矿用多绳摩擦式提升机天轮监测装置应用_史小凤.pdf

矿用多绳摩擦式提升机天轮监测装置应用史小凤（晋能控股煤业有限公司大斗沟煤业有限公司，山西大同037031）摘要：基于矿用多绳摩擦式提升机天轮在人工检修时难度大，无法实时对天轮运行状况、磨损情况进行监测，导致天轮经常出现故障，严重威胁着矿用提升机安全高效运行的问题，大斗沟综合区通过技术研究，决定对提升机天轮处安装了一套在线监测装置，分析了该装置结构组成及工作原理，并通过实际应用效果来看，取得了显著应用成效。关键词：提升机；天轮；监测装置中图分类号：TD534文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）06-0299-020引言提升机在提升过程中需要承受较大载荷，施加在提升机上的载荷主要通过天轮实施传递的，提升机天轮主要由轴承、轴承套、天轮轮体、轮毂以及耐磨垫等部分组成；一旦天轮出现故障或者安全降低后严重制约着提升机安全稳定运行。目前天轮维修方式主要通过检修人员定期攀登至位于高空支架处的天轮平台，巡查天轮运行工况，但是天轮传统维修方式存在以下几方面技术难题1-3：天轮安装位置高，承受载荷大，需人工定期巡检维护，从而造成人工巡检危险性高、效率低、难度大。人工定期巡检存在检修间隔，无法实现对天轮运行工况的实时不间断监测，天轮一旦在检修间隔期内发生运行故障，将直接造成整个矿井的停产停运，甚至酿成严重的安全事故和重大经济损失，红外网络摄像仪可以随时进行监控，但是现有的红外网络摄像仪监控的角度都是固定的，不便于多角度监控，存在监控死角。针对以上技术难题大斗沟煤矿综合区通过技术研究，设计了一套多绳摩擦式提升机天轮监测装置，并进行实际应用。1天轮监测装置结构组成及工作原理1.1装置结构组成1）天轮监测装置主要由天轮平台、天轮、控制箱、支架、红外网络摄像仪、光缆、地面绞车房控制室、凹槽、固定座、连接杆、放置腔、电机、锥形齿轮、转动杆、链轮、链条、丝杆、螺纹块、连接板、推拉杆等部分组成，如图 1 所示。2）天轮安装在天轮平台上，同时天轮平台顶部安装两个支架，在两个支架顶部安装另外两个支架，在支架的一侧均安装红外网络摄像仪。3）电控箱安装在天轮的一侧，内置电源模块，电源模块与红外网络摄像仪连接，电控箱通过光缆与地面绞车房控制室连接，地面绞车房控制室内安装硬盘录像机和显示器。4）在第二支架底部开设有凹槽，固定座安装在凹槽内，转动连接杆安装在固定座上，连接杆底部安装另一台红外网络摄像仪，电机安装在第二支架放置腔内壁上，在放置腔另一侧内壁上安装转动杆。转动杆上焊接一个活动锥形齿轮并与另一个齿轮相互咬合，同时在转动杆上焊接一个链轮，如图 2 所示。5）放置腔一侧内壁上安装转动丝杆，丝杆位于转动杆上方，丝杆上螺纹连接有螺纹块，螺纹块滑动安装在放置腔的顶侧内壁上，螺纹块一侧焊接一个连接板，连接板底端延伸至第二支架外，并焊接有推拉杆的一端，推拉杆另一端焊接在连接杆的一侧。6）放置腔内壁上开设一个动槽（1 号），转动杆转动安装在其转动槽内，转动槽内固定安装一个轴承，轴承套设在转动杆上，放置腔另一侧内壁上同样开设收稿日期：2022-08-08作者简介：史小凤（1993），女，山西大同人，本科，毕业于辽宁工程技术大学电气工程及其自动化专业，助理工程师，从事机电技术管理工作。总第 242 期2023 年第 6 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 242No.6，2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.06.122图 1矿用提升机天轮监测装置整体结构示意图图 2矿用提升机天轮监测装置局部结构示意图第二支架红外网络摄像仪第一支架天轮平台控制箱地面绞车天轮房控制室光缆固定座AA凹槽连接杆红外网络螺纹块摄像仪丝杆第二链轮链条放置腔连接板第一链轮电机转动杆推拉杆第一锥形齿轮第二锥形齿轮技术应用机械管理开发第 38 卷转动槽（2 号），丝杆转动安装在 2 号转动槽内，2 号转动槽内固定安装一个轴承。7）放置腔顶侧内壁上焊接一个滑轨，螺纹块顶部焊接一个滑块，滑块滑动安装在滑轨上，螺纹块与丝杆螺母配套连接。8）第二支架顶部开设有滑孔，连接板滑动安装在滑孔内，固定座上开设有两侧均为开口的卡槽，卡槽内固定安装有转轴，连接杆安装在转轴上。1.2装置工作原理启动电机，电机的输出轴带动第一锥形齿轮转动，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮相啮合，第一锥形齿轮带动第二锥形齿轮转动，第二锥形齿轮带动转动杆转动，转动杆带动第一链轮转动，第一链轮带动链条移动，链条带动第二链轮转动，第二链轮带动丝杆转动，丝杆与螺纹块螺纹连接，丝杆带动螺纹块移动，螺纹块带动滑块在滑轨上滑动，螺纹块带动连接板移动，连接板带动推拉杆移动，推拉杆带动第二红外网络摄像仪在固定座上转动，角度得到调节，第二红外网络摄像仪实时采集提升钢丝绳和天轮传动工况，工况监测视频通过光缆传输至地面绞车房控制室。