操车系统改造技术实施方案可行性论证报告Word文档格式.docx
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二、该公司概况:
济宁中煤操车技术有限公司所完成的运河、岱庄、鲁西、鲍店矿井的销齿操车设备,使用几年来,得到现场及同行业专家的肯定,已在枣庄、新集、永城、济宁、平顶山等地煤矿,在化工矿山灵宝银家沟硫铁矿和冶金矿山武钢大冶铁矿尖林山矿井、竹坝铁矿、马坑铁矿已投入使用128套,十几年来,通过不断改进,取得了成功的经验,受到现场好评。
煤炭、冶金、化工等行业专家先后到现场考察,一致认可这项技术的先进性,评价为傻瓜相机似的智能型操车设备,简单、可靠、先进,好装、好用、好修,解决了现场多年来存在的操车工艺复杂且需要人工辅助的难题,为矿井安全生产、减员提效、降低成本提供了保证。
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销齿操车技术由资深专家从事数十年呕心沥血的研究,发明创造出独特的唯一拥有自主知识产权的矿井操车设备,获得中德两国发明专利,在国内外矿山行业操车设备的发展中居领先地位。
1995年12月通过了煤炭部副井销齿操车系统专家论证鉴定会,与会专家提出了很多改进意见,根据这些改进意见,通过对销齿式推车机不断改进,销齿推车机2001年5月第二次通过煤炭工业技术委员会组织的专家鉴定。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
十几年来,济宁中煤操车技术有限公司专业从事矿井操车新技术及先进设备研发、生产和技术服务,诚信、务实、创新、发展,愿竭尽全力在吕家坨矿井操车设备的生产及售后服务方面提供优质服务。
完成了枣庄新安、高庄矿、里能集团鲁西、新河矿、江西丰城曲江矿千米深井等一百多个新矿井以及铁法局大隆煤矿副井井口改造操车设备的设计、设备制造和安装调试服务工作;
2007年在福建龙岩马坑铁矿300万吨操车设备任务中,对于冶金矿山各级领导及生产第一线人员提出的改进意见,都付诸实施并得以实现,根据冶金矿山实际,结构加强,寿命提高,便于直观检查和维修,取得使用实效。
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济宁中煤操车技术由资深专家从事数十年呕心沥血的研究,发明创造出独特的唯一拥有自主知识产权的矿井操车设备,在国内外矿山行业操车设备的发展中居领先地位,十几年来,专业从事矿井操车新技术及先进设备研发、生产和技术服务,诚信、务实、创新、发展,愿竭尽全力在吕家坨矿井操车设备的生产及售后服务方面提供优质服务。
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中煤操车技术安全保证
●中煤操车成套设备是第一套真正实现进罐推车,满足安全规程要求的机电液一体化的智能操车系统
—只有罐笼到位才能发操车信号,摇台才能落下,摇台落下才能打开安全门;
—只有摇台落下安全门打开,前阻车器才能打开,推车机才能前进推矿车;
—只有推车机退回、安全门关闭、摇台抬起,才能发出提升信号;
—只有前阻车器关闭,后阻车器才能打开。
中煤操车技术技术保证
●中操技术是我国第一项在国内外取得发明专利的矿井操车设备;
也是在国内第一项获得部级科技进步奖的操车设备;
厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
●进罐内推矿车国内目前只有销齿操车设备能够实现,真正做到全部自动化操车,进罐推车机是唯一获得国家级金质奖的优秀标准设计;
茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
●销齿操车成套设备在武钢大冶矿区尖林山、东露天竖井安全使用七年多,效果显著,特别是为该矿井解决了同侧进车布置方式的罐内矿车定位难题;
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●中煤操车成套设备结构紧凑牢靠,传动环节简单,基础施工量小,智能逻辑闭锁,安装时间短,生产能力大,操车功能全;
籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
●中煤操车工艺系统和配套设备以发明创新为依托,从工艺布置和设备结构、动力控制、安全闭锁各方面通盘考虑,力求简单、可靠、安全、高效。
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中煤操车技术售后服务
