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1、第四章 煤矿绞车基础知识第一节 矿用绞车的作用与分类一、矿用绞车的作用矿用绞车是煤矿井下生产过程中不可缺少的生产设备之一，是联系矿井上、下的重要运输工具。它是矿井提升煤炭、矸石或提升、下放设备与材料的一种升、降牵引设备。因而，正确地使用、操作与维护绞车，对保证设备安全及其可靠、经济地运转，提高工作效率，延长设备的使用寿命，有着极其重要的作用，也是绞车司机义不容辞的责任。所以，要求绞车司机必须熟练地掌握绞车的理论知识和实际操作和维护方面的技术，以高度的责任心和精细的操作水准，保证煤矿安全生产的正常进行，为煤矿安全生产作出贡献。二、矿用绞车分类根据煤矿生产特点，煤矿常用的绞车有：在倾斜井巷用来提升
2、煤炭、矸石等物料的提升绞车；在平巷保证车辆周转用来调度车辆之用的调度绞车；在采煤工作面用来拆除和回收工作面支柱、巷道支柱的回柱绞车；在平巷和缓倾斜井巷用来运送物料的无极绳绞车等。矿用绞车又可按不同的方式进行分类：按照滚筒直径大小可分为2.5 m、2 m、1.6 m、1.2 m、1.0 m、0.8 m等提升绞车；按照滚筒数目可分为单滚筒绞车和双滚筒绞车；按照钢丝绳缠绕方式可分为缠绕式绞车和摩擦式绞乍；按照传动方式可分为齿轮传动绞车和液压传动绞车；按照防爆性能可分为防爆绞车和非防爆绞车。三、矿用绞车型号含义（一）基本型号调度绞车常用型号主要有：JD一0.4（4.5）、JD一1（11.4）、JD一1
3、.6（22）、JD一2（25）、JD一3（40）等。第二节 矿井提升系统矿井提升系统主要由提升绞车、提升容器、提升钢丝绳、井架、天轮以及装、卸载等辅助设备组成，根据井筒的倾角，提升系统主要分为两大类，即竖井提升系统和斜井提升系统。一、竖井提升系统（一）竖井箕斗提升系统其工作原理如图41所示。当箕斗4在井底煤仓处进行装载后，提升到井上，通过安装在井架3上的卸载曲轮5时，便自动打开箕斗底部的闸门，将煤卸在地面煤仓6中，与此同时，空箕斗下降到井底煤仓9处又进行装载。然后，重复上述过程。（二）竖井普通罐笼提升系统其工作原理如图42所示。当罐笼5在井底车场处装载时，另一个罐笼在井口出车平台位置。在井底的
4、罐笼装载后提升到井口平台位置出车时，在井上的罐笼同时下降到井底车场位置进行装载，然后重复上述过程。二、斜井提升系统（一）斜井串车提升系统其工作原理如图43所示。当串车5在井下装载后，经过提图4l 竖井箕斗提升系统图l提升绞车滚筒；2天轮；3井架；4箕斗；5卸载曲轮；6煤仓；7提升钢丝绳；8翻笼；9井下煤仓；10一闸门；11给煤机升钢丝绳牵引，串车经斜井6到达斜井井口，然后通过铁轨自动道叉甩到地面车场。接着，再牵引空串车经斜井6下放到井下煤仓（或通过其他方式）进行装载，重复上述过程，它主要用于斜巷主提升或辅助提升。（二）斜井箕斗提升系统其工作原理如图44所示。当箕斗4在井下煤仓2处，通过闸门3装
5、载后，提升到地面经井架6到达地面煤仓8的上部时，通过卸载曲轨的作用；将煤卸到地面煤仓8中，与此同时，另一空箕斗4下降到井下煤仓2的装载卸闸门3处进行装载，然后重复上述过程，它主要用于斜井主提升。第三节 矿井其他绞车一、矿用齿轮传动式提升绞车矿用齿轮传动式提升绞车，采用齿轮啮合传动方式进行工作，主要由机座、电动机、联轴器、减速器、主轴装置、制动装置等组成。由于绞车型号不同，其各部件也存在一定的差异，下面我们来介绍一下几种常见的齿轮传动式提升绞车的结构特点。（一）JTPB1200/1024型绞车该型绞车主要由电动机、联轴器、减速器、盘式制动闸、主轴装置、液压站、深度指示器等部件组成。该绞车由于采用