2天轮装置结构优点及实际应用2.1装置结构优点2.1.1自动化水平高该装置通过天轮平台、天轮、电控箱、支架、红外网络摄像仪、光缆和地面绞车房控制室相互配合，实时采集并远程显示天轮轮辐运转工况以及提升钢丝绳和天轮传动工况，可实时监测识别天轮轮辐形变、跳绳、卡罐、衬块过度磨损等恶性工况，大大提高了提升机天轮监测自动化技术水平。2.1.2装置故障率低该装置整体结构相对简单，整套装置生产费用为0.45 万元，成本费用低；与传统人工巡检相比，该装置投入使用后大大降低了劳动作业强度，提高了巡检效率，保证了作业施工安全。2.1.3实用性强该装置实时监测识别天轮运转工况，便于及时采取人工检修措施，第二红外网络摄像仪调整角度更大，监控范围更广，结构简单，使用方便、实用性强。2.1.4监测范围大该装置通过电机、锥形齿轮、转动杆、链轮、链条、丝杆、螺纹块、连接板和推拉杆的配合，从而带动红外网络摄像仪左右调节角度，使红外网络摄像仪调整角度更大，监控范围更广。2.2实际应用效果分析天轮作为提升机载荷体，在实际应用中出现的故障主要表现在以下几方面：天轮变形、天轮出现纹裂、受力不均以及移位等；在前期煤矿生产过程中主要采用人工巡检的方式进行故障排查，但是传统方法效率低、劳动作业强度大且人工排查效率低。2022 年 1 月综合区对立井安装的提升机天轮安装了一套天轮监测装置，截至 2022 年 6 月通过 6 个月实际应用效果来看，该装置投入使用后共计监测到天轮故障 12 次，人工处理及时，有效控制事故范围扩大，预计全年可减少天轮维修费用达 48 万余元；同时传统天轮监测时需 35 人配合施工，而采用该装置后只需 1 人监测即可，大大降低了劳动作业强度。而且原单次监测时间为 23 h，该装置仅需 0.5 h 自动巡检即可，提高了监测效率。3结语晋能控股煤业有限公司大斗沟煤业有限公司综合区针对提升机天轮传统监测方法主要存在的问题进行分析，并根据实际生产情况对天轮安装了一套故障监测装置，通过实际应用效果来看，该装置投入使用后提高了天轮故障监测效果，保证了天轮安全稳定运行，取得了显著应用成效。参考文献1张光辉.多绳摩擦式提升机天轮智能监测系统研究及应用J.机械管理开发，2022（4）：249-250.2王晓花.矿用提升机天轮常见故障现象分析与监测方法研究J.中国石油和化工标准与质量，2022（5）：113-114.3韩璐.多绳摩擦式提升机天轮智能监测系统研究应用J.矿山机械，2021（12）：179-181.（编辑：王婧）Application of the Crown Wheel Monitoring Device for Mining Multi Rope Friction HoistShi Xiaofeng（Jinneng Holdings Coal Industry Co.,Ltd.Dadougou Coal Industry Co.,Ltd.,Datong Shanxi 037031）Abstract:Based on the high difficulty of manual maintenance of the crown wheel of a mining multi rope friction hoist,which makes itimpossible to monitor the operation and wear of the crown wheel in real time,the crown wheel often malfunctions,posing a serious threat tothe safe and efficient operation of the mining hoist.Through technical research,the Dadougou Comprehensive Area has decided to install anonline monitoring device at the crown wheel of the hoist,and analyzed the structural composition and working principle of the device,Andthrough practical application results,significant application results have been achieved.Key words:hoisting machine;head sheave;monitoring device300