主井架空人车技术改造工程

摘要：对镇城底矿架空人车存在的问题进行了分析，重点说明了在改造后新的架空人车解决了原设备受力差，故障多的问题，其结构紧凑，受力合理，使设备强度大大提高，同时增设了15种安全保护装置，提高了架空人车的安全防护水平，在控制功能上采用了以plc为电控核心，利用can总线控制远程数据采集与通讯机及继电器隔离输出控制的电控装置，提高了设备的智能化水平。
关键词：架空人车 技术 改造
镇城底矿主井架空人车是运送人员出入井的主要运输工具。原架空人车为2003年安装，由镇城底矿自行设计，白家庄矿机厂加工制造。架空人车的传动方式为：交流电机+齿轮减速器+伞齿轮对+主驱动轮。该架空人车存在的主要问题有：①无ma标志，制造厂家无产品制造资格。②保护功能不全。③机械传动系统噪声大，振动大，故障多。④驱动轮主轴受力大，易发生轴承损坏、键、主轴断裂等故障。⑤运行速度无法调节，启停车不平稳等，为了解决上述问题，保证主井架空人车的安全运行。矿组织有关技术人员，经过外出调研，理论计算，项目论证与架空人车生产专业厂家一起确定了主井架空人车的技术改造方案。
1 技术改造设计方案
1.1 传动方式。采用第二代“猴车”所具有的液压驱动方式，液压站落地布置，两套液压站，一备一用。
1.2 电控装置。电控装置以plc为电控核心，利用can总线控制远程数据采集与通讯机及继电器隔离输出控制的电控装置；拥有任意点插接远程监控功能，还具有自动启停、安全保护停车闭锁（0.1s内）、打点、对讲机运行状态与故障的采集、显示和语音报警灯功能。
1.3 主要功能。
1.3.1 人身安全保护功能。机头机尾越位保护、钢丝绳欠速过速保护、液压马达超速保护、驱动压力高低保护、全线紧急停车保护、上变坡电掉绳捕停车保护、系统防静电保护、头尾轮入绳口安全防护装置。
1.3.2 机械设备安全保护功能。减速机油温保护、油箱温度超温保护、制动器动作失效保护、机头机尾信号中断保护、驱动装置二级制动保护。
1.3.3 其它性能。控制功能：设有“连续运行”“间断运行”“调试运行” “参数调整”“电机启动”“启动”“停止”，还设有信息显示功能、报警功能、通讯功能等功能。
2 技术改造实施情况
主井架空人车是镇城底矿唯一的人员上下井专用运人机械。如果架空人车停运，矿工必须步行出入井，主井井筒坡度16度，斜长1000米，会消耗矿工较大的体力，影响矿井的正常生产。另外，架空人车与主井胶带输送机同置一巷，架空人车改造不能影响主井胶带输送机的正常运行。考虑到上述因素，为尽量减少主井架空人车的停机时间，我们经反复研究探讨，制定了如下的改造施工方案：
2.1 主井架空人车：中间段托绳轮横梁机尾跑道及安装横梁，机头架基础、机头主框架等均不作变动。
2.2 因机尾拉紧装置结构特殊，故在原架空人车不停机的状态下，在原猴车配重装置后方，施工安装新架空人车的安装横梁。
2.3 液压泵站采用落地布置方式。
2.4 根据原机架尺寸，专门制作两个特殊的连接安装平台，将需要架空安装的驱动轮，减速器液压马达和驱动轮轮边制动器分别安装在这两个平台上，待停机后，将原设备拆除，把机头架稍作改造，便可将上述设备通过两个平台很方便快速地安装在机头架上。
2.5 机尾跑道不作变动。新机尾跑车按原跑道尺寸加工制作。
2.6 停机前，将液压站、控制台、电气设备、机尾横梁、机尾拉紧装置等全部安装好，各托绳轮活套于中间横梁上，将钢丝绳、各监控线、沿线开关、掉头、报警器等装置提前布置到位。
2.7 设备停机后，机头、机尾、中间段同时施工作业，24小时不间断。机械电气部分同时作业，最后统一调试试运行。
3 应用效果分析
3.1 新架空人车减速器旋转外壳直接插入驱动轮中间体内，省去了老式架空人车常用的主轴装置。解决了老式架空人车主轴装置悬臂长，受力差，故障多的问题，其构思巧妙，结构紧凑，悬臂小，受力合理，强度大大提高。
3.2 新架空人车在人身安全和机电设备方面设置了15种安全保护装置，为乘人和设备提供了全方位的主体保护网，提高了架空人车的安全防护水平。
3.3 控制功能设有连续运行、间断运行、调试运行、参数调整、电机启动、启动、停止，提高设备运行控制的智能化水平。
3.4 根据现场实际，加强矿厂合作，通过制作专门安装平台，改装机尾跑车，细化准备工程，多头平行作业等措施，在保证新架空人车制造安装质量的前提下，最大限度地缩短了主井架空人车的停运时间，保证了矿井的正常安全生产秩序。
3.5 据机电科统计，原架空人车故障多，维护量大，机头主轴平均2年更换一根，减速器、驱动轮及其附件每年都需大、中修一次，每年消耗材料配件费约20万元。新架空人车投入运行以来，未发生任何故障，若按故障率下降50%计，每年可创造经济效益30万元。同时，架空人车改造后，安全保护装置增多，为职工出入井提供了安全可靠的运输工具，对保证井下正常和高效作业发挥了重要的作用。
4 结束语
随着该液压式架空人车在我矿的使用，为职工上下井提供了安全可靠的运输工具，对保证井下正常和高效作业发挥了重要的作用。随着液压驱动和plc电控装置的广泛应用，液压式架空人车凭借其优越的安全性能和在远程监控方面的优势将在煤矿运输系统中有着良好的发展势头。