Скреперные установки. Инструкция устройства, принципа действия и технические характеристики

В инструкции приведены устройства, принцип действия и приемы эксплуатации двух- и трехбарабанных скреперных лебедок и их основных элементов, скреперов трех типов, скреперных блоков, погрузочных полков. В трех таблицах собраны технические характеристики лебедок, скреперов и скреперных блоков. Дано описание систем дистанционного и автоматического управления скреперными лебедками.

Содержание

Скреперное оборудование в нашем каталоге

Скреперная доставка является одним из древнейших видов транспорта, который и сегодня в ХХI веке остается востребованным не только в горной промышленности, но и во многих отраслях народного хозяйства России, в промышленности сверхдержав и слаборазвитых стран на всех континентах. Более 100 веков человечество эксплуатирует скреперные установки, высоко оценивая их способность выполнять три главные операции при транспортировании грузов: погрузку, перемещение и разгрузку.

В состав скреперной установки входят: скреперная лебедка, скрепер, скреперные блоки, тяговые канаты, погрузочные полки. Она являет собой наиболее простую и надежную конструкцию для транспортирования насыпных грузов. Эти достоинства позволят скреперным установкам эффективно работать еще многие века в промышленности, в том числе на горных предприятиях.

1.СКРЕПЕРНЫЕ ЛЕБЕДКИ

На горнодобывающих предприятиях России и за рубежом до сегодняшнего дня эксплуатируется большое количество моделей скреперных лебедок. Это создает значительные неудобства при их ремонте, обеспечении запасными частями и рас- ходными материалами, а также увеличивает стоимость изготовления.

Институтом ГИПРОНИКЕЛЬ на основе обобщения материала по конструк- циям, эксплуатации, опыту изготовления отечественных и зарубежных производи- телей скреперных лебедок разработан типажный ряд рабочих параметров лебедок, которые способны обеспечить производительность скреперной установки до 100 т/ч и более при выполнении следующих условий:

• длина скреперования для горных предприятий – от 6 до 80 м;
• угол наклона горной выработки – не более 50°;
• отношение ширины скрепера к ширине выработки – в пределах 0,4-0,8;
• освещенность рабочей поверхности – не менее 10 лк;
• необходимость подвешивать вспомогательные блоки для хвостового каната че- рез 15-20 м при больших расстояниях скреперования;
• питание цепей дистанционного управления электрооборудования должно осу- ществляться переменным током напряжением 36 В;
• следует применять канаты крестовой свивки с предварительно деформирован- ными прядями и проволоками одного диаметра 0,7-1,3 мм;
• следует применять стальные канаты с временным сопротивлением на разрыв – в пределах 1200-1600 МПа.

Типажный ряд скреперных лебедок российского производства для подземных работ в соответствии ГОСТ 9911-91 приведен в табл. 1 и включает три основных типа лебедок:

• – двухбарабанные скреперные лебедки с соосным расположением двигателя и барабанов, типа 2С (рис. 1);
• – двухбарабанные скреперные лебедки с параллельным расположением двига- теля и барабанов, типа 2П (рис. 2);
• – трехбарабанные скреперные лебедки с соосным расположением двигателя и барабанов, типа 3С (рис. 3).

Технические характеристики скреперных лебедок для подземных работ (по ГОСТ 9911-91)

Примечание.

ЛС – лебедка скреперная;

2С – 2-х барабанная, с расположением барабанов и двигателя на одной оси (соосное расположение);

2П – 2-х барабанная, с параллельным расположением оси барабанов и двигателя; N_Л – мощность двигателя;

Р_Л – среднее тяговое усилие на рабочем барабане;

v_ГР – средняя скорость движения груженого скрепера; v_ПОР – средняя скорость движения порожнего скрепера; n_Б – число барабанов;

d_{К МАХ} – максимальный диаметр рабочего каната;

L_К – расчетная канатоемкость рабочего барабана (зависит от диаметра каната); L_Л, B_Л и H_Л – длина, ширина и высота лебедки;

m_Л – масса лебедки.

2. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ЛЕБЕДОК

Двигатель

ДВИГАТЕЛЬ в сборе для лебедок типа 2С и 3С (рис. 4а) состоит из собственно двигателя фланцевого исполнения, на вал которого установлено маслосбрасывающее кольцо, шпонка и шестерня. От осевого смещения шестерня фиксируется на валу двигателя стопорным винтом.

Для скреперных лебедок типа 2П (рис. 4б) двигатель в сборе дополнительно комплектуется подмоторной плитой, через которую он жестко связан с рамой лебедки.

С учетом условий работы лебедки заводом-производителем на нее устанавливается электродвигатель в рудничном или взрывобезопасном исполнении. Для специальных условий работы лебедка 10ЛС-2С по заказу потребителя комплектуется пневматическим двигателем ДР-104.

Редуктор

РЕДУКТОР привода лебедок типа 2С и 3С (рис. 5) имеет корпус, к которому неподвижно присоединены фланец и диафрагма. В нижней части корпуса на двух радиальных подшипниках качения установлен вал-шестерня с зубчатым колесом быстроходной пары.

В цилиндрическую расточку диафрагмы установлены два шарикоподшипника, на которые консольно опирается зубчатое колесо (тихоходного вала). Жесткая фиксация колеса на тихоходном валу обеспечивается шлицевым соединением, пятаком и стопорными болтами.

Заливка масла в редуктор производится через пробку в верхней части корпуса, а ее слив осуществляется через пробку в нижней части корпуса. Контроль уровня масла производят по делениям щупа маслоуказателя, гнездо которого расположено выше сливной пробки на 100-150 мм (в зависимости от мощности лебедки).

Редуктор привода лебедки типа 2П (рис. 6) отличается от редуктора лебедок 2С и 3С конструкцией корпуса и диафрагмы и наличием дополнительного проме- жуточного вала с паразитным зубчатым колесом.

При сборке редуктора применяется прошивная технология. Коррекция зацеплений производится установкой прокладок из декопированной стали под крышки подшипников. Контроль верхнего и нижнего уровня масла производят посредством контрольных пробок, а слив масла выполняют через отверстие внизу глухой стенки корпуса, которое закрыто пробкой.

Блок рабочего барабана

БЛОК РАБОЧЕГО БАРАБАНА является самостоятельным унифицированным узлом (рис. 7) и предназначается для лебедок всех трех типов. Блок состоит из корпуса, к которому с торцов присоединены левая и правая диафрагмы. Внутри корпуса смонтированы барабан и одноступенчатый планетарный редуктор, который со- стоит из водила, солнечной шестерни, трех сателлитов и зубчатого венца. Наружная поверхность зубчатого венца выполняет функцию тормозного обода ленточного тормоза, поэтому при затормаживании венца происходит вращение барабана, поскольку он соединен с водилом планетарной передачи

Зубчатый венец вместе с правой и левой крышками образует замкнутый корпус, являющийся масляной ванной для зубчатых колес и подшипников качения планетарного редуктора. Для предохранения от утечки масла левая диафрагма и барабан имеют три манжетных уплотнения. В левой крышке имеется радиальный канал, за- крытый пробкой, для подачи смазки в планетарный редуктор.

Канат закрепляется неподвижно на барабане посредством клина. Нагрузка от натяжения каната и веса барабана передается на корпус блока через подшипники и диафрагмы.

Блок холостого барабана

БЛОК ХОЛОСТОГО БАРАБАНА отличается от блока рабочего барабана числом зубьев солнечной шестерни и сателлитов, а также диаметрами подшипников. Все остальные детали его конструкции полностью унифицированы и аналогичны деталям рабочего барабана.

Тормоз

ТОРМОЗ лебедок 2С и 2П (рис. 8) состоит из стальной и асбобакелитовой ленты, которые соединены между собой заклепками. К концам стальной ленты при- клепаны башмаки, связывающие шарнирно через проушины, тягу и вилку с тормоз- ным рычагом. Перемещение левого и правого башмаков по окружности тормозного обода ограничено упорами, закрепленными неподвижно на корпусе рабочего или холостого барабана. Тормоз рабочего и холостого барабанов лебедок типа 2С и 2П включается нажатием на тормозной рычаг, а тормоза двух барабанов лебедки типа 3С – нажатием на рычаги (рис. 9), а тормоз третьего барабана – нажатием ножной педали.

