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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師：劉建慧 職稱(chēng)：副教授
所在院（系）：機(jī)械與動(dòng)力工程系 教研室（研究室）：機(jī)械樓202
題 目
立式煤倉(cāng)疏通裝置設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
翟 園
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
07機(jī)制2班
學(xué)號(hào)
0720150085
1、 選題質(zhì)量：
1） 煤倉(cāng)堵塞機(jī)理與通堵技術(shù)比較容易理解，但通堵機(jī)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，用到了大學(xué)四年所學(xué)的
大部分知識(shí)，符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合要求。
2）本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是通堵機(jī)的設(shè)計(jì)，難易程度適中。
3）本次設(shè)計(jì)要首先了解煤倉(cāng)的堵塞機(jī)理與通堵技術(shù)，然后在此基礎(chǔ)上，本文根據(jù)平煤天安一礦
的情況進(jìn)行了分析研究，充分說(shuō)明了煤倉(cāng)堵塞機(jī)理與通堵技術(shù)及設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和計(jì)算經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，需要對(duì)多個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括1、增速與緩沖裝置；2、角度調(diào)節(jié)裝置；3、高度調(diào)節(jié)及底座；4、
壓力表；5、蓄能裝置；6、進(jìn)氣總閥；7、儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥；8、控制發(fā)射裝置等，工作量較大。
4）煤倉(cāng)堵塞已經(jīng)成為一種通病，一旦發(fā)生故障，煤倉(cāng)往往是少則幾個(gè)小時(shí)，多則幾天無(wú)法進(jìn)行原煤輸送，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。目前針對(duì)不同的煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題，最原始的解決方法是人工通堵，這種方法直接但效率低下，而且極易發(fā)生人員傷亡事故，安全隱患問(wèn)題嚴(yán)重。在此背景下針對(duì)平煤天安一礦的安全生產(chǎn)需要提出煤倉(cāng)堵塞機(jī)理與通堵技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的研究課題有著重要意義：（1）本課題有助于保障煤倉(cāng)的輸送能力，提高輸送效率；（2）本課題可有效消除煤倉(cāng)在原煤輸送生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患，提高企業(yè)的安全保障能力，有助于持續(xù)改善企業(yè)的安全狀況；（3）研究成果的有效推廣有助于平煤天安一礦安全管理水平的提升。
2、 開(kāi)題報(bào)告完成情況：
開(kāi)題報(bào)告已經(jīng)圓滿(mǎn)完成并通過(guò)了指導(dǎo)老師的檢查
三、階段性成果：
本人查閱了相關(guān)方面的資料和文獻(xiàn)，對(duì)煤倉(cāng)堵塞機(jī)理與通堵技術(shù)有了充分的了解，并進(jìn)行了
總體方案的確定，目前已開(kāi)始正文部分的工作
4、 存在主要問(wèn)題：
1、通堵機(jī)部件較多不知是否都要進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算
2、不知從哪個(gè)部分開(kāi)始進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算
3、對(duì)通堵機(jī)的系統(tǒng)還缺乏清晰充分的認(rèn)識(shí)
4、獲得的資料不夠充分，對(duì)通堵機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案感覺(jué)不夠全面
5、對(duì)局部零件的設(shè)計(jì)缺乏經(jīng)驗(yàn)
6、關(guān)于部件的cad圖缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
3
河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目名稱(chēng)
立式煤倉(cāng)疏通裝置設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
翟園
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
機(jī)制07-2班
學(xué)號(hào)
0720150085
一、 選題的目的和意義：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)燃料和各種礦物需要量的不斷增長(zhǎng)，礦井生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化和集中化程度的不斷提高，各種礦物的產(chǎn)量亦不斷擴(kuò)大；我國(guó)煤礦和各類(lèi)礦山每年都要生產(chǎn)大量的煤和礦石。為了使礦井生產(chǎn)能夠正常地進(jìn)行和充分發(fā)揮設(shè)備的效能，目前在礦井井下主要運(yùn)輸環(huán)節(jié)之間普遍設(shè)置了各類(lèi)的煤倉(cāng)，以調(diào)節(jié)和緩和各運(yùn)輸環(huán)節(jié)的能力，使之連成一個(gè)有機(jī)的整體，以保證煤和礦石源源不斷地運(yùn)到地面上來(lái)。因此，煤倉(cāng)已成為礦井生產(chǎn)中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，而煤倉(cāng)的設(shè)計(jì)也成為礦井設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容。
二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述：
煤倉(cāng)在使用中最主要的故障是在倉(cāng)內(nèi)發(fā)生堵塞事故，漏口的反復(fù)堵塞使煤的流動(dòng)呈間歇狀況，影響放出口的生產(chǎn)率，倉(cāng)內(nèi)的嚴(yán)重堵塞往往還會(huì)形成跑倉(cāng)事故，威脅著工人的生命安全。
要使煤倉(cāng)不發(fā)生堵塞事故不是一件容易的事，國(guó)內(nèi)外在這方面進(jìn)行了大量的研究工作。根據(jù)對(duì)貯倉(cāng)堵塞事故的觀(guān)察和分析可以發(fā)現(xiàn)，堵塞事故多數(shù)發(fā)生在倉(cāng)體的下部和漏斗口附近，并有一定的規(guī)律性。常見(jiàn)的堵塞現(xiàn)象主要有以下幾種：卡塞現(xiàn)象、結(jié)拱現(xiàn)象、黏附現(xiàn)象、棚蓋現(xiàn)象。
煤從倉(cāng)內(nèi)流出受許多因素的綜合影響，主要包括內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。內(nèi)因主要是指煤的物理機(jī)械性質(zhì)，如貯料的品種、粒度組成、含水量等，但其中起決定性的因素使貯料的粒度組成。外因主要是指?jìng)}體功能設(shè)計(jì)中的一些因素，如倉(cāng)體、斗倉(cāng)及漏口的斷面形狀與尺寸、漏口的數(shù)目和傾角、倉(cāng)體貯料的高度等。
防止堵塞事故可以從以下幾個(gè)方面入手：選擇合理的倉(cāng)體結(jié)構(gòu)形式、改進(jìn)斗倉(cāng)和漏口的結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)和改進(jìn)倉(cāng)體的防護(hù)、在倉(cāng)體下部設(shè)置破拱帽、采用彈性卸料口等。
三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：
1. 圖書(shū)館查閱相關(guān)資料。
2. 在工廠(chǎng)的實(shí)踐畢業(yè)實(shí)習(xí)。
3. 老師和工程師的指導(dǎo)。
4. 查閱網(wǎng)上的相關(guān)資料。
四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：
[1] 張國(guó)輔主編 . 礦山井下煤倉(cāng)與礦倉(cāng) . 煤炭工業(yè)出版社 1983.
