JYB-65×1.83S雙速運輸絞車的設計分析

荊 晶

（陽煤集團， 山西 陽泉 045000）

引言

受井下巷道狹窄等因素限制，安裝滾筒直徑在1.2 m及其以上的提升機不僅投資費用高、安裝難度大，而且運行維護成本高，因此采用JYB系列運輸絞車作為采掘工作面及斜巷軌道的首選。但由于受絞車容繩量、提升能力及安全可靠性的影響，JYB系列運輸絞車僅適用于小坡度、短距離、運輸任務量小的軌道運輸，隨著礦井開采深度的延伸，斜巷軌道坡度、長度的逐漸增大，斜巷運輸任務量的增加，斜巷提升負荷的增大，JYB系列運輸絞車已不能滿足大斜巷軌道運輸?shù)男枰Ｒ虼?，某礦針對二采區(qū)上山軌道原JYB-60×1.25絞車運輸能力不足的問題，采用新型JYB-65×1.83S雙速運輸絞車替代原JYB-60×1.25絞車，以極大提高提升效率和有效增強提升安全可靠性。

1 工程概況

某礦二采區(qū)上山軌道長780 m，坡度為24°，采用“機軌合一”的方式完成物料提升及人員運送任務，采用JYB-60×1.25絞車、6×19-Φ26m鋼絲繩完成軌道物料提升任務，采用RJZ55-35/1800U（A）型架空乘人裝置完成軌道人員運送任務。

隨著采區(qū)外圍工程的逐步完成，后期軌道提升任務將更加繁重，而該絞車偏低的提升速度（最大速度1.25 m/s）將無法滿足采區(qū)正常生產(chǎn)用料需要，同時，隨著掘進機、綜采支架等大型設備提升重量的增大，絞車極易損壞甚至出現(xiàn)車輛下滑或跑車事故。

該絞車采用一級差動輪系和一級定軸輪系進行傳動，具有停止、工作、下放三種狀態(tài)。當絞車處于工作狀態(tài)時，工作制動器的左剎車閘處于松閘狀態(tài)，右剎車閘處于制動狀態(tài)（剎住制動輪），極易因操作人員力氣不足致使右剎車閘（離合制動器）拉不到位，造成車輛因重力出現(xiàn)下滑甚至跑車事故。同時，由于絞車速度的控制是通過手動交替操作工作制動器的左右剎車（離合器）來實現(xiàn)的，極易因左右剎車配合不得當出現(xiàn)急速開車、停車現(xiàn)象，損壞傳動件，甚至因左右剎車同時剎住滾筒而損壞傳動件或燒毀電機。

2 JYB-65×1.83S雙速運輸絞車的設計

2.1 絞車的主要結構

JYB-65×1.83S雙速運輸絞車主要由主機、電氣控制系統(tǒng)、液壓站等部分組成。

2.1.1 絞車主機

絞車主機由電動機、行星差速器、離合制動總成、滾筒、底座等部件組成。

1）電動機。采用隔爆型三相異步電動機，輸出軸采用漸開線花鍵，輸出軸直連常嚙合行星差速器。

2）行星差速器。通過一個圈內安裝兩級行星輪系的雙聯(lián)內齒圈、兩套塊式制動器與制動輪離合的方式進行變速。一套制動輪與第一級行星輪架通過花鍵連接，另一套制動輪通過兩個平鍵與雙聯(lián)內齒圈連接，當電動機空載啟動時，兩塊式制動器全部打開，行星差速器空轉，而滾筒不轉。重載時通過兩塊式制動器交互使用可形成慢速、快速，最終通過齒輪箱傳動滾筒。

3）離合制動總成。通過交互使用兩套塊式制動，實現(xiàn)絞車在零速、慢速、快速之間的相互轉換；采用彈簧施壓的常閉結構形式的液壓閘，通過操作手動換向控制，在絞車工作時實現(xiàn)速度變換。

