行星齒輪減速機(jī)新型裝巖機(jī)中革新
1操作控制系統(tǒng)的技改方案的選擇。
1.1原操作控制系統(tǒng)的弊端。行星齒輪減速機(jī)相對(duì)其他減速機(jī),行星減速機(jī)具有高剛性,高精度(單級(jí)可做到1分以內(nèi)),高傳動(dòng)效率(單級(jí)在97%-98%),高的 扭矩/體積比,終身免維護(hù)等特點(diǎn)。
原行星耙斗裝巖機(jī)的操作控制系統(tǒng)是采用手動(dòng)操縱絞車制動(dòng)手柄(Hand Shank),通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)對(duì)絞車的工作和空程滾筒實(shí)施制動(dòng)的過(guò)程。該操縱系統(tǒng)動(dòng)力來(lái)源是人力,特別是在礦井巷道大斷面推進(jìn)和快速施工中要求的大斷面大型號(hào)的耙斗裝巖機(jī),由于操作者在操縱過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度增加,使該設(shè)備(shèbèi)靈活性和準(zhǔn)確性大幅度地降低(reduce)。在手動(dòng)操作過(guò)程中,操作者距設(shè)備的位置是基本固定的,耙斗在溜槽中前后移動(dòng)帶動(dòng)大量,矸石,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)矸石跳出溜槽的現(xiàn)象,易傷害操作人員。
1.2操作控制系統(tǒng)(system)技改方案選擇的可能(maybe)性(Possibility)。
現(xiàn)在煤礦井下工作面大多數(shù)都采用氣動(dòng)鑿巖機(jī)打眼,放炮,工作面基本具有電,動(dòng)力氣,水等基本設(shè)施,因此以動(dòng)力氣做為操縱(to rig)系統(tǒng)的能量來(lái)源,在不增加工作面其它輔助設(shè)施的前提下,能滿足新結(jié)構(gòu)的要求,同時(shí)解決了用電,液提供動(dòng)力能量帶來(lái)的防爆等安全技術(shù)問(wèn)題。根據(jù)上述情況分析,可以選擇以氣動(dòng)操作控制系統(tǒng)代替手動(dòng)操作系統(tǒng)的方案。
2氣動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)技改方案的確定。
2.1原操作控制結(jié)構(gòu)原理。
在該結(jié)構(gòu)中,操作者提供的操作力,通過(guò)各連桿之間的相互動(dòng)作和杠桿原理來(lái)對(duì)機(jī)器進(jìn)行制動(dòng),由于受結(jié)構(gòu)之間的空間位置(position )限制,連桿之間的設(shè)計(jì)不能滿足制動(dòng)力對(duì)機(jī)構(gòu)(organization)的要求。目前在大型的行星耙斗機(jī)的設(shè)計(jì)中,多數(shù)以增加操縱手柄(Hand Shank)的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)和滿足對(duì)制動(dòng)力,力矩的要求,結(jié)果加大操作幅度,給操作者帶來(lái)不便。
2.2氣動(dòng)操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。硬齒面齒輪減速機(jī)傳動(dòng)的效率是所有傳動(dòng)式中效率最高的一種,其效率比蝸桿傳動(dòng)要高的多。齒輪減速機(jī)的效率主要由齒輪及軸承的摩擦決定。
該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路為:以減輕工人操作過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度為主體現(xiàn)(tǐ xiàn)人性化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)人機(jī)脫離,操作者能安全地對(duì)設(shè)備進(jìn)行全過(guò)程的裝巖控制,并且在操作過(guò)程中能夠根據(jù)實(shí)際情況,快速多方位作出多種操作方法納選擇。在該結(jié)構(gòu)中選用氣動(dòng)柱塞缸作為結(jié)構(gòu)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(organization)乙該柱塞缸以壓風(fēng)作為動(dòng)力源,柱塞缸的復(fù)位依靠彈簧(Spring)在壓縮過(guò)程中儲(chǔ)備的力回復(fù),柱塞缸的工作壓力應(yīng)在0.4D0.6MPs,制動(dòng)連桿端用鉸鏈的方式方法進(jìn)行連接,柱塞缸在杠桿機(jī)構(gòu)中主要起提供動(dòng)力和使杠桿角變位作用,給杠桿結(jié)構(gòu)提供足夠的制動(dòng)力矩和適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)角變位。