[2] 辛一行主編 . 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社 2000
[3] 徐灝主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社 1991
[4] 何慶主編 . 機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例 . 化學(xué)工業(yè)出版社 2008
[5] 杜文豐主編 . Auto CAD2004中文版機(jī)械制圖 . 北京大學(xué)出版社 2003
[6] 顧崇銜 主編. 機(jī)械制造工藝學(xué). 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 1999
[7]孔慶華 劉傳紹 主編. 極限配合與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 同濟(jì)大學(xué)出版社，2002
[8] 孫桓 陳作模 葛文杰主編. 機(jī)械原理 . 高等教育出版社 2006
[9 濮良貴 紀(jì)名剛編著. 機(jī)械設(shè)計(jì) . 高等教育出版社 2007
五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說(shuō)明）
第5~6周：熟悉設(shè)計(jì)題目，掌握所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的工作原理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館尋找相關(guān)的資料，并認(rèn)真閱讀，逐步形成設(shè)計(jì)思路，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告；
第7~10周：著手開(kāi)始設(shè)計(jì)，通過(guò)查閱相關(guān)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)各個(gè)零件的形狀、尺寸，統(tǒng)籌兼顧，并不斷完善各種尺寸；
第11~13周：在老師的指導(dǎo)下，修改設(shè)計(jì)的零件，使整個(gè)系統(tǒng)更加完善、合理。然后用Auto CAD軟件，繪制各零件圖和裝配圖圖；
第14~16周：整理設(shè)計(jì)資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。
六、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
3
附錄：
外文資料與中文翻譯
外文資料：
中文翻譯：
第10 個(gè)國(guó)際制造業(yè)會(huì)議的記錄
（IMC2002) 廈門(mén), 中國(guó), 2002 日10月 PANEL1-072
具有不同切槽深度的剃刀的設(shè)計(jì)和制造
LV MING YANGXU
(機(jī)械工程學(xué)院, 太原理工大學(xué), 太原, 山西, 030024, 中國(guó))
摘要: 剃齒是齒輪加工的最后一道工序，其具有高效率和高精度。當(dāng)加工齒輪被具有理想的漸開(kāi)線(xiàn)外形的剃刀加工時(shí), 在加工齒輪輪齒的側(cè)面的節(jié)點(diǎn)附近"中間凹面" 現(xiàn)象不可避免地存在。針對(duì)問(wèn)題, 一把新式的不同的切槽深度剃齒刀被設(shè)計(jì)制造出來(lái)。本文在切槽原則的基礎(chǔ)上分析切槽得的形成,并提出一個(gè)切槽設(shè)計(jì)的方法。并且實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明, 被剃的齒輪取得了比預(yù)想的更好的表面粗糙度。
關(guān)鍵詞: 剃刀; 齒形錯(cuò)誤; 中間凹面; 不同切槽厚度
1 介紹
剃齒因具有高效率、高精度和低成本廣泛應(yīng)用于的齒輪制造大多領(lǐng)域。然而,以具有真實(shí)漸開(kāi)線(xiàn)外形的剃刀加工后的工作齒輪在節(jié)點(diǎn)附近存在"中間凹面" 現(xiàn)象。這個(gè)問(wèn)題嚴(yán)重影響牙表面粗粗度和齒輪的傳動(dòng)質(zhì)研究它總是許多學(xué)者和專(zhuān)家學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和困難的之一，提高剃齒的加工質(zhì)量是很有必要的。到目前為止各種各樣的方法在實(shí)際生產(chǎn)中被使用到解決“中間凹面”的問(wèn)題，但是，這只能在一定的程度上減小而不能達(dá)到完全消除。
剃齒是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。在許多因素的綜合影響下, 較多材料從齒輪牙表面被切除在它的節(jié)點(diǎn)附近并且"中間凹面"就由此而產(chǎn)生的 。如果剃刀它的節(jié)點(diǎn)處沒(méi)有切削邊(即沒(méi)有切槽), 加工的齒輪在它的節(jié)點(diǎn)處不會(huì)被剃到并且中間凹面錯(cuò)誤可能會(huì)很大地減小。根據(jù)分析, 一個(gè)新構(gòu)想提議, 即不同的深度切槽 (即切槽沿切削刀牙長(zhǎng)度方向具有不同的厚度) 。在本文里我們不僅陳述了為什么這把剃刀可能減少和甚而消滅齒形錯(cuò)誤的原因, 而且分析切槽形成和提供解決方法。
2 插削的原則
一般剃刀的齒形表面得鋸齒在特殊的插齒機(jī)上加工。插削的原則是如下(圖1): 在心軸上安裝和固定滾動(dòng)齒輪1 和剃刀2。滾動(dòng)齒輪1位于上機(jī)架3 和下機(jī)架4 之間并且與他們嚙合。
上機(jī)架3安裝可動(dòng)支承之下并且可動(dòng)支承能夠維持滾動(dòng)齒輪1繞其軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。下機(jī)架4安裝在由曲柄連接的框架5推動(dòng)的作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平板上。曲柄鏈接框架5 由電動(dòng)機(jī)7驅(qū)動(dòng)，通過(guò)滑輪改變方向和減速器減速。因?yàn)樯蠙C(jī)架3是固定的, 滾動(dòng)齒輪1的節(jié)圓作反復(fù)的純滾動(dòng)沿著上 (或下) 機(jī)架的節(jié)線(xiàn)，當(dāng)切削刀基圓直徑等于滾動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑時(shí),切削刀的基圓也作與滾動(dòng)齒輪1的節(jié)圓相同的運(yùn)動(dòng)在滾動(dòng)發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)。當(dāng)開(kāi)槽切削刀8調(diào)節(jié)上齒條3節(jié)線(xiàn)的位置使它們緊密接觸，剃刀2與假想在tips的位置發(fā)生齒條相嚙合。產(chǎn)生的漸開(kāi)線(xiàn)表面被制造被制造的表面與刀具的表面相同 即具有與開(kāi)槽切削刀齒表面同樣厚度。
3 不同的切深的形成的原則
在剃齒的過(guò)程中,切削刀和加工的齒輪的嚙合是交叉軸線(xiàn)的螺旋線(xiàn)齒輪嚙合。剃刀以高精密度的螺線(xiàn)齒輪的形式被加工，齒腹作為切削刃。切削刃的切削運(yùn)動(dòng)依賴(lài)于在切削刀和工作齒輪之間相對(duì)速度。傳統(tǒng)剃齒的方法減少和消滅牙形式錯(cuò)誤通過(guò)修正切削刀牙表面。但是, 剃刀因具有不同的切深在中間凹面錯(cuò)誤機(jī)制基礎(chǔ)上通過(guò)改造設(shè)計(jì)。
就相同的切削刀而言, 它的底部外形與切削刀牙外形是相同既使在形狀上切槽不同。至于剃刀不同的切槽深度,切槽的深度沿齒長(zhǎng)度而變化, 它是在節(jié)點(diǎn)處等于0逐漸增大到最大從節(jié)點(diǎn)到上部和切刀齒的根部，由于在節(jié)點(diǎn)處沒(méi)有切槽, 沒(méi)有切削刃，即,沒(méi)有切口行動(dòng)。所以, 被加工的牙外形的中間部分沒(méi)有被加工到而只是被擠壓。因而齒輪牙形式錯(cuò)誤很大地被減少(圖2) 。
剃齒也要在專(zhuān)用的開(kāi)槽機(jī)上，根據(jù)開(kāi)槽的原則，為了用機(jī)器制造，切削刀底部應(yīng)該有漸開(kāi)線(xiàn)外形。而且, 切削刀漸開(kāi)線(xiàn)外形基圈是同心的與底部外形并且后者直徑與滾動(dòng)齒輪的直徑是相等的。
