钢丝绳主绳钩头锁绳器的设计与应用.doc

钢丝绳紧绳器的设计及应用一、问题提出按照集团公司要求的加快推进度从而达到早闭坑、早结束，以适应集团公司科学规划发展和还原矿区地貌而实现复耕还田米村煤矿已接近开采后期，目前斜坡轨道运输除中央斜井、21轨道暗斜井外，主要服务有26扩大区煤柱、28煤柱，后续服务风井煤柱、21煤柱、斜井煤柱等采掘区域，而煤柱开采设计布置工作面多为切眼和上轨道顺槽较短，即形成采掘接替频繁，所以斜坡轨道运输搬迁频繁，回收采面使用轨道运输频率加快，在运输作业环节中经常加工制作连接绳鼻，另外，设备搬迁、工作面回收、设备安装等工作中也使用绳鼻，一般情况下绳鼻在使用过程中受抖动力比较频繁，所以其使用寿命在30天到45天内必须更换一次，根据绳经规格的不同，人工制作费力、费工、费时，例如绳经大于18mm的， 4位青壮年同时制作一个绳鼻需30min～40min，在不同程度上影响安全生产效率二、钢丝绳主绳钩头损耗的分析1、疲劳钢丝绳主绳钩头在使用过程中主要承受弯曲、拉伸、扭曲、振动疲劳，以及过载引起的弹性变形损伤钢丝绳主绳钩头在无数次的使用过程中，容易使钢丝绳主绳钩头产生疲劳、韧性下降，最终导致断丝而疲劳断丝出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。

通常情况下，疲劳断丝的出现意味着钢丝绳主绳钩头已接近使用后期2、过载：钢丝绳主绳钩头在工作时除了要承受负载、自重等静载荷外，还要受到因加速度和冲击引起的动载荷，当钢丝绳主绳钩头随着载荷的增加会有微量的伸长，当载荷超过强度极限时，钢丝绳主绳钩头就可能断裂过载的钢丝绳主绳钩头即使不发生断裂事故，安全系数也会大幅度的下降，随之而来大大地缩短使用寿命3、机械损伤钢丝绳主绳钩头使用过程中因被坚硬物体如工字钢、U型钢或其它材料碰撞、矿车碾压，使钢丝绳主绳钩头局部损坏，降低安全系数，并且存在因人员检查不到位，不能及时发现钢丝绳绳头损伤的安全隐患因钢丝绳极易损伤，检查发现后需重新制作，因制作工序需3至4人合作，时间较长，影响设备正常提升三、设计思路原人工制作绳鼻全过程：以绳经为20mm为例，两人紧握绳头弯曲下按，一人手拿绳皮试样，另一人手拿绳夹上卡后，先将绳夹螺母依据所安装数量依次上好但不上紧，再用卷尺按标准绳夹间距测量好数据后，将绳夹上紧制作过程最关键的环节是紧挨着绳皮的两道绳夹，顺着绳端头带上绳夹及螺母向绳皮方向推进并用锤击接近绳皮时，需用的人力垂直下压，需用力非常大（而依据制作现场和工具使用情况，下压操作人员站位空间最多为2人），否则，绳夹卡不到位，不能满足合格的绳鼻要求。

依据绳经数据查资料，20mm绳经弯曲需用应力为144Mpa，再依据绳鼻直径，计算出垂直下压需用正压力为1200N，经查机械设计手册，一般人正常手臂垂直用力为400N，计需用2位强壮的人力（每人达700N力）方可大于绳的正压力完成制作的这个环节考虑到绳鼻的制作过程，设想采用机制方法，直接将绳夹推进到绳皮位置，从而很方便的紧固螺母即可推进方法有3种：1、电动推进2、气压推进3、人工机械推进电动推进需用防爆型电动机，涉及重量、较大的外形规格和国家安全管理规定，不适应气压推进需用气压动力源，在回收工作面、安装工作面时不适应，需另设汽缸，涉及重量、较大的外形规格不方便现场操作依据钢丝绳的特点作为制作主题，设计人工机械进行推进，采用杠杆机构作为手把，带动齿条和棘轮机构（见图），非常轻便又适应现场操作机械推进设计以轻便为主要设计依据，其受力机械强度在结构上满足要求的同时已能满足其要求，不再计算四、紧绳器设计应用的必要性1、钢丝绳是运输提升系统主要组成部分，主绳钩头及连接部分是钢丝绳易损点，保证主钩绳头运输提升系统安全运行的基础，是斜巷安全运输提升的前提2、近年来党和政府极力倡导创建节约型社会，企业在大力推崇创新和节约理念。

