為使風門系統(tǒng)開閉方便,、動作靈活,、減小破損,、延長使用壽命,設(shè)計了平行四連桿機構(gòu),、左右門扇同步異向開閉的無壓平衡風門,,分析了自動氣動風門系統(tǒng)裝置組成、工作原理,、設(shè)備布置和動作過程,。風門系統(tǒng)工作可靠能滿足礦井通風系統(tǒng)和安全生產(chǎn)要求,。全氣控平衡無壓風門
通過對氣控無壓風門平衡機構(gòu)的受力分析,得出兩門板轉(zhuǎn)矩與風壓,、轉(zhuǎn)動的角度有很密切的關(guān)系,當風壓大于(39.2Ab/SL)MPa 時,,聯(lián)接門扇和平衡桿的軸承將被拉斷,因此要根據(jù)煤礦井下的實際風壓選擇強度合適的軸承及平衡機構(gòu),,以保證氣控無壓風門的可靠使用,,從而為現(xiàn)場實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。
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礦用氣控無壓風門的平衡桿可以調(diào)節(jié)風門的開啟和關(guān)閉,, 是風門平衡機構(gòu)中重要組成部分,,其受力傳動效果決定了風門運行的可靠程度,因此對平衡機構(gòu)進行合理地研究與設(shè)計是非常重要的,,本文基于文獻[2]中氣控無壓風門結(jié)構(gòu)及研究成果,,就其平衡機構(gòu)進行受力分析,并對聯(lián)接門扇和平衡桿的軸承強度進行了強度校核,。
1氣控無壓風門的結(jié)構(gòu)及工作原理
全氣控平衡無壓風門風門結(jié)構(gòu)
氣控無壓風門主要由門框,、左右門板、平衡機構(gòu),、鋼絲繩及氣缸等組成,。氣控無壓風門的平衡機構(gòu)受力情況如圖 3 所示,圖中的“′”上標表示末狀態(tài),由該圖可知平衡桿兩端點的運動位移為 CC′和 DD′,。 假設(shè) EF=MD=b,,平衡桿初始狀態(tài)水平,,門扇寬 L,,門扇轉(zhuǎn)動角為 α,由于鋼絲繩與連桿捆綁在一起,,因此對彎架施加力 f 的方向沿 CD 桿方向,。系統(tǒng)在水平方向所受外力為風壓對風門產(chǎn)生的推力及門軸對門的支撐力, 推力對門有轉(zhuǎn)動作用,,而支撐力作用點在門軸上,, 因此對門沒有轉(zhuǎn)動作用。
全氣控平衡無壓風門工作原理
如圖 1 所示,, 氣控無壓風門采用煤礦井下高壓氣體作為氣缸的動力源,,由電磁閥控制氣缸 1 推桿收縮,通過連接在推桿上的鋼絲繩 3 來拉動平衡桿 4,,從而帶動直架和彎架 5,,調(diào)控風門的開啟。當推桿伸出時,,鋼絲繩呈現(xiàn)為松馳狀態(tài),,此時鋼絲繩對風門的牽制力為零,, 風門則在配重墜陀 2 的作用下,回到關(guān)閉狀態(tài),。
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(1)在不同風壓作用下,,左右門板轉(zhuǎn)矩不同,會出現(xiàn)速度不同的開關(guān)動作,,導(dǎo)致平衡桿兩端受力不等而受到?jīng)_擊,。 風壓越大,沖擊越嚴重,,勢必會對平衡桿造成破壞,。 如果平衡桿材料強度不夠,在較大風壓作用下,,風門打開初期就會在平衡桿的兩端點處出現(xiàn)破裂,;
(2)風門不能及時打開,會與經(jīng)過的礦車發(fā)生碰撞,,造成事故,;
(3)產(chǎn)生漏風。 由于作用在門扇上的壓力相當,,在沒有外力或門扇阻力較大的情況下,,不易關(guān)閉或關(guān)不嚴密,給通風系統(tǒng)管理帶來一定難度,;
(4)門扇是對開狀態(tài),,門扇之間相互碰撞,極易造成風門損壞,。
要盡量減小平衡連桿與門扇聯(lián)接的兩端摩擦力,,并保持兩端的摩擦力相等;提高風門開啟的靈敏度,;在風門兩側(cè)安裝阻車裝置,,在風門沒有*打開前,阻止礦車通過,,防止礦車撞壞風門,;選擇強度較大的平衡連桿,門扇的材料選擇剛度較大的鋼材料,。
綜掘巷道采用錨桿支護時,,臨時支護是*的一道工序。臨時支護的可靠與否直接影響到錨桿支護作業(yè)的安全和掘進推移速度,。 針對目前臨時支護現(xiàn)狀,,闡述了綜掘工作面自動推移臨時支架的主要結(jié)構(gòu)、工作原理及其主要技術(shù)參數(shù),,并針對該臨時支架三角架結(jié)構(gòu)進行有限元分析
通過對氣控無壓風門平衡機構(gòu)的受力分析,,可以得到兩門板的轉(zhuǎn)矩與風壓,、轉(zhuǎn)動的角度有很密切的關(guān)系,并得出以下結(jié)論:
(1)當左右門板開關(guān)速率,、角度始終能夠保持推力對門板的作用為零,;
(2)為了減輕門板對平衡桿的破壞程度,應(yīng)盡量減小平衡桿與門扇聯(lián)接的兩端摩擦力,,并保持兩端的摩擦力相等,;
(3)在不同風壓作用下,左右門板轉(zhuǎn)矩不同時,,會導(dǎo)致平衡桿兩端受力不等而受到破壞,。 對于 490 MPa 抗剪強度、Q295 的鋼制無壓風門,, 當風壓大于 39.2