設(shè)計(jì)方法提議: 切槽底部由兩條漸開(kāi)線(xiàn)在刀具齒的節(jié)點(diǎn)處相交形成，。并且兩條漸開(kāi)線(xiàn)的基圓是同心的具有漸開(kāi)線(xiàn)齒形輪廓。如果二個(gè)相應(yīng)的滾動(dòng)齒輪被制造或被使用在切槽輪廓的兩部分生產(chǎn)中, 不同深度的切槽就形成了。
詳細(xì)設(shè)計(jì)方法是如下:
圖3. 根切點(diǎn)的位置 圖4 根切的形成
根切的深度在剃刀的頂部和根部最大，我們?cè)O(shè)參數(shù)k在最大的深度(k沿漸開(kāi)線(xiàn)輪廓頂部和根部彎曲的方向測(cè)量) 。如見(jiàn)圖3所示 點(diǎn)A(X1 、Y1) 和點(diǎn)C(X2, Y2) 在底部的切槽由等式表示:
式中i ' (i=1or 2) 是漸開(kāi)線(xiàn)齒形輪廓的表面參數(shù)在齒頂高(或齒根高), (Xi,Yi) (i=1or2) 表示點(diǎn)A和點(diǎn)C 在坐標(biāo)系OXY中的x 和Y 坐標(biāo) 。 使一漸開(kāi)線(xiàn)a通過(guò)點(diǎn)A 和點(diǎn)B,使另一條漸開(kāi)線(xiàn)b 通點(diǎn)B 和C 。根據(jù)斷開(kāi)線(xiàn)性質(zhì),參數(shù)必須滿(mǎn)足以下條件:
rb "< rb< rb'
此處 ：rb 是刀具齒形輪廓基圓的半徑、rb'是漸開(kāi)線(xiàn)b的基圓半徑、rb"是漸開(kāi)線(xiàn)a的基圓半徑。
點(diǎn)B 是不僅刀具齒形輪廓的節(jié)點(diǎn), 而且漸開(kāi)線(xiàn) a 和b的交點(diǎn). 圖4所示漸開(kāi)線(xiàn)a的開(kāi)槽底部的形成部位從齒頂?shù)焦?jié)點(diǎn)和漸開(kāi)線(xiàn)b的形成部位是從節(jié)點(diǎn)到齒根
4 切槽底部輪廓的解決方法
例如, 漸開(kāi)線(xiàn)a 的解決方案為例
圖5. 斷開(kāi)線(xiàn)a 的解決方法
圖5所示, 二個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng), OXY 和OX1Y1, 刀具齒的輪廓和漸開(kāi)線(xiàn)a被聯(lián)系在一起,
圖中
(i = 0 或1)是漸開(kāi)線(xiàn)a在 點(diǎn)B 和向A的壓力角, (i=0 或1)是漸開(kāi)線(xiàn)a在點(diǎn)B 和向A的展角,(i=0 或1)是斷開(kāi)線(xiàn)a在點(diǎn)B 和A的表面參數(shù)A ，
(i=0 或1)是點(diǎn)B(or A) 和原點(diǎn)O 之間的距離。
斷開(kāi)線(xiàn)方程被表示如等式2
然后我們得到以下等式:
上式是非線(xiàn)性等式。它們的結(jié)果是由計(jì)算機(jī)程序通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到的,我們?nèi)缓笄蟮脭嚅_(kāi)線(xiàn)a 。斷開(kāi)線(xiàn)b 可用同樣得方法得到[3 ] 。換句話(huà)說(shuō),漸開(kāi)線(xiàn)a和漸開(kāi)線(xiàn)b的基圓半徑與各自的滾動(dòng)齒輪得節(jié)圓半徑相等。只要對(duì)應(yīng)滾動(dòng)齒輪被設(shè)計(jì), 不同深度開(kāi)槽將制造出來(lái)。
5 實(shí)驗(yàn)
根據(jù)設(shè)計(jì)方法, 一把具有不同的深度開(kāi)槽的剃刀被制造并且然后在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)性結(jié)果表明: 存在明顯中間凹面在加工齒輪的節(jié)點(diǎn)附近如果由共同的剃刀加工,中間凹面數(shù)值是0.005-0.01mm,齒形誤差是0.007-0.02mm. 然而，當(dāng)由設(shè)計(jì)的剃刀加工時(shí) 齒輪齒的形式被改進(jìn),中間凹面的數(shù)值是僅有0-0.005mm 并且齒形錯(cuò)誤的數(shù)值是少于0.008mm 。
6 結(jié)論
一把新式的具有不同開(kāi)槽深度的剃齒刀被設(shè)計(jì)和被制造。由于沒(méi)有根切在它齒廓得節(jié)點(diǎn)處, 沒(méi)有切削刃,和沒(méi)有切削運(yùn)動(dòng)。在剃齒加工的過(guò)程中,被加工的齒輪在節(jié)點(diǎn)處不被加工因此齒形輪廓的錯(cuò)誤被很大的降低。切槽底部得輪廓用本文所提供得方法能夠很容易的得到。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得成功和證明了被設(shè)計(jì)的剃刀的可行性和有效性。
鳴謝
本工作由陜西省自然科學(xué)資金主辦。
參考
[1] 姚文喜 <<影響剃齒加工精度,刀具因數(shù)分析>> 27(8)(1993):2-6.
[2] 袁哲軍,<<劉華明,齒輪刀具的設(shè)計(jì)>>,北京:新時(shí)代出版社,1983.
[3] 鄭蘇民,<<數(shù)據(jù)分析>>,云南大學(xué)出版社,1990.
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
目錄
目錄 i
摘 要 I
前 言 1
1概況 2
2煤倉(cāng)堵塞機(jī)理及改善煤倉(cāng)通暢性的措施 3
2.1煤倉(cāng)堵塞機(jī)理 3
2.2改善煤倉(cāng)通暢性的措施 7
3. 煤倉(cāng)疏通方案的確定 9
4、疏通機(jī)的工作原理 10
5疏通機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
5.1增速及緩沖裝置 14
5.1.1橡膠彈和增速筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
5.1.2緩沖裝置 17
5.2角度調(diào)節(jié)裝置 18
5.3高度調(diào)節(jié)及底座裝置 18
5.3.1高度調(diào)節(jié)裝置 19
5.3.2底座 20
5.4壓力表 20
5.4.1壓力表的分類(lèi) 21
（1）壓力表按其測(cè)量精確度 21
（3）壓力表按其測(cè)量范圍 22
（4）壓力表按其顯示方式分 22
5.5蓄能裝置 25
5.6進(jìn)氣總閥和儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥 26
5.7控制發(fā)射裝置 27
5.7.1控制裝置 27
5.7.2快排閥 27
5.8法蘭結(jié)構(gòu)及密封件選用 28
6 創(chuàng)新點(diǎn) 30
7 使用與維護(hù) 31
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33
33
摘 要
本文首先說(shuō)明了國(guó)內(nèi)外煤倉(cāng)疏通的現(xiàn)狀,現(xiàn)代化生產(chǎn)都是以自動(dòng)化流水形式為代表，而其組成大部分都是輸送環(huán)節(jié)，沒(méi)有可靠的輸送環(huán)節(jié)自動(dòng)流水作業(yè)的效率就會(huì)大打折扣。目前，在煤炭行業(yè)中所設(shè)置的煤倉(cāng)成為聯(lián)系井上下各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要樞紐，原煤多是由煤倉(cāng)經(jīng)錐形漏斗依靠自重流動(dòng)輸送。在輸送過(guò)程中出現(xiàn)的煤倉(cāng)堵塞現(xiàn)象已經(jīng)成為各煤礦所面臨的普遍性難題，嚴(yán)重影響了原煤的輸送、制約著生產(chǎn)效率，并且存在極大的安全隱患。
由此,本文發(fā)現(xiàn)了研究出一種便捷高效的疏通裝置對(duì)企業(yè)安全及高效生產(chǎn)的重要性，本文在了解國(guó)內(nèi)外煤礦有關(guān)疏通現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)疏通機(jī)的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并查閱相關(guān)資料利用自己所學(xué)的知識(shí)對(duì)疏通機(jī)的設(shè)計(jì)提出了自己的觀(guān)點(diǎn)和設(shè)計(jì)過(guò)程,由于作者能力有限文中不免有不妥之處,請(qǐng)各位老師給以指導(dǎo)和批評(píng).
