一种新型装车溜槽的开发与研制.pdf

制造与工艺 Manufacturing and Process28 今日制造与升级 2023.6煤炭是我国重要的能源和原材料，其生产和消费占据我国能源结构的主导地位。煤炭装车系统是煤炭生产和运输的重要环节，它直接影响煤炭的质量、效率和安全。随着我国煤炭产业的发展，煤炭装车系统也面临着越来越多的挑战和问题，如装车速度慢、装车质量差、煤尘污染严重等。这些问题不仅影响了煤炭企业的经济效益和社会效益，也给环境和人员带来了巨大的危害。因此，改进和优化煤炭装车系统，提高其智能化水平和装车性能，是当前亟需解决的重要课题。1 煤炭装车系统综述煤炭装车系统是指将煤炭从煤场或煤仓输送到列车或者汽车车厢的一套设备和工艺，它主要包括装车站、装车溜槽、输送机、控制系统等组成部分。煤炭装车系统的性能和效率直接影响着煤炭的质量、运输成本和环境保护。因此，国内外相关领域的研究者对煤炭装车系统进行了广泛的研究和改进，主要集中在以下几个方面。（1）装车站的类型和结构。装车站是煤炭装车系统的核心部件，它负责将煤炭从皮带输送机输送到装车溜槽，实现对列车车厢的均匀装载。目前常用的装车站有火车装车站、汽车装车站、公铁两用装车站。不同类型的装车站有不同的结构和工作原理，适用于不同的场合和条件。例如，火车装车站只能对固定火车车厢进行装载，不能适应不同长度和高度的列车；汽车装车站与火车装车站类似，同样不能适用于不同车型；公铁两用装车站可同时适用于火车和汽车装车，但车型固定，仍然无法满足多车型使用，且结构复杂，维护成本高。（2）装车溜槽的形式和功能。装车溜槽是将煤流经过装车站输送到列车车厢的通道，它直接影响着装载过程中的煤流状态、泄漏量和飞溅量等。目前常用的装车溜槽有固定式、摆动伸缩式和可变截面式等，不同形式的装车溜槽有不同的功能和特点，适用于不同的需求和条件。例如，固定式溜槽结构简单，但是不能适应不同宽度和高度的列车；摆动伸缩式溜槽可以根据列车位置进行摆动和伸缩，但是调节过程耗时长，影响装载效率；可变截面式溜槽可以根据列车宽度进行截面调节，但是调节机构复杂，易发生故障。（3）平煤器的类型和作用。平煤器是指在装载过程中对列车车厢内的散装物料进行刮平或压实的设备，主要作用是提高装载质量、减少运输损耗、降低飞扬性等。目前常用的平煤器有人工操作式、自动控制式、液压驱动式等，不同类型的平煤器有不同的结构和工作方式，适用于不同的场合和条件。例如，人工操作式平煤器操作简单，但是效率低，安全性差；自动控制式平煤器可以根据车厢内的散装物料状态进行自动调节，但是控制系统复杂，易受干扰；液压驱动式平煤器可以实现快速、准确、稳定的平煤作用，但是液压系统成本高，维护难。（4）喷淋装置的形式和效果。喷淋装置是指在装载过程中对列车车厢内的散装物料进行喷淋的设备，主要作用是增加散装物料的湿度，降低其飞扬性，减少煤尘污染。目前常用的喷淋装置有固定式、移动式、旋转式等，不同形式的喷淋装置有不同的喷淋方式和效果，适用于不同的场合和条件。例如，固定式喷淋装置结构简单，但是喷淋范围有限，不能覆盖整个车厢；移动式喷淋装置可以沿轨道移动，但是需要额外的牵引力和控制系统；旋转式喷淋装置可以在一定范围内旋转，但是旋转角度受限，不能实现全方位的覆盖。