側(cè)底卸式輕型箕斗自平衡系統(tǒng)研究

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1、中國西部科技2013年12月第12卷第12期總第293期側(cè)底卸式輕型箕斗自平衡系統(tǒng)研究劉芳忠劉永鈺(冀中能源股份公司東龐礦，河北邢臺(tái)054201)摘要：側(cè)底卸式扇形門自動(dòng)卸載輕型箕斗在我國煤礦企業(yè)中應(yīng)用廣泛，但由于該型箕斗的結(jié)構(gòu)和裝載特點(diǎn)，其裝載后的重心會(huì)偏離幾何中心線，造成箕斗的傾斜?；穬A斜運(yùn)行，一方面增大了銅滑套與管道繩的摩擦，使設(shè)備磨損處在一個(gè)較高的水平；另一方面降低了箕斗運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低了設(shè)備運(yùn)行的安全性。本文闡述了一種自動(dòng)運(yùn)行的平衡裝置，使箕斗的姿態(tài)處于動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，從而為從根本上解決箕斗姿態(tài)傾斜的問題提供了一種可能。關(guān)鍵詞：輕型箕斗；側(cè)底卸式卸載

2、；液壓系統(tǒng)；自平衡DOJ：10．3969／j．jSSn．1671-6396．2013．12．006側(cè)底卸式扇形閘門自動(dòng)卸載輕型箕斗是第三代新型箕m／s；Ah為箕斗重心從位置l到位置2的高度差，m；H為斗【l】，這種箕斗自重小、提升能力相對較大、能耗低，目前箕斗豎直狀態(tài)重心到主繩連接點(diǎn)的豎直距離，m：為箕斗在我國煤礦應(yīng)用較為廣泛。這種箕斗閘門靠絞車提升力開裝滿后的傾斜角度。啟，結(jié)構(gòu)簡單、自鎖性好、動(dòng)作靈活、卸載時(shí)間短。為計(jì)算得來的使裝載后傾斜的箕斗恢復(fù)平衡所需要1側(cè)底卸式扇形閘門自動(dòng)卸載輕型箕斗的不平衡的最小能量。對箕斗恢復(fù)平衡所需的能量的分析說明，在箕I司越斗裝載

3、后發(fā)生傾斜，要想使箕斗恢復(fù)平衡不使用外部力量是東龐礦北井主井提升使用的是徐州煤礦安全設(shè)備制造不可能的。廠研制的Js一3．5輕型箕斗，該型箕斗自重3．1噸，載重量3。5噸，高6．6m，長1．7m，寬1．1m，基本構(gòu)造如圖1所示。側(cè)底卸式扇形閘門自動(dòng)卸載輕型箕斗一般和單繩纏繞式提升機(jī)配合使用，在井筒中運(yùn)行時(shí)，銅滑套在罐道繩的導(dǎo)引下運(yùn)動(dòng)。由于罐道繩具有一定的柔性，一方面對箕斗的橫向沖擊起到一定的緩沖作用，另一方面無法精確限制箕斗的運(yùn)行軌跡。理論上，箕斗的空載及滿載重心都應(yīng)在箕斗中心線上，但實(shí)際上由于箕斗結(jié)構(gòu)的原因，其空載和滿載的重心都偏向出煤口一側(cè)。新箕斗在出廠時(shí)一般會(huì)

4、對箕斗的結(jié)構(gòu)調(diào)平衡，在箕斗底部適當(dāng)位置增加配重，如圖1中的8，因此一般認(rèn)4為箕斗空載情況下是平衡的。但當(dāng)箕斗裝載后，由于箕斗溜5煤嘴底面傾斜向下，箕斗的下部裝煤較多，又由于裝煤時(shí)從左側(cè)進(jìn)煤，箕斗中的煤也會(huì)在右側(cè)堆積，從而使箕斗整體的重心偏向右側(cè)(如圖2所示)，使箕斗姿態(tài)發(fā)生傾斜(如圖2中虛線所示)。圖2中1為箕斗裝滿煤后箕斗在平衡位置的6重心位置，2為箕斗裝滿煤后發(fā)生傾斜的重心位置。由于箕7斗在裝、卸載時(shí)重心位置的變化，使得固定配重?zé)o法解決箕8斗運(yùn)行的平衡問題。圖1JS-3．5型輕型箕斗圖2箕斗裝載后的重心變化示意2箕斗滿載后回到平衡位置的能量問題(1-楔形連接裝