Притормаживающее устройство

ПРИТОРМАЖИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО в лебедках всех типов (рис. 8) предназначено для предотвращения самопроизвольного сматывания каната с барабанов (напуск каната) и состоит из корпуса, установленного неподвижно на корпус рабочего или холостого барабана. Внутри корпуса притормаживающего устройства установлены подвижно тормозная колодка и пружина. Быстрое включение или отключение притормаживающего устройства производится посредством рукоятки эксцентрикового зажима, которая разворачивается из одного крайнего положения в другое крайнее положение (на 180°). Регулировку усилия притормаживания осуществляют поворотом резьбового стакана.

Направляющая рамка

НАПРАВЛЯЮЩАЯ РАМКА (рис. 10) состоит из кронштейна, четырех осей и роликов, образующих прямоугольное окно для прохода рабочего или холостого каната, благодаря чему ограничивается разбег последних и обеспечивается более правильная навивка каната на рабочую поверхность барабана, что способствует уменьшению интенсивности износа и увеличению срока службы каната.

Полозья

ПОЛОЗЬЯ лебедки типа 2С (рис. 11а) изготавливают из угловой стали (сор- товой прокат). Они предназначены для перемещения лебедки волоком по почве вы- работки и раскрепления ее стойками или фундаментными болтами (анкерами). По- лозья скреперной лебедки типа 3С (рис. 11б) имеют аналогичную конструкцию и отличаются только большей длиной и массой.

Рама

РАМА лебедки типа 2П (рис. 12) сварной конструкции состоит из двух по- лозов, которые связаны между собой двумя поперечинами П-образного сечения. На каждую поперечину установлен кронштейн.

К кронштейнам болтами неподвижно крепятся блоки барабанов лебедки. Число и расположение отверстий под крепеж на кронштейнах рамы лебедки типа 2П и на полозьях для лебедок типа 2С и 3С одинаковое, что обеспечивает производство одних корпусов блоков барабанов для лебедок всех типов и повышает степень унификации лебедок в производстве и ремонтопригодность при эксплуатации.

3. СКРЕПЕРЫ

Скрепер – это устройство, которое эффективно выполняет три основные функции: погрузку, транспортирование и разгрузку горной массы. Скреперы для подземных горных работ принято подразделять по следующим признакам:

1. – по принципу действия (типу):
   • гребковые (рис. 13а);
   • ящичные (рис. 13б);
   • гребково-ящичные (рис. 13в);
   • совковые (рис. 14 и 15);
2. – по направлению захвата груза:
   • с верхним захватом (рис. 13);
   • с нижним захватом (рис. 14);
3. – по конструкции:
   • жесткие;
   • шарнирно-складывающиеся (рис. 16, 17);
4. – по расположению рабочих кромок:
   • односторонние;
   • двухсторонние (рис. 18);
5. – по способу (технологии) производства:
   • литые;
   • сварные;
   • комбинированные;
6. – по способу сборки:
   • неразборные (цельные);
   • разборные;
7. – по числу черпаний:
   • одночерпальные;
   • многочерпальные (аккумулирующие рис. 19);
8. – по числу ковшей (гребков):
   1. одноковшовые;
   2. многоковшовые (рис. 20).

С помощью скреперов дополнительно могут выполняться следующие вспомогательные работы:

• разрушение негабаритов (литыми тяжелыми скреперами);
• транспортирование в забой штучных грузов: элементы крепи, материалы, оборудование;
• возведение временной или постоянной крепи в выработке (скреперы ящичного и аккумулирующего типа используют как подставка под ноги).

Наибольшее распространение на рудных и угольных шахтах получили гребко- вые скреперы. Одногребковые скреперы жесткой конструкции (рис. 13а) используют для доставки абразивной и тяжелой крупнокусковой руды в камерах (особенно эф- фективна доставка с откосов). Складывающиеся скреперы одно- и многогребковые (рис. 16, 17, 20) хорошо себя зарекомендовали при доставке абразивных и тяжелых руд, однородных по кусковатости.