關(guān)鍵詞: 煤倉(cāng)堵塞 疏通機(jī) 輸送效率
Abstract
This paper describes the current situation about clearing the coal bunker at home and abroad, a modern production is represented by an automated pipeline, which is most consisted of transport links. The efficiency of transport links will be greatly reduced without reliable automatic assembly-line. At present, the coal bunker becomes an important hub for the various production processes. Coal flows through conical hopper by gravity, while the bunker clogging occurred in the course of transmission has become a universally problem faced by every coal mine which seriously affects the delivery of coal and restrict the production efficiency and there’s also a great security risk.
Thus, we developed a convenient and efficient device for clearing. The paper carried out a detailed study on working principles based on the understanding about the status of mine at home and abroad. Through accessing to the relevant information and using the learned knowledge, I put forward my views and the design process. Since the limited ability of author, there’s inevitably something wrong of the paper, please give guidance and criticism.
Key words: coal bunker jam; clear machine; Transmission efficien
前 言
煤倉(cāng)堵塞已經(jīng)成為一種通病，一旦發(fā)生故障，煤倉(cāng)往往是少則幾個(gè)小時(shí)，多則幾天無(wú)法進(jìn)行原煤輸送，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。目前針對(duì)不同的煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題，最原始的解決方法是人工通堵，這種方法直接但效率低下，而且極易發(fā)生人員傷亡事故，安全隱患問(wèn)題嚴(yán)重。
正是看到了煤倉(cāng)堵塞對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效率和安全的不利影響,本文選擇此課題進(jìn)行研究,本課題有助于保障煤倉(cāng)的輸送能力，提高輸送效率；本課題可有效消除煤倉(cāng)在原煤輸送生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患，提高企業(yè)的安全保障能力，有助于持續(xù)改善企業(yè)的安全狀況；研究成果的有效推廣有助于安全管理水平的提升。
本課題在分析煤倉(cāng)堵塞機(jī)理的基礎(chǔ)上對(duì)疏通機(jī)各部件的工作原理和設(shè)計(jì)計(jì)算做出了詳細(xì)分析,包括疏通機(jī)的組成,底座的設(shè)計(jì)材料的選擇、發(fā)射筒長(zhǎng)度內(nèi)外圓直徑、閥門(mén)的選擇、角度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)及原理、以及儲(chǔ)氣罐的容積大小、外形、儲(chǔ)氣罐材料的選擇。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題有多種解決方法和手段，常見(jiàn)的像空氣炮、刮板式的等等，但這些方法都有或多或少的不妥之處，因此本文從另外一個(gè)角度，提出了對(duì)堵塞問(wèn)題的解決方法，利用橡膠彈破壞拱角的方法來(lái)解決堵塞問(wèn)題，以此來(lái)彌補(bǔ)其他方法的不足之處。
1概況
根據(jù)新版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，必須在保證更高安全性的基礎(chǔ)上高效生產(chǎn)，因此急需研究煤倉(cāng)堵塞機(jī)理，提出有效的預(yù)防和減少堵眼的措施，并開(kāi)發(fā)安全可靠的疏通設(shè)備，以提升我國(guó)煤礦安全管理水平和生產(chǎn)效率。
目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的是采用空氣炮進(jìn)行疏通，我國(guó)在上世紀(jì)七、八十年代采用的煤倉(cāng)內(nèi)設(shè)置破拱帽，加鋼絲繩等措施目前在某些煤礦也在使用，但這些措施使用條件大多受到煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)上的限制而無(wú)法使用。結(jié)合現(xiàn)在我國(guó)煤礦的實(shí)際情況，在無(wú)法使用目前任何一種疏通措施的條件下，根據(jù)老師的指導(dǎo)，本文提出了采用動(dòng)高壓原理，利用發(fā)射高速橡膠彈沖擊破拱的方法實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)疏通，采用此方法，可大大提高我國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)水平，使得我國(guó)煤礦的安全管理水平走上了新的臺(tái)階。因此本文對(duì)疏通機(jī)的研究是必要且有重要意義的。
2煤倉(cāng)堵塞機(jī)理及改善煤倉(cāng)通暢性的措施
2.1煤倉(cāng)堵塞機(jī)理
原煤從倉(cāng)內(nèi)排出受許多因素的綜合影響。為了研究原煤在倉(cāng)內(nèi)的流動(dòng)狀況以及與堵塞的關(guān)系，可將這些影響因素劃分為內(nèi)因的和外因兩個(gè)方面。
內(nèi)因主要是指煤的物理機(jī)械性質(zhì)．如溫度、粒度組成、含水量等，其中溫度的影響基本上屬于次要因素，因井下四季溫差很小，原煤流動(dòng)對(duì)溫度影響不大，堵塞煤倉(cāng)起決定作用的因素主要是原煤的粒度組成。粒度組成不同，原煤在倉(cāng)內(nèi)的壓實(shí)度也不同。
外因主要是指?jìng)}體功能設(shè)計(jì)中的一些因素，如倉(cāng)體、漏口的斷面形狀與尺寸、漏口的傾角、倉(cāng)體貯煤的高度、倉(cāng)壁的光滑程度、貯存時(shí)間，對(duì)倉(cāng)內(nèi)存料的壓實(shí)程度等。但其中重要的因素是溜煤口的斷面尺寸和倉(cāng)內(nèi)存煤的壓實(shí)度。