●中煤操车由资深专家不断改进、CAD辅助设计,并保证提供设备、安装调试、维修培训一条龙现场服务;
●中煤操车在济宁开发开放工业园区设立加工服务中心,接贵方函电能做到随叫随到,派人到现场服务,我们保证做好售后服务工作。
渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
中煤操车技术使用业绩
●销齿操车技术在煤炭、冶金、化工矿山成功使用127个矿井成套设备;
所有项目包括机械、液压、电控全部是交钥匙工程;
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三、东副井操车系统改造的设计和所选的成套设备的可行性
设计指导思想:
系统简单、设备可靠、技术先进、费用合理。
系统总体设计:
东副井井口及中段操车系统改造方案,必须彻底改变原有工艺系统的弊端,进罐推车,简化流程,选用先进、可靠、成熟的技术,不能将生产现场当作试验场地。
擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
设备选型原则:
机械设备在现有基础上,根据要求加固加强,液压电控系统留有余地,采用最好进口元件,在成熟可靠的基础上,达到现有国内最先进水平。
贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
项目进度安排:
合同签订后设计周期20天,机械、液压、电控全套设备制造周期四个月,安装时利用停产检修时间,撤除和安装同时并举,三天可提升,7天内全部调试完成。
坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
综上所述,东副井操车系统的改造及成套操车设备设计,是根据中操公司十几年设备改进成果,使用经过专家鉴定和实践应用,在销齿式推车机基础上改进的销齿推车机,进罐推车、配车、调车一体化,并全部使用先进可靠元件的集中电控液压系统。
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(一).改造后的我矿东副井操车系统能够达到:
1.车场平整,结构简洁,形象美观,系统科学;
2.功能齐全,自动控制,适应性好,满足各种情况联动作业要求,无需人辅助;
3.推车机进罐装卸矿车,进出车场轨型加大坡度调整,实现无辅助设施自动操车;
4.大量减少井口上下支架、横梁,填平地坑,操作室宽敞明快,面目一新;
5.大大提高操车系统及设备可靠性,安全生产,维护简便,效率提高,增加效益;
6.电控装置采用S7逻辑编程控制,人机接口对过程控制及时调整,采用旋转开关配合一组按钮的智能操作方式,操作大大简化,程序闭锁,安全可靠。
買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
(二).改造后的我矿东副井操车系统关键技术:
1.销齿推车机包括一对设置在车辆运行基本轨内侧的导轨,一列在导轨上运行相互铰接的销车,在销车底部的全长上设置有等距的销轴,与销轴啮合的齿轮由低速大扭矩液压马达直联驱动,销车上的推爪或拉爪带动矿车运行;
綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
2.销齿推车机成套设备还包括前后阻车器、摇台、安全门及液压电控系统,工艺配制灵活,操车装置能够进罐作业,阻车器开闭与推爪或拉爪抬起联动,与摇台安全门闭锁,机电液一体化,操车作业全部实现了机械化自动控制;
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3.操车装置由滚轮支承的一列销车组成,行程任意,进罐平稳,液压驱动使车场动力统一,采用双液压源,过载、超温、液位自动保护。
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(三).改造后达到的节能降耗效果:
我矿东副井成套操车设备在罐笼井车场装卸矿车使用,能够实现矿车装罐、卸罐、定位、调运等功能,可以取消列车推车机、调车机、进罐阻车器三台设备,实现一机多用;
同时还取消了摇台和阻车器的用风,减少了100立方空压机的运行时间,也减少了空压机的负荷,故能耗大大地降低,同时也解决了风管和阀门多处漏风的难题。
井上井下设备为组合型系列化产品,其形式、尺寸和主要技术性能参数具有较高的标准化、通用化水平,减少了备品备件的库存量。
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(四).改造后提升效率能够达到的效果:
在原主机提升速度不变的情况下,改造后的操车系统完成一次矿车进出罐笼到罐笼可开动所用的时间是:
罐笼停稳后,放下摇台用时3秒,开启安全门用时5秒,打开阻车器用时2秒,把矿车推进罐笼用时10秒,推头退回来用时10秒,关闭安全门用时5秒,抬起摇台用时3秒,合上阻车器用时2秒,共计40秒。
而老的操车系统完成一次矿车进出罐笼到罐笼可开动所用的时间是:
罐笼停稳后,放下摇台用时3秒,人工开启安全门用时30秒,打开前后阻车器用时8秒,把矿车推进罐笼用时16秒,推头退回来用时10秒,人工关闭安全门用时30秒,抬起摇台用时3秒,合上前阻车器用时2秒,共计102秒,故改造后每完成一次操车可节省的时间是62秒。
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现在我矿东副井的生产效率是7罐/小时,一天生产时间按16个小时计算,共可提升112次罐笼,平均每提升一次罐笼用时514秒。
改造后每提升一次罐笼可节省62秒即提升用时452秒,一天按16个小时生产时间计算,16个小时内可提升127次罐笼,比改造前多提升15次,故改造后每一天的生产效率可提高14%。
同时改造后每天还减少了对老化操车系统的维修时间约2个小时,再利用这2个小时时间来生产,故每天的生产效率可提高28%。
但是现在我矿东副井各中段没有安全门,故完成一次操车共用时42秒,生产效率相差无几,但是不符合安全生产要求。
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改造后我矿东副井操车成套操车设备包括TBC型销齿推车机、YC型摇台、ZC型阻车器、MC型安全门、YBC型销齿操车集中液压站、DKX型操车电控装置等部分组成。
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3.1主机结构及功能
(一)销齿推车机(S2003-342.1-AZ)
销齿推车机用于井上井下车场装卸矿车并能单个或成组调运车辆,由一列在轨道上运行的销齿小车组成,销齿小车底部在全长内设置等距的销轴,链板上安装有操车使用的推爪和拉爪,推车器推爪的尾端与销齿小车铰接,推爪抬起推矿车碰头;
拉车器拉爪的尾端与销齿小车铰接,拉爪的中部安装一个滚轮,当该滚轮经过轨道上固定的启爪曲轨时,拉爪自动抬起,其头端拉矿车车轴,销齿小车往返运行能在矿车下面通过。
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销齿推车机成套技术设备2001年5月通过煤炭工业技术委员会组织的专家鉴定,兖矿集团机电处及鲍店、吕家坨矿井都派负责人参加。
操车装置的推爪改进后前进时抬起,后退时倒下,拉爪在矿车沿进车方向经过时碰倒,聚氨脂复合滚轮大大降低了运行噪音,销齿结构小车变窄,连接耳及推爪等结构调整加强,使用后取得明显实效。
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(二)摇台(YC02-306.4-AZ)
摇台为一段可摆动箱式组合轨道,一端绕固定轴摆动,另一端当罐笼停好后摇尖搭接在罐笼边缘的导轨衬上,连接了罐内与车场中的轨道,便于矿车进出罐笼。
当摇台抬起时,摇台上最突出部的外形与罐笼间留有足够的安全间隙。
摇尖在摇臂前端,工作时与罐内导轨衬搭接,摇尖绞接在摇臂上,可以自由转动一定的角度,摇尖的尾部设有配重,使其前部经常处于抬起状态。
当由于事故摇台放下后,罐笼通过时,摇尖头部被撞向下旋转,而允许罐笼安全通过。
摇尖和导轨衬的结构保证了摇台与罐笼搭接时,侧向能可靠的定位,从而罐内外轨道不会错位,避免发生矿车掉道事故。
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摇台的操纵机构是脱开的形式,其间没有固定的连接。
当液压缸活塞杆伸出时,保证摇臂能稳定的处于抬起状态。
当液压缸活塞杆缩回时,摇臂自行落下,前端摇尖搭接在罐笼边缘的导轨衬上。
摇台配重采用前置结构,防止摇臂下落撞击太猛或紧急情况下手动操纵,可以调整配重块的位置和数量。
这种结构主要特点是摇台搭接在罐笼边缘上后,罐笼因载荷的变化钢丝绳产生弹性变形而升降时,摇臂可以随着罐笼无阻碍的摆动。
当出现意外摇臂落下时,罐笼上下两个方向都可以通过,而不会造成重大的破坏。
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(三)阻车器(ZC02-328.4-AZ)