Ящичные скреперы клепаной или сварной конструкции (рис. 13б) успешно используют для доставки мелкокусковой горной массы (шламистая, весьма влажная масса при очистке дренажных канав, водосборников). Двусторонние ящичные скре- перы получили широкое применение для доставки абразивных руд средней и боль- шой кусковатости.

Гребково-ящичные скреперы (рис. 13в) применяются для доставки средней и мелкокусковой горной массы средней абразивности, в том числе и на проходке (мел- кая нарезка).

Скреперы сварной конструкции изготавливают из стального проката среднего и низкого качества, за исключением режущей кромки, что позволяет снизить их стоимость при безусловном сохранении ими всех функциональных характеристик. Литые скреперы изготавливают из марганцовистых и углеродистых сталей.

Институтом ГИПРОНИКЕЛЬ разработан типажный ряд скреперов четырех типов, характеристики которых приведены в табл. 2.

Параметры скреперов

Примечание. Скреперы, отмеченные знаком *, имеют разборную конструкцию и меньшую жесткость. Остальные скреперы неразборные. Z_К – число ковшей скрепера.

4. СКРЕПЕРНЫЕ БЛОКИ

Скреперный блок (рис. 21) состоит из двух щек, ролика и распорной втулки, которая устанавливается между щеками. Ролик имеет широкую канавку, которая рассчитана на проход канатных счалок и опирается на два роликовых подшипника. Диаметр расточки ручья ролика (под канат) должен быть в 1,2-1,5 раза больше диаметра каната. Между подшипниками установлено наружное стопорное кольцо, предохраняющее ролик от осевого смещения.

Крюк блока состоит из двух половин, благодаря чему обеспечивается быстрая и удобная заправка каната на ролик. Левая и правая половины крюка развернуты ûносиками° в разные стороны, поэтому в рабочем положении образуют замкнутую скобу, что исключает самопроизвольное соскакивания каната с блока, например, во время остановки скрепера, а также соскакивание блока с подвески.

Каждая из половин крюка соединена со своей щекой шарнирно пальцем (валиком) и зафиксирована шплинтом. Щеки стянуты тремя болтами с колпачковыми гайками, которые зафиксированными от самопроизвольного отвинчивания стопорными шайбами.

Скреперные блоки имеют лабиринтные и войлочные уплотнения, предохраняющие подшипники от утечки масла и попадания влаги и пыли. Хорошее состояние подшипников блока – гарантия снижения нагрузок на блок, канаты, барабаны, двигатель и элементы крепления лебедки в выработке.

Смазка подшипников блока осуществляется из полости ролика, которая заполняется при сборке на заводе и после ремонта в ЦЭММ или на ремонтном участке шахты (в механическом цехе рудника). В соответствии с руководством по эксплуатации пополнение смазки через масленку должен производить машинист скреперной установки перед началом каждой смены.

Для подвески скреперного блока следует использовать один из наиболее упот- ребляемых на рудниках и приведенных на рис. 22 вариантов его установки. Техни- ческие характеристики серийных скреперных блоков приведены в табл. 3.

Технические характеристики скреперных блоков

Примечание. D_Б – диаметр ролика блока; d_{К MIN} – минимальный диаметр каната; Р_Б – максимальное тяговое усилие на клюке или скобе блока.

При больших расстояниях скреперования необходимо через 15-20м подвешивать вспомогательные блоки для хвостового каната в целях уменьшения его износа.

5. ПОГРУЗОЧНЫЕ ПОЛКИ

Скреперная установка, предназначенная для погрузки горной массы в вагонетки или навалки ее на конвейер, оборудуется полком (рис. 23). Полки выпускаются специализированными машиностроительными заводами и входят в комплект оборудования скреперного погрузчика. В этом случае скреперная лебедка устанавливается на раме полка, а сам полок монтируется на рельсовом ходу и способен перемещаться вдоль горной выработки вслед за забоем при использовании его на проходческом или добычном участке. Продвижение полка за забоем производится по мере настилки рельсового пути. Отставание полка от груди забоя должно быть не менее установленного правилами безопасности для шахт и рудников, но и не более этой вели- чины на 6-10 м.

Для продвижения полка может быть использована маневровая лебедка или электровоз. Для фиксации полка на рельсовом пути платформу в средней части с двух сторон крепят к двум стальным анкерам в почве выработки.