本次改造旨在不改變現(xiàn)有煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研究原煤堵塞機(jī)理提出改進(jìn)通暢性的措施，并開(kāi)發(fā)疏通裝置，前述涉及煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)容，即煤倉(cāng)堵塞的某些外因是無(wú)法改變的。因此，研究重點(diǎn)放在引起煤倉(cāng)堵塞的內(nèi)因、原煤貯存時(shí)間、倉(cāng)內(nèi)存料的壓實(shí)度、煤倉(cāng)堵塞形式以及堵塞位置分布等方面。
溜放的原煤大致分為兩種類(lèi)型：
(1)粗顆粒狀(或塊狀)為主的：當(dāng)原煤中塊以上的料占較大比例時(shí)，其堵塞多表現(xiàn)為機(jī)械卡塞；
(2)細(xì)顆粒狀(或粉狀)為主的：當(dāng)原煤中細(xì)?；蚍哿蠟橹饕煞謺r(shí)，它的流動(dòng)規(guī)律是由細(xì)?；蚍哿Ａ蟻?lái)確定的，其堵塞多表現(xiàn)為結(jié)拱。
一、粗顆粒狀(或塊狀)為主的煤
對(duì)于粗顆粒狀(或塊狀)的煤能否暢通地流動(dòng)，首先決定于放出孔(漏口)大小和放出物料顆粒尺寸的比值。這種煤基本上是屬于自由流動(dòng)的物料，一般不會(huì)出現(xiàn)由于其被壓實(shí)而引起結(jié)拱的現(xiàn)象。但是在生產(chǎn)過(guò)程中，溜煤口放煤并非絕對(duì)連續(xù)，當(dāng)溜煤口停止放煤時(shí)，倉(cāng)內(nèi)會(huì)由于煤倉(cāng)上口溜下的煤經(jīng)自重加速后沖擊而壓實(shí)，發(fā)生堵塞現(xiàn)象；當(dāng)放出孔和放出物料顆粒的比值小于4～5時(shí)，也可能發(fā)生卡塞現(xiàn)象。圖1是在光學(xué)彈性模型中得到的粗粒物料發(fā)生機(jī)械卡塞時(shí)力的傳遞情況。
卡塞性堵塞絕大多數(shù)都發(fā)生在煤倉(cāng)漏口附近，在煤倉(cāng)其它部位極少發(fā)生，其表現(xiàn)形式見(jiàn)圖1(或圖2—a、b)。主要原因是大量的超限煤塊卸入倉(cāng)內(nèi)，根據(jù)對(duì)一礦使用中煤倉(cāng)的觀(guān)察，堵塞往往很可能發(fā)生在某一段時(shí)間內(nèi)，一些煤倉(cāng)的下口將出現(xiàn)連續(xù)性卡塞現(xiàn)象。大量未經(jīng)破碎的煤同時(shí)來(lái)到卸載點(diǎn)，卸載點(diǎn)又無(wú)足夠能力的破碎設(shè)備，使煤倉(cāng)上口限制塊料的篦子失去作用成為障礙而被取消，實(shí)際上是讓超限料塊通暢地進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，因此就會(huì)發(fā)生卡塞現(xiàn)象。
圖1 光學(xué)彈性模型中粗粒物料機(jī)械卡塞時(shí)力的傳遞情況
圖2 煤倉(cāng)堵塞的幾種現(xiàn)象
二、 細(xì)顆粒狀(或粉狀)為主的煤
對(duì)于細(xì)顆粒狀(或粉狀)為主的煤，其結(jié)拱堵塞形式多樣（見(jiàn)圖2—c、d、e、f）現(xiàn)象較為復(fù)雜，受許多因素的影響，主要是原煤的物理機(jī)械性質(zhì)及其壓實(shí)度的影響。
井下開(kāi)采的原煤是由不同粒度的顆粒所組成，當(dāng)含粉料或小粒徑料較多時(shí)，整個(gè)原煤的流動(dòng)特性為細(xì)顆粒的流動(dòng)規(guī)律，較大顆粒在流動(dòng)中成為被動(dòng)介質(zhì)。對(duì)于細(xì)粒狀(或粉狀)為主的原煤，它的內(nèi)摩擦力較大，同時(shí)還表現(xiàn)出較大的粘結(jié)力。原煤濕度的增加會(huì)促進(jìn)粘結(jié)力的增長(zhǎng)，這就構(gòu)成結(jié)拱堵塞的前提條件。物料的這種內(nèi)力越大，流動(dòng)性就會(huì)越小，結(jié)拱的危險(xiǎn)性就越大。
上述阻礙原煤流動(dòng)的內(nèi)力主要還取決于倉(cāng)內(nèi)貯料的壓實(shí)度，它是細(xì)粒料堵塞的最重要因素。壓實(shí)度的增加．使貯料密度提高，因而內(nèi)摩擦力和內(nèi)聚力(即抗剪強(qiáng)度)都會(huì)增加，這就使原煤中的內(nèi)力(阻礙運(yùn)動(dòng)的力)可能超過(guò)其重力，因而倉(cāng)內(nèi)原煤失去流動(dòng)性而發(fā)生結(jié)拱堵倉(cāng)現(xiàn)象。
由于倉(cāng)內(nèi)貯煤被壓實(shí)而造成的拱圈，具有相當(dāng)大的穩(wěn)定性。原煤自煤倉(cāng)上口卸載下來(lái)時(shí)沖擊力越大，時(shí)間越長(zhǎng)，這種穩(wěn)定性就越難以破壞。貯倉(cāng)中所以形成拱形而不下落，是因?yàn)樵谶@個(gè)拱圈的上面形成了一個(gè)一定厚度的密實(shí)的硬殼，該硬殼是具有足夠的強(qiáng)度，可以承受本身及其上面存煤的重力作用，使其和周?chē)到y(tǒng)形成了暫時(shí)的穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
影響壓實(shí)度的因素：
(1)貯煤高度；在一定范圍內(nèi)，貯煤高度加大，對(duì)其下部的壓實(shí)度也越大；但當(dāng)其超過(guò)一定范圍時(shí)，上部貯煤的自重將被倉(cāng)內(nèi)的摩擦力所抵消。
(2)對(duì)于垂直倉(cāng)，倉(cāng)上口卸載時(shí)的沖擊力比倉(cāng)下部放煤穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的豎向壓應(yīng)力大得多，因而導(dǎo)致壓實(shí)度增大。
(3)時(shí)間的影響；隨著煤在倉(cāng)內(nèi)貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，煤在其自重影響下將發(fā)生沉降，增加了貯料的密實(shí)程度，壓實(shí)度將增加。
(4)原煤粒度和濕度的影響；粒度愈大，壓實(shí)度愈?。辉褐写箢w粒間為各種小顆粒充填時(shí)，其壓實(shí)度將提高。粉料中塊料比例增加時(shí)松散作用得到加強(qiáng)。原煤中含有一定量水分時(shí)，可起潤(rùn)滑作用，減小煤塊間的內(nèi)摩探力，從而促進(jìn)貯煤在倉(cāng)內(nèi)的沉降和壓實(shí)。
倉(cāng)內(nèi)存煤的物理機(jī)械性質(zhì)是決定物料結(jié)拱難易程度的內(nèi)在因素，而壓實(shí)度是促進(jìn)倉(cāng)內(nèi)物料結(jié)拱的重要外在條件。
上述因素是促進(jìn)倉(cāng)內(nèi)結(jié)拱的重要原因。如果上面不斷地卸載，將使存煤受到重力壓縮和沖擊壓實(shí)，但下口不斷地溜放又會(huì)使被壓實(shí)的貯煤松散，而且松散的作用比壓實(shí)的作用要大得多。卸料時(shí)垂直壓應(yīng)力減小，水平壓力增加，使物料松散，有利于消除結(jié)拱。最壞的情況是上面不斷地卸載、沖擊，而下口又長(zhǎng)期不溜放，這時(shí)如果倉(cāng)體或漏口斷面尺寸不夠大，就為結(jié)拱創(chuàng)造了良好的機(jī)會(huì)。就以上分析及統(tǒng)計(jì)結(jié)果可得：以細(xì)顆粒為主的煤在煤倉(cāng)內(nèi)的堵塞形式主要表現(xiàn)為圖2所示c、d、e、f四大類(lèi)，其中c、d、e類(lèi)95%堵塞概率發(fā)生在煤倉(cāng)下倉(cāng)口或煤倉(cāng)橫斷面尺寸急劇變化處；f類(lèi)堵塞現(xiàn)象主要是細(xì)煤在倉(cāng)壁上的沾附導(dǎo)致的，在平煤一礦煤倉(cāng)基本不出現(xiàn)。
2.2改善煤倉(cāng)通暢性的措施
根據(jù)以上對(duì)煤倉(cāng)堵塞機(jī)理的研究，我們提出如下改善煤倉(cāng)通暢性的措施，以利于煤倉(cāng)順利溜煤，減少煤倉(cāng)堵塞的幾率，提高上產(chǎn)效率。