通过查看国内外相关领域的文献综述可以发现，现有的煤炭装车系统在装车站、装车溜槽、平煤器、喷淋装置摘要从装车现场需求出发，介绍一种新型装车溜槽的开发与研制，采用可变截面、自动平煤、自动喷淋3种技术，系统阐述了新型装车溜槽整体结构，实现了适应不同车型、平煤、降尘的功能，该新型装车溜槽的成功研制，为改进和优化煤炭装车系统，提高其智能化水平和装车性能提供了有力的保障。关键词煤矿；可变截面；自动平煤；智能化装车中图分类号U294.2 文献标志码A一种新型装车溜槽的开发与研制田力（山东泰安煤矿机械有限公司，山东泰安271000）制造与工艺 Manufacturing and Process2023.6 今日制造与升级 29等方面都存在一定的局限性和缺陷，不能满足当前煤炭行业的发展需求和环境保护要求。为此，文章系统阐述了一种新型装车溜槽的开发与研制，该结构由可变截面溜槽、可旋转平煤板、自动喷淋装置、液压控制系统等组成，可以适应不同车辆的车斗，还具有自动平煤功能，能够提高装车速度和减少煤尘污染。2 新型装车溜槽设计原理2.1 主要组成（1）可变截面溜槽。可变截面溜槽由上段溜槽、下段溜槽和可变截面等3部分组成，可实现上下伸缩、变截面装车的功能。上段溜槽与下段溜槽两侧各设置一个油缸，同时内侧各设置一组导轨，当列车到位后，下段溜槽由油缸带动动作，开启过程必须保证两侧油缸同步打开，带动变截面溜槽进入装载点，然后根据不同车型不同车斗宽度进行截面调节。变截面部分由两面对称的弯板结构组成，每扇弯板内侧设置一组导轨，弯板外侧通过油缸与外溜槽相连，电控系统接收不同列车车型信息后，根据预设的参数调节弯板的位置，使溜槽与车斗之间的间隙最小化，减少煤流的泄漏和飞溅。可变截面溜槽的结构示意如1所示。?（a）开启状态（b）关闭状态图1 可变截面溜槽的结构示意（2）可旋转平煤板。可旋转平煤板是指根据车厢内煤堆的形状进行旋转，使平煤板与煤堆之间的夹角最优化，实现自动平煤的功能，它由弧形板、平煤板和一个旋转轴组成，旋转轴通过油缸与平煤板相连，电控系统接收车厢内煤堆形状信息，根据预设的参数调节平煤板的旋转角度，同时借助溜槽本身自重，使刮煤板能够有效和高效地刮平或压实车厢内的散装物料。可旋转平煤板的结构示意如图2所示。（3）自动喷淋装置。自动喷淋装置是指在装载过程及平煤过程中，对车厢内的散装物料进行喷淋的设备，由一个水箱、一个水泵、一个喷淋管和多个喷嘴组成。水箱中储存有一定量的喷淋液，水泵将喷淋液从水箱输送到喷淋管，喷淋管沿着平煤板的后部布置，喷嘴均匀地分布在喷淋管上，喷嘴通过控制系统接收平煤板的旋转角度信息，根据预设的参数调节喷淋量和方向，使喷淋液能够均匀地覆盖在车厢内的散装物料上，增加其湿度，降低其飞扬性。自动喷淋装置的结构示意如图3所示。图3 自动喷淋装置的结构示意（4）液压控制系统。液压控制系统是指对可变截面溜槽、可旋转平煤板、自动喷淋装置等部件进行控制的系统，它由一个液压站、一个控制柜、多个液压缸和多个传感器组成，液压站提供液压油，控制柜接收列车车型信息、车厢内煤堆形状信息等信号，根据预设的参数和算法输出控制指令。液压缸根据控制指令驱动可变截面溜槽、可旋转平煤板等部件进行相应的运动，传感器实时监测各部件的位置、速度、压力等状态，并将反馈信号传送到控制柜，实现闭环控制。2.2 理论分析和实验测试为了验证文章阐述的新式装车溜槽的性能和优越性，进行了理论分析和实验测试。（1）溜槽截面的变化规律。