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架棚机

一种矿井巷道与工程隧道架设水泥支架棚梁用的架棚机

架棚机，是一种矿井巷道与工程隧道架设水泥支架棚梁用的架棚机。为不影响矿车通行、能把棚梁直接抓起举高而设计。它是安在已有支架棚梁下的悬吊式架棚机，有Ⅱ形紧固件、滑车、可前后滑动的横梁、横梁止动机构、横梁前端垂臂、垂臂下的手轮调高机构、把棚梁翻转举高的旋转头和双曲柄，旋转头下方开豁口作棚梁提升止口，豁口下是钢丝绳悬吊的抓手，抓手上的钢丝绳绕过旋转头滑轮，由横梁下的电动、气动小绞车或气缸式牵引装置牵引。

简介
架棚机是一种矿井巷道与工程隧道架设水泥支架棚梁用的架棚机。为不影响矿车通行、能把棚梁直接抓起举高而设计。它是安在已有支架棚梁下的悬吊式架棚机，有Ⅱ形紧固件、滑车、可前后滑动的横梁、横梁止动机构、横梁前端垂臂、垂臂下的手轮调高机构、把棚梁翻转举高的旋转头和双曲柄，旋转头下方开豁口作棚梁提升止口，豁口下是钢丝绳悬吊的抓手，抓手上的钢丝绳绕过旋转头滑轮，由横梁下的电动、气动小绞车或气缸式牵引装置牵引。
太平洋煤矿沿层掘进使用的是美国侨伊公司制造的连续采煤机和梭车，并用由3个构件组成的拱型金属支架进行支护。年掘进氏度为21~22km。
采用连续采煤机和梭车大约有30年， 在此期间，对掘进用的掩护支架和金属支架搬运车等方面的技术进行研究。但是，目前仍处于支护作业多半靠人工而难以展开快速掘进作业的现状。
因此，研制了在很有限的掘进工作面空间内进行支护作业用的架棚机、并已实际应用．从而在支护作业方面不仅节省 人力，而且提高了效率和安全性。从今年5月开始使用架棚机已取得一定成果。
研制的目的
在掘进支护作业机械化几乎尚未进行时，从1988年实施改革计划开始，研制的顶梁架设机，为提高现场支护作业的效率和安全性做出了突出的贡献。但这仅用于安装顶梁作业．而安装底座作业仍然由人工进行。
今后， 随着向深部过渡，金属支架的重量将从22．7kg变为28．7kg、34．7kg。支架重耸的增加则加重了操作人员的劳动置，所以需要把工作面作业人数固定下来。因此，为了解决现在使用拱型支架过程中出现的问题，研制了安装支架的架栅机。
基本规格
作为煤矿安装支架用的架棚机， 设计中主要考虑了以下几点；
(1)与连续采煤机连接
在巷道宽5．4m、高约3m 有效断面3．2m 的拱型支架内， 除连续采煤机和梭车之外， 还有单独可移动式机攘设备， 根据过去的经验，经常与连续采煤机构成一体而进行动作， 力求提高效率。
(2) 由连续采煤机液压泵获得液压源
为了使该架棚机能够达到类似井下工人操作时的动作，采用容易改变运动方向的液压作为驱动源，考虑到空间的限箭，利用连续采煤机的液压泵作为液压源。
(3)具有8个自由度
安装支脚时， 须贴紧己安装的顶梁面， 在有效时间内操作人员可根据自己的意志使机器进行徽动作。为了使安在连续采煤机横向底座的金属支架移动到工作面前端，安有下述8个传动装置。
① 架棚机主体行走千斤顶，
② 旋转转盘的电动机，
③ 悬臂的上下千斤顶，
④ 摆动悬臂的电动机，
⑤ 悬臂伸缩千斤顶，
⑥瓣爪的上下千斤顶’
⑦ 旋转夹具的电动机，
⑧夹具千斤顶。
(4)采用控制杆式操纵阀
熟练的操作人员可用操作阀来对上述8个传动装置进行操作，并可保证高速作业。
(5)安有监控金属支架的传感器
在操作架棚机过程中，为了防止金属支架从夹具上脱落， 要在史具中安装压力传感器 以判断金属支架的工作状况。
(6)尽量小型