1 在煤倉(cāng)上口機(jī)頭卸煤位置設(shè)置傾斜一定角度的篦子，傾斜角度的設(shè)置以減小原煤進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)的沖擊力為目的；篦子的網(wǎng)眼密度以煤倉(cāng)下口與卸入倉(cāng)內(nèi)的原煤顆粒的比值大于4～5來(lái)確定。
2 加強(qiáng)生產(chǎn)管理工作。要求嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)程操作，杜絕大塊煤、枕木、鐵絲網(wǎng)等極易引起煤倉(cāng)堵塞的雜物入倉(cāng)。這個(gè)問(wèn)題最好能夠在采區(qū)解決，一勞永逸的辦法是設(shè)置專(zhuān)門(mén)分取長(zhǎng)料的裝置。
3 將超大塊煤或矸石消滅在工作面，這是防止超限大塊煤或礦石進(jìn)入煤倉(cāng)的最根本的辦法，這種措施需要改進(jìn)工作面采煤方法。
4 采用人工或機(jī)械方式對(duì)超限塊料進(jìn)行破碎，順槽中安裝破碎機(jī)破碎塊煤的方法在西德煤礦企業(yè)中很早就普遍采用了，不僅能破掉大塊煤和矸石，而且可揀出其它雜物，效果很好。
5 由于煤倉(cāng)長(zhǎng)度往往達(dá)幾十米，導(dǎo)致煤倉(cāng)上口卸下的原煤經(jīng)自重加速后沖擊倉(cāng)內(nèi)存煤，倉(cāng)內(nèi)存煤受到重力壓縮和沖擊，壓實(shí)度增大，導(dǎo)致成拱的可能性和穩(wěn)定性加大，因此可在煤倉(cāng)的不同長(zhǎng)度位置橫向設(shè)置弧形減墜梁，下墜原煤經(jīng)多次緩沖后下墜速度減小，這樣不僅保護(hù)了減墜梁不受大沖擊力的破壞，而且可減小倉(cāng)內(nèi)存煤的壓實(shí)度，有效的減小煤倉(cāng)堵塞出現(xiàn)的幾率。
6 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候斷續(xù)地放倉(cāng)，盡可能地減少煤在倉(cāng)內(nèi)的貯存時(shí)間，以減小煤在其自重和上部沖擊作用下的沉降量，從而減小貯煤在倉(cāng)內(nèi)的密實(shí)程度，減小壓實(shí)度，利于再次溜煤時(shí)原煤能夠通暢流出。
3. 煤倉(cāng)疏通方案的確定
方案1、適用于沒(méi)有氣源的現(xiàn)場(chǎng)。由機(jī)械蓄能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)足夠的能量?jī)?chǔ)備。由激發(fā)控制系統(tǒng)控制蓄能系統(tǒng)將橡膠彈加速，通過(guò)導(dǎo)向筒使橡皮彈撞擊堵塞煤料，實(shí)現(xiàn)疏通。
方案2、需要工作現(xiàn)場(chǎng)有氣源。增壓系統(tǒng)使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)氣壓，由氣爆系統(tǒng)完成橡皮彈加速發(fā)射。增速筒使橡皮彈在一定距離內(nèi)增速一定時(shí)間，從而在出口處達(dá)到設(shè)計(jì)速度。橡皮彈在撞擊堵塞煤料時(shí)的速度，相對(duì)于在增速筒出口速度會(huì)有一定下降，但橡皮彈的質(zhì)量和出口速度保證了其撞擊堵塞煤料時(shí)具有足夠的能量值，以保證可靠的疏通效果。發(fā)射控制系統(tǒng)由人工控制橡皮彈發(fā)射，便于操作。
經(jīng)過(guò)比較認(rèn)為方案2是最為合理的，決定按照此方案展開(kāi)實(shí)施。主要改造內(nèi)容包括：
1) 根據(jù)煤倉(cāng)發(fā)生堵眼的起拱位置，確定增速筒發(fā)射橡膠彈的合理角度范圍；
2) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣源能提供的氣壓大小計(jì)算橡膠彈發(fā)射高度和沖擊力大?。?
3) 設(shè)計(jì)高壓氣體蓄能罐和橡膠彈發(fā)射控制裝置；
4) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間要求設(shè)計(jì)角度調(diào)節(jié)裝置和安裝支架結(jié)構(gòu)參數(shù)；
4、疏通機(jī)的工作原理
1、疏通機(jī)的工作原理
疏通機(jī)采用動(dòng)高壓原理，由現(xiàn)場(chǎng)氣源提供高壓氣體并安裝蓄能罐
圖3 疏通機(jī)工作角度示意圖
進(jìn)行高壓氣體蓄能，蓄能器不僅要提供橡膠彈發(fā)射動(dòng)力，還要提供快排閥的作動(dòng)能源。由氣壓控制裝置控制高壓氣體沖擊橡膠彈，使橡膠彈在增速筒內(nèi)加速一定時(shí)間，達(dá)到一定的速度，沖擊煤倉(cāng)內(nèi)原煤堵塞位置，破壞堵塞起拱，完成疏通。疏通機(jī)的發(fā)射角度由堵塞位置決定，并受限于下倉(cāng)口觀(guān)察孔開(kāi)口大小，見(jiàn)圖3?？炫砰y結(jié)構(gòu)圖及增速筒結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)圖4、5。
圖4 快排閥結(jié)構(gòu)圖
圖5 增速筒結(jié)構(gòu)剖視圖
圖6 橡膠彈發(fā)射組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
發(fā)射組件(見(jiàn)圖6)中，下端銷(xiāo)軸可沿水平軌道滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射角度調(diào)節(jié)。中部快排閥連接彈體發(fā)射炮筒和緩沖導(dǎo)向部件。
疏通機(jī)工作原理示意圖見(jiàn)下圖7
圖7 疏通機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理圖
疏通機(jī)的基本組成包括如下八個(gè)部分，分別如上圖7所示：1、增速與緩沖裝置；2、角度調(diào)節(jié)裝置；3、高度調(diào)節(jié)及底座；4、壓力表；5、蓄能裝置；6、進(jìn)氣總閥；7、儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥；8、控制發(fā)射裝置。
增速及緩沖裝置1實(shí)現(xiàn)橡膠彈在增速筒內(nèi)一定時(shí)間的加速，以達(dá)到70kg以上的沖擊力，增速筒下端設(shè)置彈簧，實(shí)現(xiàn)橡膠彈發(fā)射時(shí)緩沖后座力，且增速筒不至于剛性傳遞后座力到角度調(diào)節(jié)部位；角度調(diào)節(jié)裝置2中，下端銷(xiāo)軸可沿水平軌道滑動(dòng)，使增速和緩沖裝置實(shí)現(xiàn)發(fā)射角度調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同堵塞位置的需要；高度調(diào)節(jié)和底座3完成增速筒適應(yīng)煤倉(cāng)觀(guān)察孔的高度調(diào)節(jié)和整個(gè)疏通機(jī)的支撐；壓力表4給出蓄能罐的壓力讀數(shù)；蓄能裝置5，即儲(chǔ)氣罐，實(shí)現(xiàn)高壓蓄能，以保證充足的橡膠彈發(fā)射增速所需要的氣量，并具備壓力保護(hù)和壓力調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)橡膠彈不同的發(fā)射高度需要；6、7和8為進(jìn)氣和控制發(fā)射裝置裝置，可實(shí)現(xiàn)人工控制橡膠彈的發(fā)射，安全可靠。
5疏通機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1增速及緩沖裝置
