煤礦井下皮帶輸送機(jī)落煤裝置的設(shè)計(jì)方案
發(fā)布日期:2024-06-27 08:38:18
針對(duì)制造高效率、生產(chǎn)量大的煤礦而言,皮帶輸送機(jī)早已變成了煤礦礦井開展專業(yè)化采掘的主要設(shè)備,而做為礦井精煤運(yùn)送的一個(gè)關(guān)鍵一部分,落煤設(shè)備在這其中起著至關(guān)重要的功效。落煤設(shè)備一般坐落于皮帶輸送機(jī)的正下方部位處,一般是根據(jù)緩存設(shè)備來緩減煤流的速率,令其煤塊對(duì)傳動(dòng)帶的沖擊性變?nèi)酰WC煤碳在傳動(dòng)帶上能夠平穩(wěn)運(yùn)作,可是因?yàn)榈V井環(huán)境繁雜及其職工實(shí)際操作不善等,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)落煤的狀況,進(jìn)而危害皮帶輸送機(jī)的裝煤高效率,阻攔煤礦的一切正常制造,故設(shè)計(jì)方案一部高效率好用的礦井落煤設(shè)備針對(duì)煤碳的運(yùn)輸而言是至關(guān)重要的。 1、煤礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送煤炭時(shí)存在的問題 在煤礦井下進(jìn)行正常輸送作業(yè)的過程中,經(jīng)由皮帶輸送機(jī)運(yùn)送的煤炭從高處下落時(shí),是通過漏煤井來與下部皮帶運(yùn)輸機(jī)連接的。同時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中,煤礦井下的作業(yè)環(huán)境非常復(fù)雜,存在著許多不可控的因素,再加上皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行速度非常快,因此當(dāng)煤炭從一臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)下落帶另一臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)上時(shí),煤炭會(huì)與煤壁、漏煤井內(nèi)壁以及皮帶之間發(fā)生碰撞,從而產(chǎn)生磨損,導(dǎo)致皮帶損傷、斷帶以及煤炭資源的浪費(fèi)。 井下漏煤井在設(shè)計(jì)制造時(shí),其內(nèi)部一般采用的是網(wǎng)格結(jié)構(gòu),由普通鋼板組焊接制成,由于鋼板的硬度較大,無法起到緩沖的作用,因此在長期的運(yùn)煤后,漏煤井會(huì)由于撞擊而產(chǎn)生嚴(yán)重的變形,致使漏煤井發(fā)生損壞;而且煤塊在與煤壁或者漏煤井內(nèi)壁發(fā)生碰撞后,會(huì)四處飛濺,這些破碎煤塊會(huì)危及井下作業(yè)人員的人身安全,并對(duì)井下的機(jī)械設(shè)備造成危害,此外這些煤塊在飛濺后通常都不能準(zhǔn)確地落到下一部皮帶運(yùn)輸機(jī)上,由此造成了煤炭資源的浪費(fèi),降低了煤炭運(yùn)輸?shù)男省? 因此在漏煤井中設(shè)計(jì)漏煤裝置是非常必要的,該裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)下落煤炭的緩沖,減小煤炭的重力勢(shì)能,避免煤炭對(duì)皮帶產(chǎn)生過大的沖擊力,在保護(hù)漏煤井的基礎(chǔ)上,防止漏煤井產(chǎn)生損傷,并大大提高了煤炭的運(yùn)送效率,減少了煤炭資源的浪費(fèi),延長了皮帶的使用壽命。 2、落煤裝置研制設(shè)計(jì)的必要性分析 在漏煤井中未設(shè)置落煤裝置時(shí),煤塊撞擊漏煤井壁的受力分析如圖1所示,從圖中可以看出,在與漏煤井內(nèi)壁碰撞后,在接觸位置處會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力F,根據(jù)力的分解定理可知,該力可以分為水平向左的力F和垂直向下的力E,其中F是實(shí)際對(duì)井壁撞擊所產(chǎn)生的力,該力的大小與漏煤井內(nèi)壁的撞擊程度相關(guān),力越大,撞擊越嚴(yán)重;F2則是煤塊由于重力向下運(yùn)動(dòng)時(shí)與漏煤井內(nèi)壁所產(chǎn)生的摩擦力。 而在漏煤井中設(shè)置落煤裝置后,由于緩沖裝置的存在,煤塊會(huì)在原來下落位置的上方處與井壁發(fā)生碰撞,此時(shí)也會(huì)產(chǎn)生F',F(xiàn)1',F(xiàn)2'。且由三角形定則可知,F(xiàn)1=F·cosθ2,F(xiàn)1'=F'·cosθ1,,又因?yàn)?theta;1>θ2,F(xiàn)'<F,因此F·cosθ2>F'·cosθ1,即F1>F1'。故由以上受力分析可知,在設(shè)置落煤裝置后,煤塊對(duì)漏煤井內(nèi)壁所產(chǎn)生的撞擊力不僅大大減小,而且撞擊落煤裝置的力也得到了緩沖,從源頭上減少撞擊力的同時(shí),起到了對(duì)漏煤井的保護(hù)作用,確保了落煤裝置的安全,使落煤裝置可以長期穩(wěn)定的使用。 除此之外,從圖1中還可以得到,F(xiàn)2=Fsinθ2,F(xiàn)2'=F'sinθ1,從這兩個(gè)式子可以看出,在未設(shè)置落煤裝置時(shí),煤塊撞擊后在2的作用下還會(huì)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),從而與漏煤井內(nèi)壁發(fā)生摩擦,造成損傷。而在增設(shè)落煤裝置后,煤會(huì)從落煤裝置中下落,不會(huì)與井壁發(fā)生接觸,也就不會(huì)對(duì)井壁造成摩擦損傷。綜上所述,在漏煤井中加入落煤裝置是十分必要的。 