6、了盘式制动闸，可实现二级制动，且使绞车迅速平稳地停车。其外形如图45所示。JTPB1200/1024型绞车传动系统如图4-6所示。（二）JT1200X100024型绞车JT1200X100024型绞车主要由机座、电动机、减速器、联轴器、主轴装置、盘式制动闸、液压站、深度指示器等部分组成，使绞车制动性能更加可靠，如图47所示。（三）JT一800/630（A）型绞车JT一800/630型绞车主要由电动机、减速器、主轴装置、常用闸、工作闸等部件组成，如图48所示。常用闸用以对滚筒进行制动，工作闸用以制动行星齿轮传动的内齿圈，使绞车进行提升牵引；下放时反转电动机，用常用闸控制下放速度。JT一800/6
7、30（A）型绞车传动系统如图49所示。该绞车由一级行星齿轮传动与一级定轴齿轮传动组成，太阳轮Zl通过齿形联轴器与电动机连接，因此，太阳轮随电动机转动。3个行星轮Z2装在行星架上，它一方面与太阳轮Zl啮合，另一方面又与内齿圈Z，啮合。当内齿圈Z，不固定时，行星轮Z2作为一个过渡轮驱动内齿圈Z，旋转，当制动内齿圈Z3时，行星轮带着行星架绕内齿圈旋转，由于行星架与齿轮Z：固定，因此，带动固定在滚筒上的齿轮Z5转动，滚筒旋转进行提升。（四）JT一800/630型绞车JT一800/630型绞车由电动机、木销联轴器、减速器、主轴装置、带式制动器和机座等6部件组成，如图410所示。JT一800/630型绞车
8、牵引能力较小，使用一组手动锤制动器，因此，只适合于井下运输及调车之用，有时也可用于辅助提升，但不得用于升降人员。用于井下时配用电动机为隔爆性三相鼠笼式异步电动机。如果用于地面，为了方便调速也可选配绕线式异步电动机，启动时可附加金属电阻或液体电阻。JT一800/630型提升绞车传动系统如图411所示。JT一800/630（A）型绞车和JT一800/630型绞车，它们都是由电动机、减速机、主轴滚筒组成，所不同的是JT一800/630型绞车采用普通圆柱齿轮减速器，而JT一800/630（A）型绞车采用行星齿轮传动减速器，类似于调度绞车，可实现电动机不停机而滚筒停转的操作方式。二、矿用防爆液压提升绞车
9、（一）矿用防爆液压提升绞车的类型和结构特点矿用防爆液压绞车采用液压传动方式进行工作，是特别适用于有瓦斯及易燃易爆环境的一种提升绞车。液压绞车按照传动方式可分为全液压传动的液压绞车和液压一机械传动两类。全液压传动液压绞车工作原理如图412所示。防爆电动机1带动双向变量轴向柱塞泵，使得与泵2组成闭式回路的内曲线低速大扭矩液压马达3转动，液压马达直接与绞车滚筒4连接，从而拖动绞车运转。当主液压泵2的输出油量增加、减少、为零或改变油流方向时，液压马达也相应加快、减慢、停止或反转，从而驱动绞车滚筒实现加速、减速、停转或反转等工作。液压一机械传动的液压绞车工作原理如图413所示。防爆电动机l带动双向变量轴
10、向柱塞泵使得与泵2组成闭式回路的高速轴向柱塞式液压马达3转动。液压马达与行星轮减速器4连接，减速器又与绞车滚筒5连接。绞车的正、反向运转靠改变液压泵出油的方向来确定，绞车的转速用改变液压泵输入到液压马达的油量大小来调节。防爆液压绞车一般由机械部分、液压部分和电气部分这三大部分组成，其特点如下：（1）单手柄操作，操作简单，可实现手动操作和远程操作两种方式，能改变绞车司机工作条件。（2）电气控制系统简单，可全部采用允用防爆电器，适合在易燃易爆环境运行。（3）实现液压无级调速技术可在额定减速范围内任意选定提升速度。（4）绞车滚筒在低速液压马达直接驱动下工作，无需减速器和调速电阻箱，使绞车体积小，质量
11、轻。（5）盘形闸只用于终点定位和保险制动，必须可靠，闸块磨损少。（6）安全保护装置齐全，性能可靠。（7）液压元件制造精度和安装质量要求较高。（8）必须保证液压油的清洁和密封良好，否则将会堵塞阀件，造成误动作。（9）必须保证良好的油液冷却条件，否则油温升高，将加大系统泄漏，产生噪声，使绞车不能正常运行。（二）矿用防爆液压提升绞车的组成和工作原理矿用防爆液压绞车是由电动机带动主油泵产生高压油输出，以高压油为动力，推动液压马达转子旋转，再由转子轴把动力传递给绞车滚筒主轴使滚筒旋转。其机械部分组成由主轴装置、盘形制动闸、深度指示器、操作台和机座等组成；液压部分由液压马达、主油泵（双向变量轴向柱塞油泵）