阻车器是矿井车场中将运动中的矿车停止在某一固定地点的限位装置,和销齿推车机、摇台、安全门等互相配合,使操车作业达到机械化和自动化的目的。
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销齿推车机配套使用的是ZC型阻轮式阻车器,该阻车器有一对阻爪和弹簧缓冲装置。
当车轮撞击阻爪时,阻爪使套在固定轴后部的弹簧压缩,撞击的能量便为弹簧吸收。
阻爪在轴上可自由转动,阻爪的尾部通过连杆机构和操纵机构相连,液压缸活塞杆的往复运动使两个阻爪相对打开或关闭。
关闭时阻车,打开后矿车即可通过。
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阻车器按线路设置可分前、后阻车器两种。
前阻车器作待装矿车限位之用;
后阻车器用于阻止列车。
(四)安全门
当罐笼提升时,安全门防止人员和车辆进入而发生坠井事故,只准在罐笼到位通过人员或车辆时打开。
煤矿安全规程规定,安全门必须与罐位和提升信号联锁。
罐笼未到位,安全门打不开;
安全门未关闭,只能发出调平和换层信号,但发不出开车信号。
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安全门具有可靠的安全闭锁防护作用,开启灵活。
链式传动机构由液压马达驱动,正反运转实现安全门的打开和关闭。
釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
(五)轨道装置
轨道装置钢轨铺设采用螺栓固定在设备及支承装置上,整个车场基本轨采用43公斤钢轨,整体结构,操车装置导轨起到护轨作用,矿车运行平稳,不容易掉道;
进车侧车场全部实现机械强迫运行,减少了操车过程中矿车与设备之间的撞击,提高了使用寿命。
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操车装置的运行轨道安装在基本轨之间,高度只占用基本轨高度,轨道前段使用12号矿用工字钢,轨道后段使用角钢,安装采用螺栓联接或焊接均可,无需专门的基础。
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销齿推车机进罐运行轨道铺设在罐笼底盘上。
配套摇台也铺设操车装置运行轨道,摇尖和导轨衬的结构保证了摇台与罐笼搭接时,侧向能可靠的定位,从而罐内外轨道不会错位,以利于操车装置顺利进出罐笼。
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轨道之间还安装有能使拉爪自动抬起的启爪装置,根据卸罐和调车需要,启爪位置随操车工艺而定,能实现全自动化作业。
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(六)动力装置
销齿推车机的传动装置主要由液压马达、联轴器、传动齿轮和传动装置架等部分组成。
传动装置根据用户的需要,可以装配在轨道的任一侧。
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摇台、阻车器的动作由液压缸驱动,液压马达、液压缸的动力来自操车设备集中液压系统的液压站。
传动装置固定在支承装置上,支承装置与轨道装置联接,它们之间的高度可以调节,以便于销齿传动啮合间隙的调整。
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3.2液控系统
YBC型集中液压系统是一种对矿井罐笼提升井上、井下操车设备进行集中控制的液压动力系统。
与机械设备和操车电控装置相配套,机电液一体化,为组合型系列化产品,其形式、尺寸和主要技术性能参数具有较高的标准化、通用化水平。
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与以往操车设备的动力系统相比,它具有以下优点:
1.以一台液压站作为整套操车设备的动力源,把以往气动、电动或电动、电液推杆相混杂使用变为单一的液压驱动,结构紧凑,动作响应快,运行稳定可靠,是矿井操车设备理想的动力系统。
濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
2.液压站采用双电机双液压泵的双液压源系统,其中一台泵工作,另一台泵备用,系统使用安全可靠。
3.以一台电机驱动整套操车设备,配电系统简单,并且当操车设备不动作时,此电机处于空负荷运转状态,大大节省了电力,降低了生产运营费用。
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4.以液压缸作为摇台、阻车器、道岔等设备的动力执行机构,使设备的结构可以更为紧凑,维护方便。