米村煤矿是建井投产30多年的老矿井，要想降低生产成本，则必须从深挖内潜和设备改造创新上下功夫，必须从科技创新方面和成本管理上下功夫为切实降低生产成本，实现企业安全和经济效益的最大化，有必要在运输提升技术创新方面下功夫，简化环节、优化布局，采用高效能低消耗的新技术新产品对设备设施进行升级改造3、“安全第一、以人为本”是企业长期以来倡导的理念，是人本化管理的基础，因此为职工创造安全工作环境，提供简洁、便利的劳动条件要求必须对矿井斜巷运输提升设备进行改造五、课题背景与技术路线由于原斜巷提升运输对钢丝绳管理不到位，生产效率较低，职工劳动强度大，已完全不能适应现代化矿井的发展要求因此对矿井运输提升技术创新方面进行优化改造必须着力于改善职工安全生产条件；着力于提高运输提升系统经济高效运行水平；着力于促进运输提升系统向人本化管理的方向发展目标即为努力方向，方向定则路线根据近年来运输提升设备高速迅猛发展的实际状况，我们在上级业务主管部门的指导下和兄弟部门的大力支持下，在结合米村矿运输提升系统实际状况，制定优化设计方案，从易到难，分步骤按计划有条不紊的进行六、关键技术及创新点作为技术创新项目，本课题遵照技术路线，在保证设备安全运转的前提下，突破固有模式，充分发挥简洁、节约、高效理念，有效利用现代化技术，对矿井物料运输系统等诸多环节进行了改造。

运输提升系统各环节在优化改造实施之前，充分运用工程经济理论，对各种优化组合改造方案进行了技术和经济方案比较以及深入探讨和调研，在保证安全的前提下，力求优化改造方案的简单化和实用化，力求系统的稳定性和可操作性，充分体现了简捷实用的优化改造原则七、钢丝绳主绳钩头紧绳器的操作方法1、准备工作：两人把紧绳器抬至宽敞场地，将钢丝绳头穿入槽内固定，反方向扳动牙轮手把，促使钢丝绳快速后退，前端主绳钩头圈快速缩小，并适时放入自制标准的桃心环2、双手紧扳牙轮手把，使主绳头回缩的距离逐渐缩短、绳皮与钢丝绳的间隙锁紧，然后直接上卡子，第一道卡子上紧后，正方向扳动牙轮手把，促使钢丝绳卡快速前进，按规定标准每200mm的距离上第二道卡子，然后同样的程序上第三道、第四道卡子，整个程序不足20分钟即可完成八、钢丝绳主绳钩头新老制作工艺对比从以上两种制作工艺可以看出，原始钢丝绳主绳钩头制作工艺复杂，安全系数低，费时费力，而且使用寿命很短使用钢丝绳主绳钩头紧绳器制作钢丝绳主绳钩头的制作工艺既简单又省时省力，而且使用寿命长人工制作步骤放入桃心护绳套，人工使用钢锤紧固紧绳器制作步骤经过上述两种钢丝绳主绳钩头制作工艺的综合比较，认为采用钢丝绳主绳钩头紧绳器制作钢丝绳主绳钩头省时省力，而且制作工艺简单，达到了“安全第一，以人为本”的企业长期以来倡导的理念。

九、设计方案的实施绞车钢丝绳主绳钩头是与车辆连接的核心，钢丝绳主绳钩头的使用寿命长短，直接影响各斜坡的安全生产和各单位的物料需求利用废旧槽钢、圆形齿轮、方形齿条、废旧铁块作材料，经过多次的加工、安装和实验，试制了钢丝绳主绳钩头快速制作的工具—紧绳器，其原理主要就是：利用杠杆支点和齿轮传动装置的咬合力，推动钢丝绳头前进或后退实物效果图十、应用效果及效益分析1、应用效果通过井下个斜坡使用钢丝绳主绳钩头紧绳器,不仅节省了制作钢丝绳主绳钩头的时间, 很大程度上减轻了职工的劳动强度，而且避免了由于钢丝绳刚性大造成轻伤事故的发生2、安全效益采用钢丝绳主绳钩头紧绳器制作钢丝绳主绳钩头，节省了制作钢丝绳主绳钩头的时间, 很大程度上减轻了职工的劳动强度，而且避免了由于钢丝绳刚性大造成轻伤事故的发生，提高了设备安全运行的可靠性3、社会效益采用钢丝绳主绳钩头紧绳器制作钢丝绳主绳钩头，倡导了“安全第一、以人为本”的企业理念， 促进了企业由技术粗放型管理向技术集约化管理迈进的步伐为新矿井的建设、老矿井的潜力挖掘及其它企业工业控制技术的改造提供了范本。