崔彦峰

（山西阳煤寺家庄煤业有限责任公司， 山西 昔阳 045300）

引言

普通绞车在煤矿井下运输作业中，存在工作效率低、安全性和可靠性差、精准度差等劣势，无法满足煤矿井下作业的要求。而无极绳连续牵引绞车作为普通绞车的替代产品，具有结构协调紧凑、操作便捷、安全性和可靠性强等特点，可适用于多种坡度、较长距离、较大吨位、运输作业繁重等多种复杂的作业环境。

1 无极绳连续牵引绞车的基本概念

无极绳连续牵引绞车是由钢丝绳将绞车部分、张紧装置部分、梭车部件、尾轮装置以及各种绳、轮组件等组成的一个完整的运输装置系统。其运动副通过渐开线圆柱齿轮结构转动，带动绞车的滚筒装置旋转，再凭借钢丝绳和滚筒装置两者间的摩擦，完成矿井运输作业。

2 无极绳连续牵引绞车的特点

无极绳连续牵引绞车具有结构协调紧凑、操作便捷、安全性和可靠性强等特点，也正因具有这些特点，其可适用于多种坡度、较长距离、较大吨位、运输作业繁重等多种复杂的作业环境。

结构协调紧凑，无极绳连续牵引绞车是运用运动副传递的原理将各组件连接在一起，从而实现绞车的功能，运动副传递中的各结构协调紧凑，这一特点既可以增加绞车效率，也有利于绞车适用于多种复杂的作业环境。

操作便捷，和普通绞车相比，无极绳连续牵引绞车的突出特点是操作便捷，其可以通过操作主机，带动各组件协调作业，实现运输功能[1]。

安全性和可靠性强，无极绳连续牵引绞车在完成煤矿地下作业时，正因为其结构协调紧凑，操作便捷，再加上其具有安全制动装置，因此安全性和可靠性更强，也为煤矿安全作业做出贡献。

3 无极绳连续牵引绞车参数的选择

无极绳连续牵引绞车应用在不同的煤矿作业区域，其结构大小，功率大小，绳/径比，牵引力大小都有所不同。因此，应根据不同的煤矿作业区域，选择相适应的无极绳连续牵引绞车，以最大限度实现绞车的功能，同时又保证安全、可靠等要求。

本节以运输长度2.5 km，坡度13°，运输重量20 t为例，介绍无转弯需求的矿井作业无极绳连续牵引绞车选择的计算。

3.1 牵引力的计算

牵引力是无极绳连续牵引绞车的主要参数之一，计算出牵引力的大小，才可以验证选用适用的电机和其他组件是否符合预期要求。因此牵引力通常作为无极绳连续牵引绞车选择中参数计算的第一步[2]。

牵引力的计算公式为：

F=（G+G0）×（0.02cosα+sinα）+2×0.25×L×q.式中：F为梭车拉力，kgf；G为所拉物体的总重量，kg；G0为梭车自身的重量，kg；α为煤矿井下巷道的最大坡度，（°）；L为运输路线的总长度，m；q为钢丝绳的单位质量，kg/m。

由绞车作业要求可以得出，最大坡度α为13°（cos13°=0.97，sin13°=0.22），运输线路长度 L 为25 m，若选用的料车承载重量为2 800 kg，车皮重量为700 kg，共用4个料车，梭车自身重量G0为3 000 kg，钢丝绳的单位质量q为2.165 kg/m，钢丝绳的断破力为32 050 kg。

因此，可以计算出梭车牵引力F为：

要确定选择的组件是否能够满足绞车作业要求，就需要根据牵引力验算钢丝绳的断破力。断破力验算公式为：钢丝绳的断破力/（F+1 000）＞3.5。

从表中可以看出，关键词“武术”、“武术文化”、“传统武术”、“民族传统体育”、“中国武术”、“竞技武术”、“武术教育”、“非物质文化遗产”、“武术传播”是出现频率与中心性最高的几个节点，图中各关键词节点相互联结又层层发散。为了更准确地挖掘武术文化研究动态，本文在此基础上又基于关键词构建了知识网络聚类分析图谱，如图6所示。

钢丝绳的断破力验算结果为：4.11＞3.5，因此该组件产生的牵引力符合煤矿井下作业的功能性要求和安全性要求。

3.2 功率的验算

功率作为无极绳连续牵引绞车的主要参数之一，其不仅决定了电机是否能够满足煤矿井下运输作业要求，也决定着煤矿运输作业的功耗，进而影响着煤矿作业的经济利益。因此，在选择绞车时，要进行功率验算，以确保用最低的能耗完成所需的作业要求。

功率验算的公式为：

式中：F为梭车拉力，kg；V为梭车的牵引速度，m/s；η为绞车的传动效率。

根据煤矿作业要求，牵引速度V取1.0 m/s，绞车的传动效率η取85%。

则可以得出，功率N：

N=6 786×9.8×1.0/0.85×1 000=78 kW。

因此可选用110 kW的绞车，以满足功率要求。

3.3 绳/径比的验算

绳/径比是保证无极绳连续牵引绞车满足功能性要求和安全性要求的参数。根据行业标准MT/T988《无极绳连续牵引车》的规定，绳/径比应满足“抛物线滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍”的要求。

以直径为24.5 mm的牵引钢丝绳为例，当选择的抛物线滚筒绳衬直径为1 200 mm时，绳/径比为50，可以满足行业标准的要求。

3.4 绞车模型的确立

当完成以上参数的选择和验证之后，就需要对绞车的各要素进行整理[3]。结果如表1所示：

表1 无极绳连续牵引绞车选型参数表

4 无极绳连续牵引绞车在煤矿中应用的其他工作

无极绳连续牵引绞车在煤矿中应用时，除了参数选择之外，还应做好绞车组件的保养和维护工作，以保证运输作业的安全稳定性。这些工作包括但不限于定期对钢丝绳的使用情况进行检查，定期对连接部位使用润滑剂，定期对绞车操作人员进行技能培训。

5 结语

煤炭是我国重要的能源，煤矿的发展离不开技术的革新和机械化程度的提高，无极绳连续牵引绞车正是煤矿运输作业机械化发展的产物，其不仅可以提高煤矿运输作业的效率，还可保证煤矿运输作业的安全性和可靠性。在应用无极绳连续牵引绞车时，既需要根据作业要求选择合适的绞车参数，也需要在使用过程中对绞车进行必要的保养和维护，只有做好这些，才能真正发挥无极绳连续牵引绞车运输效率高、安全可靠的优势。

[1] 吴印虎，张鲁，孔祥生.无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中的应用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2015（8）：165-166.

[2] 王晶，吴利学.浅析矿用无极绳连续牵引绞车选型计算[J].同煤科技，2015（4）：22-24.

[3] 高格.无极绳连续牵引绞车三维模型系统的实现[J].科技经济导刊，2015（12）：30-31.