1 新试概述
带式输送机走廊底板平直,距地 7.69m。 卸料小车设在带式输送机一侧,沿轨道往返运行,犁形卸煤器将煤卸于带式输送机两侧,从底板孔洞下漏至储煤场,用于装车配煤。卸料小车行程 313.8m,距离较长,就供电方式讨论过三种方案:
(1)机电专业提出悬索和滑触线;(2)机制专业提出滚筒电缆;(3)土建专业提出塑钢滑轨悬吊(以下简称塑轨)。 讨论后作出一些调查研究,
综合归纳如下:
1.1 悬索
多用于露天场所,100m 以内实例较多;室内*长不超过 60m。 优点:设置简单,运行维护方便;缺点:距离长时,需多设支点,要考虑弧垂对运行阻力影响,特别是在室内走廊中悬索方式问题较多,例如支点确定、吊钩通过支点、悬索张紧等。
1.2 滑触线
卸料小车滑触线的供电生产厂家已配有成套图纸,可以解决卸料小车长距离供电问题,但是,滑触线矩形断面小,又安装在带式输送机一侧下方,距底板 0.4m。 我们认为有些问题:(1)落地煤尘易于污垢滑道,可直接导致集电器不能滑动,影响正常生产,从而增大维护量;(2)滑触线断面小,相间距离很近,可能产生火花引起煤尘爆炸,不可掉以轻心。
1.3 滚筒电缆
动力及控制电缆,一般各用一个滚筒,两筒缠绕速度必须一致。属定型产品,滚筒直径较大;量体裁衣,速度匹配不易,价格较贵。尤其是电缆放开落地,卸煤大块可能砸伤电缆,应予考虑。
1.4 塑轨
此问题由土建悬吊推拉门联想启发。 多单位多用户使用此类门型,一般两三年,有的四五年很少发生问题。且门的悬吊重量远大于本设计的动力、控制电缆重量。 塑轨、滑轮、吊钩都有定型产品,设计、安装、调试较易,运行类似悬索而优于悬索,无弧垂和火花之虑。 我们认为,此法初用虽难免发生问题,但为卸料小车长距离供电寻辟蹊径,值得新试!
2 塑轨设计
塑轨安装,考虑过两种方法:一是沿墙安装,二是顶板悬吊。 前者距墙近便于施工,运行时电缆可能碰撞墙面;距墙远塑轨支架悬臂长,受力大,电缆悬垂后阻碍人行,未采用此方法。
设计采用顶板悬吊法。卸料小车走廊顶板高度不同,低段较长,距地 2.75m,塑轨直接固定在梁下予埋件上。 其余按低段调平调直。 滑轮在塑轨中自由运动,吊钩悬挂在滑轮支架中,动力、控制电缆悬挂在吊钩上,两端扎紧,防止电缆滑动。 动力、控制电缆经多个滑轮组和钢管支杆送至电机。 钢管支杆一端固定在小车梯子上,另一端与电缆末侧滑轮组联结。小车前进时拉伸电缆,返回时压缩电缆。全长压缩后有死区不能靠近,应予留适当距离。
在与生产塑轨厂家联系后得知, 塑 轨 每 节 现 长 4m, 新制* 长20m。 两节间予留伸缩缝,用 10# 槽钢螺栓联结,衬垫调平,顶丝调直。每节均可拆卸,方便维修。
2.1 主要资料
参见图 1 卸料小车走廊剖面图。
小车电机参数:380V,2.2kW,0.34m/s,小车行程 313.8m。塑轨断面 37×37,厚 5mm,中间有钢圈加固,1.6kg/m,见图 2。
动力软电缆:YZ-3×6+1×4,外径 14.5~19.5mm,542.1kg/km;控制电缆:KYVR—5×1.5,*大外径 12mm,158kg/km;四轮滑轮及吊钩:0.3kg/组;
2.2 设计思想
尽量选用已有产品,安全可靠,施工容易,维护方便,价格适中。
2.3 滑轮组确定
滑轮及吊钩成套,滑轮有 4、8、12 轮多品种可任选。滑轮组数量主要考虑每组悬吊重量及电缆悬垂长度。数量多,悬重及悬垂都小,但费用大;数量少则相反。 本设计考虑电缆悬垂后距地 1m,确定滑轮组间距 4m,共 82 组,每组悬重约 4kg。滑轮组示意见图 3。
2.4 主要计算
2.4.1 运动阻力
电缆长度 L=1.1L′=1.1×324.1≈356m;取 350m。 动力、控制电缆重:G1=(542.1+158)×0.35=245kg;滑轮组总重 G2=0.3×82=24.6kg;运动部件总重 G= G1+ G2≈270kg;
塑轨平直,运动阻力:
W1=μG=0.05×270=13.5kgf=132N;
μ 为滑轮与塑轨阻力系数,取值参考如下:
矿车与钢轨 0.01—0.02;
带式输送机托辊 0.025—0.035;
无极绳尾轮 0.04—0.05;
钢丝绳地辊 0.2;
考虑滑轮磨损与塑轨污垢,取 μ=0.05,当电缆被压缩,特别是压缩终止时,弹性阻力 W2 比较大,为可靠起见,估取 132N,与运动阻力相同。 这样,总阻力 W=W1+W2=264N,取 300N。
2.4.2 钢管支架
支杆组装示意见图 4。 C 作固定点。 经计算, 选用 φ50×5 钢管2.5m,动力与控制电源经滑轮组穿管到卸料小车电机。
支杆固定 考虑过两个方法:一是钢管焊固在小车 C 点的加筋钢板上;二是 C、D 两点用抱箍紧固,为防止支杆旋转,抱箍与钢管间用橡皮垫充填。 焊固受力不好,且不便拆卸维修;抱箍则相反,采用此方法固定。
2.4.3 电缆压缩宽度
根据电缆直径、滑轮悬缆方式、滑轮间距及总数,经计算,全部电缆压缩后的宽度为 15—18 m,予留走廊长度 20m,满足要求,参见图5。
走廊予留位置、电缆压缩宽度与电源方向、供电点设置有关。以供电点设在电源侧为例说明,示意见图 5。
A 为电源点,AB 为压缩宽度,BC 为小车行程,M 为小车电机,位于行程末端 C。 小车返回时,推压电缆至 B,全部被压缩不能再走,AB予留长应设在电源侧。 可以想见,当 M 由 B 向 C 运行时,被压缩电缆逐渐拉伸。
供电点也可设在 BC 中点,有关问题简略。
3 结语
通过对以上几种卸料小车室内长距离供电方式的优劣和可行性分析介绍,可以看到各种供电方式均有其自身的特点,以综合性能的优劣、价格而言,采用塑轨供电方式*具可行性,而且塑轨、滑轮、吊钩都有定型产品,设计、安装、运行简便,安全性好,价格适中,易于推广。我相信在设计、制造、用户共同努力下,该新方法的成功应用,将大大降低卸料小车在供电过程中的事故情况,从而给矿上带来良好的经济效益和社会效益。