在保证上述机能、可移动范围的同时，为使安装和运输作业不受影响，在设计架棚机对应尽量使其适用于薄煤层的小断面巷道。
结构及机能
1． 行走部分
通过千斤顶将可移动的底座的转盘向左或向右移动。为了减少可移动的底座与转盘之间的滑动阻力，安装有特殊的铜台金以承受上下左右的负荷。
2． 转盘部分
转盘部分的旋转台下部， 通过轴承安装大直径齿轮，旋转转盘用的电动机的输出轴上安有小齿轮和中间惰轮， 此齿轮啮合并减速使旋转台旋转。为了避免旋转转盘用的电动机和悬臂的干涉，将制动器旋转角度设计成250°。
3． 悬臂上下部分
悬臂本身用铰链安装在转盘的旋转台上．井通过千斤顶上下动作，为了将机高控制在最小限度，采用耳轴型千斤顶。
4． 悬臂伸缩部分
悬臂前面通过双伸缩千斤顶进行2段伸缩。由于伸缩的精动部使崩含油式拊动轴承， 所以不需供油。
5． 旋臂旋转部分
悬臂伸缩部分的前方，通过摆动悬臂的电动机旋转280° 。
6． 夹具部分
备有2个可保护金属支架的钩形夹具，这2个夹具同时张开和闭合。在夹具的支点部分安有齿轮，它与夹具千斤顶前端安装的齿条啮合。随着千斤顶的伸缩，夹具张开和闭合。夹具的全闭合位置，可通过用螺丝改变夹具千斤硬与齿条之问的距离来调整。另外，为了保持压力，夹具部分可安装液控制，并安装检测用的压力开关。
夹具后面，通过轴承安装有摆动式液压马达，夹具本身可旋转280°。包括摆动式液马达的夹具部分用铰链铰接在伸缩悬臂前端，并用抓爪的上下千千顶通过环使其上下动作。
7． 圆组件
安在本组件上的操纵阀包括8个单控制杆式操纵阈和1个双控制杆式操纵阀。单控制杆式操纵阀可上下、左右动作。如果沿倾斜方向操作，可同时操纵2种传动装置。
实际成绩
从今年开始在巷遭使用架棚机。实际工作67个班，更换支架213架，平均一个班3．2架 更换支架工作结束后， 连续采煤机进行正常的切割工作，用架棚机共安装支架249架。架棚机实际工作59个班，每个班平均架设支架4.2架。
使用架棚机所需时间约11分钟，这与人工操作显著不同。在设计阶段，从紧贴在连续采煤机横向底板放置的金属支架处开始安装，但后来又产生了使用搬运金属支架的链式运输车的想法。通过使用链式运输车，金属支架的铰接可在连续采煤机悬臂上进行了，这样槊棚机的动作就简单了，并证实现场使用上无问题。
安全方面的效果则不用说了，从对操作人员测试的结果看，可以放心的进行安装作业。
几点改造
经过两个月的使用出现了下述问题。
(1)槊棚机小型化
在设计阶段充分考虑了这个问题，但在现场显得机型过大，而在保持现有机能的基础上使架棚机小型他则比较困难，如果与金属支架的链式运输机配套使用，则可缩小架棚机的移动范围。
(2)提高动作速度
安全方面尚存在问题，所以不能笼统地说提高速度就好。如果有 快、慢级转换，更快的作业速度也不会出问题。但是，如果使用连续采煤机的齿轮泵作液压比较困难，因此必须研究与其它液压组件连接的形式。
(3)遥控化
特别是在连续采煤机的右镌安装支辫时，架棚机主体会遮住操作人员的视线。如果没有指挥人员则支脚与顶梁组合是不可能的。随着小型化，操作人员希望实现操作的遥控化。
支护作业的自动化对现场有着强烈的吸引力，它起着起爆剂的作用，对架棚机产生了各种想法。通过汇集这些想法，可研制出更好的架棚机。
总结
为了实现支护作业的自动化，应考虑充分发挥架棚机的机能和性能。根据1号架棚机的实际使用效果．将进一步改进并研制出2号机，同时要早日研制出掘进作业全部自动化系统，以便采用新设备和保证出煤率。
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