重型连续采煤机电缆卷放装置设计研究

发布时间：2020-10-22 20:45

　　 随着采煤技术的发展,大型煤机设备应用越来越广泛,重型连续采煤机作为现代化采煤设备的典型代表,因采煤效率高、机动灵活、成本低、效益好等特点而广受青睐。重型连续采煤机采用电缆供电方式,但在实际应用中,由于电缆线传输功率大、外径粗、距离长,缺乏配套的电缆卷放装置,电缆线通常只能靠人工拖拽,导致连续采煤机前进和后退运行时极不方便,严重阻碍了采煤效率,并存在极大的安全隐患。因此,针对重型连续采煤机进行设计研究配套的电缆卷放装置,实现电缆的自动化卷放显得尤为必要。结合国内外卷缆技术和连续采煤机发展现状,论文在现有工况条件的基础上,采用功能分析原理提出一种基于PLC控制、以液压系统为动力的重型连续采煤机电缆卷放装置设计方案,论述了电缆卷放装置的研究理论及技术方法;其次,依据总体方案,对重型连续采煤机电缆卷放结构进行参数设计,完成电缆卷筒、排缆结构、整体支架等机械结构设计,运用Solidworks建模技术完成机械零部件及整机的三维建模;在此基础上,基于ANSYS Workbench对重型连续采煤机电缆卷放装置关键结构进行可靠性分析研究,完成电缆卷筒结构静力学分析、顺序排缆结构可靠性分析、整体支撑架体预应力下的模态分析及卷缆芯轴疲劳仿真分析,并为进一步提高关键部件的可靠性提出合理化意见·,最后,采用系统参数设计理论和AMESim系统仿真技术,完成重型连续采煤机电缆收缆液压回路和电缆放缆液压回路的系统设计,建立基于AMESim的HCD系统回路仿真模型,分析各回路系统运动特性和流量特性,验证系统设计的合理性,并为现场应用提供参数依据。论文通过结构参数设计与可靠性分析、系统设计与特性仿真分析的方法设计研究了一种应用于12CM15重型连续采煤机的电缆卷放装置,实现了机械化、自动化电缆卷放及排列功能,提高卷缆质量和采煤效率,降低工人劳动强度,减少安全隐患。论文研究为重型连续采煤机电缆卷放装置实现自动化奠定了一定的理论基础,为现代化采煤技术研究提供一种新思路。
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD421.64
【部分图文】：

通常为５０－８０ｍｍ，而电缆的正常弯曲半径应不小于电缆外径的７倍［３】，??传统电缆拖拽设备在往复弯曲处难以达到次标准，长期使用，对电缆线的损害??较大，如图１－２为井下传统电缆拖拽设备。??图１－２井下传统电缆拖拽设备??Ｆｉｇ．?１－２?Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ?ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｃａｂｌｅ?ｄｒａｇｇｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??目前，对于重型连续采煤机，由于其设备工作的灵活性，传统电缆拖拽装??置无法适用，而市场上电缆卷放装置多用于电缆线的存储、运输等，设计功能??单一，无法满足电缆线连续收放功能ｗ。重型连续采煤机由于功能工作环境的特??殊性和配套电缆的专一性，其卷缆装置需进行专门的系统设计与研宄。从固定??电站向大型机械设备提供电能的方式主要包括悬挂电缆供电、滑触线供电和电??缆卷筒供电三种：悬挂电缆供电方式适用于传输电流小、传输距离短的应用环??境；滑触线供电方式适用于传输电流小、接触可靠性要求低的应用环境；对于??重型连续采煤机，由于设备的用电容量不断加大，电缆更粗、距离更长，因此??采用电缆卷筒的设计方案比其他供电装置有更多优势。同时，随着新科技成果??的应用和结构的不断改进，卷缆装置成为重型机械中最普遍、最受欢迎的供电??装置

２．１．１矿用电缆型号分析??重型连续采煤机电缆收放装置基于配套专用电缆进行设计研宄，１２ＣＭＩ５??重型连续采煤机多采用ＵＹＰ系列矿用电缆，如图２－１为ＵＹＰ系列矿用电缆结??构示意图。??ｕｍ??１－外被；２－编制；３？包裹；４－绝缘；５－动力线；６－地线??１－?ｏｕｔｅｒ?ｓｋｉｎ：?２－?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；?３－?ｐａｃｋａｇｅ；?４－?ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；?５－?ｐｏｗｅｒ?ｌｉｎｅ；?６－?ｅａｒｔｈ?ｗｉｒｅ??图２－１矿用电缆结构示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍｉｎｅ?ｃａｂｌｅ??ＵＹＰ系列矿用电缆内芯结构为多线型，线芯数目为３－６根，与常规电缆相??比具有外径粗、传递功率大和抗拉强度好特点ＰＩ，如表２－１所示为ＵＹＰ系列矿??１１??

连续采煤机采煤结构特点分析是确定卷缆装置的安装位置和尺寸结构设计??的重要保证，本文以１２ＣＭ１５重型连续采煤机为例对卷缆装置的设计展开分析，??如图２－２为１２ＣＭ１５－１０Ｄ重型连续采煤机结构原理图。??１１?１２?１３?８?／?／?）〇?＼?１４??８?９?１０?７?５??１－输送机摆动油缸；２－行走控制箱；３－行走制动器；４－截割控制箱；５－装载升降油缸；６－输??送机升降油缸；７－截割臂升降油缸；８－操作台；９－液压泵；１０－液压泵电机；１１－输送机尾部??链轮；１２－刮板输送机；１３－输送机回转轴；１４－截割滚筒；１５－扒爪??１－ｃｏｎｖｅｙｏｒ?ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ；?２－ｗａｌｋｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｏｘ；?３－ｗａｌｋｉｎｇ?ｂｒａｋｅ；?４－ｃｕｔｔｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｏｘ；??５－ｌｏａｄｉｎｇ?ａｎｄ?ｌｉｆｔｉｎｇ?ｏｉｌ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ；?６－ｃｏｎｖｅｙｏｒ?ｌｉｆｔｉｎｇ?ｏｉｌ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ；?７－ｃｕｔｔｉｎｇ?ａｉｍ?ｌｉｆｔｉｎｇ?ｏｉｌ??ｃｙｌｉｎｄｅｒ；?８－ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｔａｂｌｅ；?９－ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｐｕｍｐ；?１０－ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｐｕｍｐ?ｍｏｔｏｒ；?１１－ｃｏｎｖｅｙｏｒ?ｔａｉｌ?ｃｈａｉｎ??ｗｈｅｅｌ；?１２－ｓｃｒａｐｅｒ?ｃｏｎｖｅｙｏｒ；?１３－ｃｏｎｖｅｙｅｒ?ｒｏｔａｉｙ?ｓｈａｆｔ；?１４－ｃｕｔｔｉｎｇ?ａｎｄ?ｃｕｔｔｉｎｇ?ｒｏｌｌｅｒｓ；?１５－ｃｌａｗ??图２－２?１２ＣＭ１５重型连续采煤机结构原理图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?
【参考文献】

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本文编号：2852069