5.销齿推车机使用低速大扭矩摆线液压马达驱动,不需要减速机构,安装布置方便,传动系统转动惯性小,可满载起动,而且换向时不需要停电机。
挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
6.根据现场实际情况通过调节系统压力、流量对设备的载荷、速度进行控制,并且具有过载自动保护功能。
YBC型操车集中液压系统原理图见图S106-387-NO1。
我矿东副井单罐布置,由液压控制的设备包括摇台一套(每套含进、出车侧两个油缸);
安全门二套(每套三个马达);
前阻车器一台(每台一个油缸);
销齿推车机一台(每台一个马达);
后阻车器一台(每台一个油缸);
复式阻车器二台(每台一个油缸)。
因此,操车布置中由液压系统集中控制的设备有8台套,采用电磁换向阀对工作机构进行控制,对应换向阀数量为8个,每个电磁换向阀的控制方式为:
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一个电磁阀控制一套进、出车侧摇台;
一个电磁阀控制一套进、出车侧安全门;
一个电磁阀控制一台销齿推车机;
一个电磁阀控制一台阻车器。
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YBC型液压站的压力、流量均可调节,系统压力由电磁溢流阀设定,对于销齿推车机及安全门备有回油节流调速系统,其运行速度可根据提升时间要求设定。
液压站具有超压及液位自动保护功能,并且具有采用压力继电器控制的电磁溢流阀卸荷回路,当系统压力达到压力继电器的调定压力时,电磁溢流阀卸荷,液压泵空载运转。
裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
YBC型液压站设有2个蓄能器作为辅助液压源,能起到稳定系统压力,并且在停电状态能使摇台动作,不影响紧急情况下提升人员和设备。
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YBC型液压站外形尺寸见图S106-12S-NO2,电磁换向阀采用卧式平铺布置,站在油箱清洗孔位置向电机方向看,从右起1~5个电磁换向阀控制左股道操车设备,其自右而左,每个电磁换向阀控制的设备依次为摇台、安全门、前阻车器、销齿推车机、后阻车器;
自右而左6~10个电磁换向阀控制右股道操车设备,每个电磁换向阀控制的设备与左股道相同,最靠近蓄能器1个电磁换向阀为系统卸荷阀。
绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
YBC型液压站与设备工作机构(油缸、马达)采用高压胶管连接,每个电磁换向阀与其所控制的设备对应,进出油口设在集成块的同一侧,当集成块下面一排油管为出油管,上面一排油管为回油管时,操车设备进入装车作业状态,亦即摇台落下,安全门打开,阻车器打开,销齿推车机前进;
反之,操车设备进入复位状态,亦即安全门关闭,摇台抬起,阻车器关闭,销齿推车机后退。
液压管路安装见图S106-387.1-00、S106-387.2-00。
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销齿推车机成套设备集中液压系统的液压站,根据铜坑矿使用地点的要求,采用矿用一般型。
3.3、电控装置
操车电控工艺流程见图1,为了确保操车的正常进行和矿井的安全生产,结合东副井的现场情况和多年来现场安装调试的经验,东副井操车电控设计技术成熟、功能先进。
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1.箱体:
现场环境比较恶劣,通常箱体的喷涂工艺很难适应这种环境,操车电控的箱体材质选用不锈钢,可以确保箱体使用过程中的漆皮脱落等现象。
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2.显示:
为了让操作人员更直观的了解现场设备的工作状态,采用LED模拟显示屏显示(图2),所有设备均可在显示屏上显示其工作状态。
同时还可以在显示屏上显示“自动、手动、点动、检修、液压站启动、油压超高”等汉字显示,可以让操作人员很清楚的了解现场设备的工作状态。
栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。
3.工作方式:
为了适应现场的要求,操车电控系统设计了“自动、手动、点动”三种工作方式,操作人员可根据现场实际情况选择操车方式。
自动操车按程序设定好先后顺序进行,不需要人为的参与,操作人员只需监控。
点动操车各设施之间没有闭锁关系,一般用于现场检修和调试设备用,使用点动操车方式时,现场应当有人监护,以防发生意外事故。
手动操车井口各设施之间有相互闭锁关系,必须按照规程要求的顺序进行操车。
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4.故障检测:
设备出现故障是难免的,但是能否尽快的找到出现的故障点,以便尽快解决保证正常提升是关键的,所以在操车电控系统里设置了按钮和传感器故障的检测程序。
可以帮助用户很方便的找到发生的故障点。
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5.传感器:
通常人们都知道自动化离不开传感器,传感器的好坏直接关系到自动化设备能否正常工作,电控系统选用的传感器均采用进口芯片封装,使用寿命、防护等级、动作灵敏度都能满足现场的需要,另外各种到位传感器都增加了故障识别功能。
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6.器件选型:
为了确保操车电控系统能长期稳定可靠的运行,操车电控系统的主要元件均选用进口器件:
按钮选用日本和泉;
端子选用台湾春利;
继电器选用日本欧姆龙;
PLC选用SIMENSS7300系列产品。
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销齿推车机成套设备集中电控装置,根据我矿东副井使用地点的要求,采用矿用一般型。
3.4安装与调试
销齿推车机成套操车设备在出厂之前,必须经过华锡集团铜坑矿负责人参加进行出厂检验,并进行出厂试验,具备出厂合格证。
安装之前,应制订好在使用地点的安装顺序和装配组件的解体工作。
安装前应将各部件按安装顺序和安装位置分别编号,依次运至安装地点。
随机附件及安装使用的各种联接零件应按规格、品种分类带到安装地点。
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安装调试可按以下程序进行:
(一)摇台、阻车器的安装
首先,将进、出车侧摇台及阻车器按照安装图位置吊运到位,调整好进车侧摇台的位置,阻车器的位置进行大致找正。
然后,铺设进车侧轨道装置。
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(二)电控装置、液压系统及管线缚设
1.控制台、液压站分别安装在控制室和液控室;
2.铺设液压管路,首先用高压空气吹干净管内杂物和水分,管路两端封堵,铺设时不得进入任何杂物和灰尘,并在管路两端分别标示管路标号;
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3.控制电缆缚设,行程开关控制电缆通过矿用本安型接线合引入电缆接线箱,从电缆接线箱和液压站用多芯控制电缆接入控制台;
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4.接通动力配电,井口380V,井下660V。
(三)铺板
铺板施工时,根据设备安装后和基础施工的现场情况铺设,整个车场基本轨外铺设至轨面,操车装置导轨内铺设至轨底下20~30mm,行程开关处应留活动盖板,铺板应采用不小于8mm厚的花纹钢板。
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(四)安装后可按以下程序调试
1.灌注液压站工作液体;
2.接通销齿推车机空运转十五分钟,仔细检查运转是否正常,进一步检查安装过程中的问题,并进行调整;
3.开动阻车器、摇台、安全门,调整摇台配重位置,使摇臂自动下落,阻车器开启角度符合车辆通过要求;
各设备空运转不少于十至十五次;
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4.一切正常后,调整液压站压力5MPa,先推空车运转调试电控程序;
5.空运转合格后,液压站压力调至额定值,再投入试用或生产使用。
综上所述,我矿东副井操车系统的改造是可行的。
因为该销齿操车系统的可操控性很强,维修方便,也大大地降低了工人的劳动强度。
其实现了在整个车场实现机械化、自动化控制,操车装置可进罐作业,电控装置逻辑闭锁,整个车场全液压
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