根据不同车型的车斗宽度，给出了可变截面溜槽的截面调节参数，计算了溜槽与车斗之间的间隙大小，分析了间隙大小对煤流泄漏和飞溅的影响，得出了最优的截面调节参数和间隙大小。（2）平煤板与煤堆之间的接触力学模型。根据不同车厢内煤堆的形状，给出了可旋转平煤板的旋转角度参数，建立了平煤板与煤堆之间的接触力学模型，计算了平煤板对煤堆的刮平或压实力，分析了刮平或压实力对装载质量和飞扬性的影响，得出了最优的旋转角度参数。（下转第62页）图2 可旋转平煤板的结构示意自动化技术与应用 Automation Technology and Application62 今日制造与升级 2023.6垛站取料时间长故障”的要因，对气缸的真空回路进行改善，使拆垛站的整体节拍时间由原来的5.3s 缩短到4.72s，改善后将拆垛站的节拍能力 SPM 提升到12.71，如图10所示，满足了整线 SPM=12的生产节拍。图10 取料周期时间前后对比6 结论通过对米勒万家顿2400t 压机拆垛站的问题分析和改进方案的制定，可以有效提高设备的稼动率和整体节拍时间，达到恢复整线最大生产sPM=12节拍能力的目标。在实施改进方案的过程中，需要注意对设备的稳定性和可靠性进行保障，并及时对改进效果进行跟踪和评估，确保改进方案的有效性。参考文献1 马琳.液压传动与气动技术M.北京：中国劳动社会保障出版社，2008.2 李华.气动基本回路原理M.北京：新华出版社，2007.3 钟肇.可编程序控制器原理及应用M.2版.广州：华南理工大学出版社，2009.4 陆一飞.机床与液压M.北京：机械工业出版社，2008.作者简介温信子（1989），女，广东揭西人，本科，电工工艺一级实习指导教师，主要研究方向为数控加工和机电设备维修等。图9 气缸动作时间周期（3）喷淋装置对散装物料湿度和飞扬性的影响。根据不同车厢内散装物料的初始湿度，给出了喷淋装置的喷淋量和方向参数，建立了喷淋液对散装物料湿度和飞扬性的影响模型，计算了喷淋后散装物料的湿度和飞扬性，分析了湿度和飞扬性对煤尘污染的影响，得出了最优的喷淋量、方向参数、湿度和飞扬性。针对不同车型、不同装载量、不同平煤角度、不同喷淋量等条件下，对该新型装车溜槽进行了对比实验，测量了其装车速度、装车质量、煤尘排放等指标，并与传统的装车溜槽进行了对比分析。通过对比实验结果，验证了理论分析中得出的最优参数和模型，并分析了新型装车溜槽与传统装车溜槽在各指标上的性能差异和优势。通过敏感性分析，探讨了各参数对新型装车溜槽性能的影响程度和规律，并给出了相应的优化建议。3 性能分析试验结果表明，与传统的装车溜槽相比，新型装车溜槽可以提高装车速度约20%，提高装车质量约10%，降低煤尘排放约30%。文章阐述的新型装车溜槽具有创新性和实用性，为煤炭装车系统的改进和优化提供了一种有效的方案。4 结束语该新型装车溜槽的开发与研制，有效解决了不同车型装料的局限性，提升了装料效率，同时，有效降低装料过程粉尘问题，对环境保护也起到促进作用。参考文献1 李华.移动伸缩溜槽保温装置的设计J.煤矿机械，2021（2）：114-115.2 王蒙，王策，刘新辉，等.自动检测移动分料溜槽的设计与应用J.选煤技术，2021（4）：57-60.作者简介田力（1984），男，山东定陶人，本科，工程师，主要研究方向为机械设备加工与制造。（上接第29页）