4）滾筒。滾筒通過螺栓與傳動大齒輪連接，方便拆裝，傳動可靠；齒輪箱大齒輪與傳動大齒輪相嚙合，起傳動連接作用。

5）齒輪箱。齒輪箱由傳動小齒輪、大齒輪、箱體等組成。在工作中，傳動小齒輪帶動大齒輪最終傳動滾筒，起減速、形成雙排結構的效果。

6）底座。底座由型材焊接成整體，在其上面可以安裝電動機、行星差速器、離合制動總成、齒輪箱滾筒、深度指示器、工作制動器及安全制動器等部件，并通過地腳螺栓將絞車與基礎固定。

2.1.2 絞車電氣控制系統(tǒng)

電動機由礦用隔爆型可逆真空磁力啟動器外接礦用隔爆型按鈕控制，實現(xiàn)正轉、反轉、停止操作；油泵電機由礦用隔爆型真空磁力啟動器外接礦用隔爆型按鈕控制，實現(xiàn)自動、停止操作。整個系統(tǒng)由一臺裝有礦用隔爆兼本質安全型可編程控制器的操作臺控制。

當油泵電機啟動工作后，絞車用隔爆型三相異步電動機啟動操作，當電壓值超過規(guī)定值時，油泵電機自動停機，實現(xiàn)自動停機保護，確保液壓泵系統(tǒng)的可靠性；礦用隔爆兼本質安全型可編程控制器操作臺可實現(xiàn)絞車工作時深度的數(shù)字顯示、低速報警、超速報警等綜合保護功能。

2.1.3 絞車液壓站

采用JSYB-800液壓泵站，主要是為絞車的緊急制動閘、工作制動閘、調速閘一、調速閘二提供動力。緊急制動閘和工作制動閘結構均為碟形彈簧制動結構，為常閉式，在絞車工作時依靠液壓部分打開。調速閘一、調速閘二結構均為碟形彈簧制動，為常開式。

2.2 絞車的工作原理

2.2.1 主機的工作原理

電機輸出軸通過花鍵套傳動常嚙合的行星差速器，在快、慢速閘的相應結合下，形成零速、快速和慢速，最終傳給齒輪箱及滾筒，借助纏繞在滾筒上的鋼絲繩達到牽引重物的目的。

2.2.2 制動系統(tǒng)的工作原理

緊急制動閘在絞車主電機啟動的同時迅速開啟，該制動閘由液壓系統(tǒng)提供動力，由絞車主電機控制開關間接控制其開啟和抱閘動作（通過控制電磁閥的通斷實現(xiàn)該制動閘的開啟和抱閘）。調速閘一、調速閘二分別交替剎緊或全部松開，可使絞車在不停的情況下進行零速、慢速、快速間的快速轉換，以實現(xiàn)慢速擋牽引力大用于拉重負荷，快速擋用于回繩、拉空車等工況的要求。

3 JYB-65×1.83S雙速運輸絞車的優(yōu)點

1）絞車采用了二級行星輪系減速傳動，電機輸出軸直接傳動常嚙合的行星差速器，能形成零速、慢速、快速，最后傳給齒輪箱和滾筒，可以實現(xiàn)電機空載啟動、貨載實施零速或慢速啟動，避免了JYB-60×1.25絞車因急速開車、停車而損壞傳動件，甚至因左右剎車同時剎住滾筒而損壞傳動件或燒毀電機。

2）該雙速運輸絞車具有快、慢兩個速度，慢速擋牽引力大，用于拉重負荷，快速擋速度快，用于回繩、拉空車等，能大大提高運輸效率。

3）絞車制動分工作制動和應急安全制動，緊急制動閘、工作制動閘結構均為碟形彈簧制動，為常閉式，在絞車工作時依靠液壓部分打開，調速閘一、調速閘二結構均為碟形彈簧制動，為常開式，這種設計方式可以保證在絞車開機時，調速閘一、調速閘二處于打開狀態(tài)，防止打壞齒輪及損壞絞車。

4 結論

該礦二采區(qū)上山軌道自采用JYB-65×1.83S雙速運輸絞車代替原YB-60×1.25絞車以來，井下無一起絞車安全事故發(fā)生，同時該絞車在節(jié)能降耗、提高大斜巷提升效率方面有較好的表現(xiàn)，對礦井安全生產(chǎn)及減員增效起到了積極作用。