5、置；2．銅滑套；3．罐(1-箕斗裝載后平衡位置重心；從圖2中可以看出，箕斗裝載后重心偏移，重力對于主耳；4．斗箱；5．扇形門；6一回轉(zhuǎn)軸；2．箕斗裝載后傾斜位置重心)7．卸載滾輪；8．平衡鐵塊)繩連接箕斗的點(diǎn)產(chǎn)生力矩，使箕斗產(chǎn)生傾斜，重心移動(dòng)至主繩延長線上后停止，即重心圖2中的l位移動(dòng)到2位。在這3箕斗自平衡裝置的設(shè)計(jì)個(gè)過程中，箕斗重心的水平位置降低了，反之如果想通過某3．1箕斗自平衡裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)種方式是箕斗姿態(tài)從傾斜狀態(tài)恢復(fù)到正常的豎直狀態(tài)，箕斗箕斗自平衡系統(tǒng)由直流電源、傳感器、控制系統(tǒng)、油缸、的勢能增加，需要對箕斗做功?；返膭菽茉黾恿繛椋夯顒?dòng)底板、滾動(dòng)配重

6、、斜軌道、電磁換向閥等組成，整體可1W=(M+m)gAh=(+，卵)g(一1)H以安裝在箕斗扇形門下方的三角形區(qū)域內(nèi)。從圖3中可以看COt出，配重4可以在斜軌道9上滾動(dòng)，同時(shí)與油缸10連接，式中：為箕斗恢復(fù)豎直狀態(tài)的勢能增加量，J；M為配重4的重力在平行于斜軌道方向上的分力在油缸10中產(chǎn)箕斗自重，kg；為箕斗所裝煤質(zhì)量，kg；g為重力加速度，12論著123456生壓力；活動(dòng)底板2可以繞轉(zhuǎn)軸1做一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，與油一時(shí)刻的傾斜度，并將測得的數(shù)值傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)缸3的活塞桿連接，當(dāng)箕斗裝載后存煤壓迫底板對油缸3產(chǎn)判斷傾角的絕對值是否大于系統(tǒng)設(shè)定的閾值，同時(shí)向電磁

7、換生壓力；油缸3與油缸l0通過油管1I和電磁換向閥5連通；向閥發(fā)出電信號，確定油路是“導(dǎo)通”還是“斷開”。當(dāng)箕斗裝傾角傳感器7可以感知箕斗任何時(shí)刻的傾斜狀態(tài)，直流電源煤后發(fā)生傾斜，被傾角傳感器所感知，控制系統(tǒng)發(fā)出信號，為傾角傳感器、控制系統(tǒng)和電磁換向閥提供電力。電磁換向閥將油路導(dǎo)通，此時(shí)活動(dòng)底板上放下3．5t重的煤，巨大的壓力傳遞到油缸3中，壓力油從油缸3向油缸1O中流動(dòng)，油缸10的活塞桿將滾動(dòng)配重推高，同時(shí)滾動(dòng)配重對＼～于主繩連接點(diǎn)的力臂變大，則配重重力力矩變大，箕斗傾角慢慢變小，當(dāng)箕斗傾角變小，小于系統(tǒng)設(shè)定的閾值后，控制一系統(tǒng)發(fā)出信號，電磁換向閥動(dòng)作將油路斷開

8、，滾動(dòng)配重