行星耙斗裝巖機(jī)在耙礦的過(guò)程中,由于操作的靈活性,通過(guò)(tōng guò)人工操作,耙斗可作出多種多樣的姿態(tài)。在啟動(dòng)操作系統(tǒng)(system)D中,工人通過(guò)操作氣動(dòng)轉(zhuǎn)閥,給執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸,杠桿機(jī)構(gòu)提供指令和動(dòng)力壓縮空氣,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)耙斗的控制。因而轉(zhuǎn)動(dòng)閥的可操作性能成為氣動(dòng)操縱系統(tǒng)成功和操作性能好壞的主要因素(factor),現(xiàn)在市場(chǎng)可購(gòu)買(mǎi)的轉(zhuǎn)動(dòng)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)特性大都啟動(dòng)過(guò)快,在一定程度上影響了可操作性的變化,使操作變化的區(qū)間最大化減少,啟動(dòng)過(guò)快會(huì)使耙斗的工作過(guò)程產(chǎn)生大幅度的沖擊,給操作過(guò)程中的相應(yīng)變化而對(duì)應(yīng)的操作應(yīng)變的實(shí)施帶來(lái)了一定程度的困難。為此與專業(yè)生產(chǎn)氣動(dòng)轉(zhuǎn)閥的生產(chǎn)廠家合作(collaborate),研制了大轉(zhuǎn)角氣動(dòng)轉(zhuǎn)閥,使轉(zhuǎn)動(dòng)角度(angle)和壓縮空氣的入氣過(guò)程加長(zhǎng)和人氣量由小到大逐步增加,從而實(shí)現(xiàn)操作特能滿足實(shí)際工況的要求。
3改造后的效果。
根據(jù)上述方案改造的產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)全方位多參數(shù)的全過(guò)程(guò chéng)的操作試驗(yàn),在試驗(yàn)過(guò)程中又排除了多種設(shè)計(jì)過(guò)程中的弊端,使機(jī)構(gòu)更加完美。
在較大型的行星耙斗裝巖機(jī)上運(yùn)用氣動(dòng)操縱系統(tǒng),通過(guò)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)操作,使操作人員熟悉氣動(dòng)操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)并提高操作人員對(duì)該機(jī)構(gòu)使用的熟練程度,隨著操作者對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的深刻了解(Find out),完全可以象人工操作小型行星耙斗機(jī)那樣,通過(guò)對(duì)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)的操作,實(shí)現(xiàn)耙礦全過(guò)程中的各種難度(difficulty)較大動(dòng)作,滿足操作者在耙礦過(guò)程中對(duì)行星耙斗裝巖機(jī)裝載性能的要求。實(shí)踐證明,該機(jī)構(gòu)的改造符合實(shí)際耙礦要求,在實(shí)際的使用過(guò)程中得到多數(shù)用戶的一致好評(píng),認(rèn)為該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便,使用可靠,具有很大的推廣價(jià)值。
4結(jié)語(yǔ)。行星齒輪減速機(jī)又稱為行星減速機(jī),伺服減速機(jī)。在減速機(jī)家族中,行星減速機(jī)以其體積小,傳動(dòng)效率高,減速范圍廣,精度高等諸多優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)等傳動(dòng)系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動(dòng)的前提下,主要被用來(lái)降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載/電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比。
氣動(dòng)操縱系統(tǒng)(system)的運(yùn)用是對(duì)原行星耙斗裝巖機(jī)操縱系統(tǒng)有益的改進(jìn),改進(jìn)方案基本上滿足了現(xiàn)場(chǎng)使用要求,適應(yīng)當(dāng)前煤礦生產(chǎn)所具備的現(xiàn)場(chǎng)條件。它的運(yùn)用對(duì)行星耙斗裝巖機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用。