增速與緩沖裝置包括增速筒以及增速筒下面的彈簧，其原理是由氣壓控制裝置控制高壓氣體沖擊橡膠彈，使橡膠彈在增速筒內(nèi)加速一定時(shí)間，達(dá)到一定的速度，沖擊煤倉(cāng)內(nèi)原煤堵塞位置，破壞堵塞起拱，完成疏通。緩沖裝置既在增速筒下端設(shè)置彈簧，實(shí)現(xiàn)橡膠彈發(fā)射時(shí)緩沖后座力，且增速筒不至于剛性傳遞后座力到角度調(diào)節(jié)部位。
5.1.1橡膠彈和增速筒的設(shè)計(jì)計(jì)算
本方案采用高壓氣動(dòng)發(fā)射橡膠彈，給煤倉(cāng)堵塞處的拱腳以沖擊而達(dá)到疏通煤倉(cāng)的目的，橡膠彈要對(duì)倉(cāng)內(nèi)堵塞的原煤以足夠大的沖擊力。由于橡膠是一種高分子材料，具有高彈性，在橡膠彈沖擊拱腳時(shí)，自身的彈性變形將吸收一定的能量，而減弱對(duì)原煤的沖擊力。
經(jīng)過(guò)分析比較，本設(shè)計(jì)選用壓縮變形小，而彈性較差的特種橡膠——氯醇(氯醚)橡膠(H75型)。氯醇橡膠密度為1.37（1.30）g/cm3。設(shè)計(jì)橡膠彈為圓柱形，其直徑為80mm，長(zhǎng)度L＝100mm。其體積為：502.4 cm3, 其質(zhì)量為：0.688Kg。
某煤倉(cāng)下倉(cāng)口斷面尺寸為60×70cm，倉(cāng)口下部的送煤機(jī)距離倉(cāng)口約30～40cm，若由下倉(cāng)口處送入疏通機(jī)，則由于空間限制，暫設(shè)定橡膠彈發(fā)射炮筒長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝60cm，發(fā)射氣壓暫設(shè)定為0.5Mpa(煤倉(cāng)下口定截面斷進(jìn)行側(cè)面開(kāi)口，初步設(shè)定炮筒長(zhǎng)度L＝45cm)。
氣壓推動(dòng)橡膠彈的有效作用面積為橡膠彈的大圓面積，，得橡膠彈初始推力為：，假設(shè)橡膠彈從初始速度為零到炮筒出口過(guò)程中，氣壓無(wú)損失，則由能量守恒定律橡膠彈的出口動(dòng)能為
橡膠彈出口速度為V0＝66m/s, 原煤堵塞部位距煤倉(cāng)下口一般在3～8m，則橡膠彈沖擊擁堵原煤拱腳的速度約為V=64m/s。
假設(shè)橡膠彈的沖擊作用可分為兩類(lèi)：
一：彈體在極短的時(shí)間內(nèi)穿入堵塞的原煤中；
二：彈體以極短的作用時(shí)間沖擊堵塞原煤后，損失一定能量并以一定的速度沿某個(gè)角度彈回。
由沖量定理FT＝MV，對(duì)于第一種情況：
橡膠彈經(jīng)過(guò)一定作用時(shí)間后速度變?yōu)榱?，?dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，若假設(shè)其作用時(shí)間為0.1s，則可得橡膠彈對(duì)煤倉(cāng)堵塞處拱腳的沖擊力為：F＝0.688×64×10＝440N，即45kg，作用時(shí)間越短，沖擊力越大；
對(duì)于第二種情況：假設(shè)橡膠彈經(jīng)過(guò)極短的時(shí)間沖擊堵塞原煤拱腳后，其能量一方面由于橡膠彈的彈性變形而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽硪环矫娑氯幍脑翰⒎莿傂?，橡膠彈沖擊受力后反彈，彈體速度有所下降并以一定角度彈回，根據(jù)反彈后的飛行速度和角度不同，橡膠彈對(duì)拱腳的實(shí)際沖擊作用力也不同，因此若假設(shè)沖擊后其能量損失為50％，則回彈速度大約40m/s，可達(dá)到的沖擊力為：73kg(增速筒稍短時(shí)，橡膠彈沖擊速度有所下降，沖擊力隨之下降)。
根據(jù)平煤集團(tuán)一礦提供的某煤倉(cāng)施工圖，此類(lèi)煤倉(cāng)有兩個(gè)溜煤口，計(jì)算其中截面為1450×1200mm的溜煤口附近傾斜角度為：100,此收縮角度自變截面處開(kāi)始直至下部煤出口；另一截面為800×800mm溜煤口附近傾斜角度為：220，而此截面至出煤口有一距離為1500mm的等截面段。如下圖8所示，在等截面段，出煤口距離巷道頂部距離為1050mm。
圖8某煤礦煤倉(cāng)口傾角示意圖
橡膠彈直徑為80mm，增速筒選用普通鋼管，內(nèi)徑定為80.5mm，外徑90.5mm(管壁厚5mm)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，某煤倉(cāng)堵塞位置距離下溜口在3～8m范圍內(nèi)，選定沖擊高度范圍為6～8米若橡膠彈從側(cè)壁打入，，沖擊拱腳處直徑為2～3米，則增速筒傾斜角度范圍在22~30度之間，如果在靠近巷道頂部處開(kāi)口，則需要開(kāi)口尺寸為（250～500）×15mm。
圖9 橡膠彈沖擊極限位置示意圖(煤倉(cāng)下口開(kāi)口長(zhǎng)度350mm)
增速筒和橡膠彈的結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖紙5-1-1
5.1.2緩沖裝置
緩沖裝置是由彈簧和銷(xiāo)軸組成，彈簧套在銷(xiāo)軸上，為了使增速筒在發(fā)射橡膠彈時(shí)不至于剛性傳遞后座力到角度調(diào)節(jié)部位，同時(shí)為了提高發(fā)射精度，本文設(shè)計(jì)了彈簧緩沖裝置，在增速筒下端快排閥和銷(xiāo)軸之間加裝一個(gè)螺旋式彈簧，根據(jù)疏通要求，橡膠彈最大可達(dá)到730N的沖擊力，則彈簧也應(yīng)能承受730N以上的沖擊力，查閱標(biāo)準(zhǔn)彈簧表可選用TJL25-25~TJL25-309型彈簧，單個(gè)彈簧可以承受900N的沖擊力，該數(shù)值大于應(yīng)承受沖擊力，所以符合要求。緩沖裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-1-2（銷(xiāo)軸）銷(xiāo)軸總高設(shè)為120mm，橫向總長(zhǎng)設(shè)為140mm，圖5-1-3（彈簧）彈簧長(zhǎng)為80mm，彈簧內(nèi)徑30mm。
5.2角度調(diào)節(jié)裝置
角度調(diào)節(jié)裝置是整個(gè)疏通裝置中重要的組成部分之一，它主要用于對(duì)發(fā)射筒角度的調(diào)節(jié)，為了滿(mǎn)足發(fā)射筒對(duì)發(fā)射位置和角度的需要，同時(shí)根據(jù)煤倉(cāng)疏通機(jī)的實(shí)際需要，本文采取了上下移動(dòng)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)角度的調(diào)節(jié)，既在增速筒下端設(shè)計(jì)一水平導(dǎo)軌，利用銷(xiāo)軸連接增速筒和導(dǎo)軌，使增速筒可以實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)，另一方面為了實(shí)現(xiàn)增速筒發(fā)射角度的上下調(diào)節(jié)，在增速筒上端也固定一小型導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌應(yīng)與增速筒下端的導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，關(guān)于增速筒下端的導(dǎo)軌可見(jiàn)大圖5-2-1，增速筒通過(guò)銷(xiāo)軸放在導(dǎo)軌里，同時(shí)導(dǎo)軌離增速筒遠(yuǎn)的那端設(shè)有兩個(gè)螺孔和兩個(gè)同導(dǎo)軌一樣長(zhǎng)的螺釘，這兩個(gè)螺釘用于固定銷(xiāo)軸，防止其向后滑動(dòng)，螺孔直徑設(shè)為15mm，導(dǎo)軌長(zhǎng)度初設(shè)為600mm，增速筒上端的小導(dǎo)軌兩端應(yīng)由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定零件固定在增速筒的特定位置，以滿(mǎn)足角度調(diào)節(jié)的需要，小導(dǎo)軌長(zhǎng)度初選為300mm，小導(dǎo)軌上端距增速筒上端距離初設(shè)為100mm，小導(dǎo)軌直徑初設(shè)為30mm,小導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖紙5-2-2，增速筒上端應(yīng)有一支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為一固定在大導(dǎo)軌端部增速筒上端正下方的平面上的鋼桿，該平面也是大導(dǎo)軌所在平面，鋼桿的上端通過(guò)可拆卸的連接結(jié)構(gòu)與可以在小導(dǎo)軌上滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)相連，其結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖5-2-3，