12、、副油泵（双联叶片油泵）、油箱、冷却器、滤油器、阀组等组成；电气部分由控制各种电气设备的启动器和操作保护两大系统组成。工作时，由电动机驱动主油泵，使液压油产生液压能，通过液压马达又把液压能转变为机械能驱动滚筒进行提升，副泵系统主要作辅助泵，起到制动、补油、控制和操作作用。滚筒直径在1.6 m及以下的矿用防爆液压绞车型号主要有JTY一1.6B，JTY一1.2/1B，JTY一1.2/1.2B，JTY一1.2/0.8BS，JTY一1.2/1BS等。其中，JTY一1.2/1B型防爆液压绞车如图114所示。三、调度绞车和回柱绞车（一）调度绞车及其结构特点调度绞车是一种齿轮传动机械绞车，其传动系统又称为轮
13、系。根据齿轮传动系统传动时各齿轮轴线在空间的相对位置是否固定，可分为定轴轮系和周转轮系。定轴轮系又有外啮合圆柱齿轮传动和内啮合圆柱齿轮传动之分，而周转轮系又有差动传动和行星传动之分。调度绞车的传动齿轮既有内啮合圆柱齿轮传动，又有行星传动，所以调度绞车又称内齿轮行星传动绞车，它常用来调度车辆和进行辅助牵引作业。调度绞车常用型号有JD一4.5、JD一11.4、JD一25、JD一40等。下面我们用JD一11.4型调度绞车为例介绍调动绞车的组成及工作原理。1.JD一11.4型调度绞车的组成JD一11.4型调度绞车主要由滚筒、制动装置、电动机和机座等组成，其外形如图415所示。（1）滚筒：主要用于缠绕钢
14、丝绳牵引负荷，滚筒内和大内齿轮下装有减速齿轮。（2）制动装置：制动装置主要由绞车上两组带式闸来工作，一组为制动闸（机械制动），主要用来制动滚筒；另一组为工作闸（工作制动），主要用来控制滚筒运转。（3）电动机和机座：电动机作为调度绞车运转重要组成部分，由电动机的转动带动齿轮传动系统运转，一般为专用隔爆三相鼠笼异步电动机。电动机轴承支架及闸带定位板等均用螺栓固定在机座上。2.JD一11.4型调度绞车的传动原理JD一11.4型调度绞车采用两级内啮合传动和一级行星轮传动，如图416所示。Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，Z5、Z6、Z7组成行星传动机构。电动机5转子轴头上安装加长套的齿轮Zl，通
15、过内齿轮Z2齿轮Z3和内齿轮Z4，把转动传到齿轮Z5上；齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿轮Z6和大内齿轮Z7行星齿轮自由地装在2根与滚筒固定连接的轴上，大内齿轮Z7齿圈外部装有工作闸，用于控制绞车滚筒运转。若将大内齿轮Z7上的工作闸3闸住，而将滚筒上的制动闸2松开，此时电动机转动由两级内啮轮传动到齿轮Z5、Z6和Z7。但由于Z7已被闸住，不能转动，所以齿轮Z6只能一方面绕自己的轴线自转，同时还要绕齿轮Z5的轴线（滚筒中心线）公转，从而带动与其相连的滚筒转动，此时Z6的运行方式很类似太阳系中的行星的运行方式，齿轮Z7称行星齿轮，其传动方式称为行星传动；反之，若将大内齿轮Z7上的工作闸3松开，而将滚筒上的制动闸2闸住，因Z6与滚筒直接相连，只作自转，没有公转，从Zl到Z7的传动系统变为定轴轮系，齿轮Z7做空转。倒替松开（或闸住）工作闸或制动闸，即可使调度绞车在不停电动机的情况下实现运行和停车。当需要进行反向提升时，必须重新按动启动按钮，使电动机反向运转。特别注意的是，当电动机启动后，严禁将工作闸和制动闸同时闸住，否则会造成事故。（二）回柱绞车及其结构特点回柱绞车又称慢速绞车，主要用于拆除和回收采煤工作面支柱和两巷支护材料的一种机械。把回柱