3、落煤裝置的研制設(shè)計(jì) 3.1緩沖片三角形央角的設(shè)計(jì)選取 煤塊從高處下落后,由于重力勢(shì)能的作用,在落到皮帶上時(shí)具有很大的沖擊力,在這種情況下,由于漏煤井內(nèi)部是由鋼板焊接而成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),如果落煤位置恰當(dāng),則沖擊力不會(huì)對(duì)漏煤井的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)造成影響,若落煤位置發(fā)生了偏差,則該沖擊力就會(huì)對(duì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)造成破壞,影響漏煤井的正常使用。 因此為了確保漏煤井免于遭受煤塊的沖擊作用,將落煤裝置設(shè)計(jì)成了三角形結(jié)構(gòu),如圖2所示,三角形結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性,利用這一性質(zhì),三角形的斜邊可以將沖擊力分解,以增強(qiáng)該裝置的穩(wěn)固性以及耐受性。 故所求得的緩沖片三角形夾角的大小為α1為31.48°,α2為27.03°,所以最終選取的角度為29°。 3.2材料的設(shè)計(jì)選取 由于井下開采的特殊性,煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)每天都有20h左右在進(jìn)行煤塊的運(yùn)送,其落煤裝置的工作時(shí)間非常長,在較大沖擊力的作用下每天都要承受20h的撞擊,這種情況下,落煤裝置的制造材料必須選擇強(qiáng)度較高、耐磨性能較好的鋼板,以減少板材的損耗。這種鋼板是專門用在面積較大的磨損情況下的,由普通低碳鋼或低合金鋼和耐磨層復(fù)合制成的,復(fù)合后鋼板的耐磨性能大大提高,能較好地承受工況點(diǎn)的震動(dòng)和沖擊。此外高強(qiáng)度耐磨板還具備優(yōu)良的耐熱性,即使是在高速摩擦下,該鋼板也不會(huì)發(fā)生很大程度的變形。 3.3結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了使落煤裝置在實(shí)際使用過程中更好地發(fā)揮其性能,對(duì)其進(jìn)行了以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 首先將漏煤井內(nèi)壁組成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的每塊鋼板設(shè)計(jì)成三角形,且與煤流接觸的斜邊設(shè)計(jì)成銳角,這樣可以對(duì)大塊煤炭進(jìn)行破碎,以免影響煤炭的正常運(yùn)輸; 其次鋼板與鋼板之間采用100mm的距離套隔開,該距離套的作用是使煤炭在下落過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分選,其中大于100mm的煤塊在距離套的作用下先破碎再下落,而小于100mm的煤塊則直接下落,不僅提高了煤塊的運(yùn)送效率,使煤塊順利地落入下一臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī),還提高了煤炭的質(zhì)量; 此外,為了保證該落煤裝置的穩(wěn)定性,使用直徑為100mm的軸將落煤裝置連接,整體上利用雙螺母,并增設(shè)銷軸來進(jìn)行加固處理,避免該裝置在與煤塊碰撞過程中發(fā)生松動(dòng),同時(shí)還提供了預(yù)緊力,保證緩沖片總是處于水平方向上,方便工作人員進(jìn)行安裝和維護(hù)。 4、使用效果分析 該落煤裝置在通過上述研制設(shè)計(jì)后,在煤礦井下進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,由現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)可知,該裝置徹底地解決了漏煤井損傷的問題,減弱了落煤與漏煤井內(nèi)壁的磨損程度,延長了漏煤井的使用壽命; 且通過緩沖片三角形鋼板的作用,降低了煤塊的重力勢(shì)能,減少了煤炭的飛濺與資源的浪費(fèi),使對(duì)皮帶的沖擊力減小; 此外落煤與運(yùn)輸?shù)男蚀蟠筇岣?,?shí)現(xiàn)了煤礦的安全高效生產(chǎn)。 5、結(jié)論 通過緩沖片三角形夾角的設(shè)計(jì)選取、材料的設(shè)計(jì)選取以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),使高處下落的煤炭可以恰當(dāng)?shù)芈涞较虏科н\(yùn)輸機(jī)上,提高了裝煤效率,使漏煤井得到了有效的保護(hù),在保證工作效率的同時(shí)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,此外對(duì)落煤裝置進(jìn)行研制設(shè)計(jì),還為其他礦井的漏煤井出現(xiàn)類似問題提供了解決思路。
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非標(biāo)自動(dòng)化與標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化的區(qū)別
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皮帶輸送機(jī)能輸送各種物料,具有經(jīng)濟(jì)適用、運(yùn)量大、連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)
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輸送皮帶重量計(jì)算公式大全
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