区
置不合理等原因,串车组撞上还未动作或正在动作的挡车
由于挡车栏存在开启提前量,将形成保护“盲区”,在
栏
盲区”跑车时,会增加下一道防护装置的冲击能,因此在第
2.3误动和拒动
道防护装置设计的防护距离中减去这个育区为实际安装
由于编码器或传感器损伤、昇常或安装位置跑位,C距高,即下一道挡车栏安装距离为Lい=L-3-4,其中3
程序故障或设置不合理等原因,挡车栏没有及时的提取以致为挡车栏开启时间;为串车组运行速度。
其误动和拒动。
3.4保持传感器和编码器完好
2.4挡车栏未及时提取和关闭
提升机运转传感器和挡车栏限位传感器安装位置要准
由于挡车栏设置的动作点不合理,串车组已经在上车场
确、限位固定,并经常检査不让跑位;由于编码器是精密仪
正常停车了,而上部挡车栏还没有完全关闭、仍处于继续下器,不可跌落损伤或让其粘上水滴和油污,以免影响精度和
放状态,甚至挡车栏还在上到位点没有动作。
准确性。
3提高斜井跑车防护装置可靠性的方法
3.5增加监视屏和监视探头
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