5.3高度調(diào)節(jié)及底座裝置
高度調(diào)節(jié)和底座裝置也是整個(gè)疏通裝置的重要組成部分，高度調(diào)節(jié)裝置可以實(shí)現(xiàn)各煤倉(cāng)口的高低和觀(guān)察口高低的不同需求，底座主要用于支撐疏通機(jī)的發(fā)射和緩沖裝置，同時(shí)本文所設(shè)計(jì)的底座也可以用于對(duì)疏通機(jī)的移動(dòng)，使其更加方便靈活。
5.3.1高度調(diào)節(jié)裝置
為了實(shí)現(xiàn)發(fā)射和緩沖裝置的高度調(diào)節(jié)，本文采取了如下方法，既選用四根長(zhǎng)度、材質(zhì)均相同的鋼管，鋼管長(zhǎng)度初選1000mm，鋼管外徑選為40mm，內(nèi)徑選為30mm，并將其固定在平板小車(chē)上（下文會(huì)對(duì)小車(chē)做詳細(xì)介紹），四根鋼管上端設(shè)計(jì)為帶有螺母的螺紋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)擰緊螺母可以使鋼管上端收緊，圖5-3-1，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)同時(shí)另有四根與鋼管長(zhǎng)度相同的鋼桿即鋼桿的長(zhǎng)度也選為1000mm，該四根鋼桿的直徑應(yīng)略小于鋼管內(nèi)徑，鋼桿直徑選為28mm,以便鋼桿能剛好在鋼管內(nèi)順利的上下移動(dòng)，四根鋼管上端螺紋部分的下面為一具有一定強(qiáng)度和硬度的平面鋼板，該鋼板和四根鋼桿焊接在一起，該鋼板中間部位設(shè)有一螺孔，螺孔直徑初設(shè)為30mm，同時(shí)四根鋼桿上端設(shè)有臺(tái)階，鋼桿頂端設(shè)有螺紋，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-3-2，該臺(tái)階用于固定一平面鋼板，該鋼板面積與鋼管上端的鋼板面積相同，該鋼板四角設(shè)有比鋼管螺紋直徑稍大的孔，孔的直徑初設(shè)為22mm，該鋼板既是通過(guò)螺母與鋼管固定在一起的，該鋼板也是增速筒下端導(dǎo)軌所在平面，同時(shí)該鋼板中間部位也設(shè)有一螺孔，該螺孔與與鋼管上端的螺孔處于同一直線(xiàn)上，這兩個(gè)處于同一直線(xiàn)的螺孔既是用于高度的調(diào)節(jié)，其原理是這樣的，兩個(gè)鋼板上螺孔的上面配有和螺孔直徑一樣的螺母，另有一恰好與螺孔配合的螺桿，這樣當(dāng)分別旋動(dòng)上端螺母和下面螺母時(shí)，可分別實(shí)現(xiàn)發(fā)射結(jié)構(gòu)的上下調(diào)節(jié)，螺桿長(zhǎng)度初選為600mm，該結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖5-3-3。
5.3.2底座
本文所設(shè)計(jì)的底座即可用于支撐疏通機(jī)的以上裝置，也可用于以上裝置的移動(dòng)，本文的底座為一可移動(dòng)的小車(chē)，小車(chē)的結(jié)構(gòu)如下，小車(chē)由車(chē)身、兩根軸、四個(gè)輪子和一個(gè)可以用于推拉的手架組成，小車(chē)的車(chē)身為一沒(méi)有蓋的矩形“鐵盒”，該鐵盒的鋼板厚度相同，材質(zhì)相同，要有一定的強(qiáng)度，根據(jù)疏通機(jī)系統(tǒng)的重量，查表得可選用普通碳素鋼，作為車(chē)底板的鋼板面積大小初設(shè)為1000mm×800mm=0.8×106mm，另外四塊鋼板長(zhǎng)為1000mm和800mm寬均為100mm，兩根軸的長(zhǎng)度初設(shè)為1000mm，軸的兩端均制有臺(tái)階，臺(tái)階高度為10mm，臺(tái)階處距軸端長(zhǎng)度為60mm，軸直徑初選為50mm，距軸端10mm處打有直徑為10mm的孔，用以插入軸銷(xiāo)，以防止車(chē)輪外跑，輪子選用具有一定硬度的鐵質(zhì)輪，輪子中間加工出一能與軸端配合的孔即可，輪子直徑初選為200mm。將軸按兩段對(duì)稱(chēng)的固定在長(zhǎng)為1500mm側(cè)面板上即可，兩軸間距初定為50mm。小車(chē)的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖5-3-1
5.4壓力表
在工業(yè)過(guò)程控制與技術(shù)測(cè)量過(guò)程中，由于機(jī)械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機(jī)械強(qiáng)度以及生產(chǎn)方便等特性，使得機(jī)械式壓力表得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
機(jī)械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。機(jī)械壓力表采用彈簧管（波登管），膜片，膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類(lèi)。所測(cè)量的壓力一般視為相對(duì)壓力。一般相對(duì)點(diǎn)選為大氣壓力。彈性元件在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形，通過(guò)壓力表的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大，壓力表就會(huì)顯示出相對(duì)于大氣壓的相對(duì)值(或高或低)。
在測(cè)量范圍內(nèi)的壓力值由指針顯示，刻度盤(pán)的指示范圍一般做成270度
5.4.1壓力表的分類(lèi)
（1）壓力表按其測(cè)量精確度
可分為精密壓力表、一般壓力表。精密壓力表的測(cè)量精確度等級(jí)分別為0.1、0.16、0.25、0.4級(jí)0.05級(jí)；一般壓力表的測(cè)量精確度等級(jí)分別為1.0、1.6、2.5、4. 0級(jí)。
??
一般壓力表
（2）壓力表按其測(cè)量基準(zhǔn)
壓力表按其指示壓力的基準(zhǔn)不同，分為一般壓力表、絕對(duì)壓力表不銹鋼壓力表、差壓表。一般壓力表以大氣壓力為基準(zhǔn)；絕壓表以絕對(duì)壓力零位為基準(zhǔn)；差壓表測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)壓力之差。
（3）壓力表按其測(cè)量范圍
分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測(cè)量小于大氣壓力的壓力值；壓力真空表用于測(cè)量小于和大于大氣壓力的壓力值；微壓表用于測(cè)量小于60000 Pa的壓力值；低壓表用于測(cè)量0~6MPa壓力值；中壓表用于測(cè)量10~60MPa壓力值；高壓表用于測(cè)量100MPa以上壓力值。
（4）壓力表按其顯示方式分
指針壓力表,數(shù)字壓力表
（5）壓力表按其使用功能分
壓力表按其使用功能不同可分為就地指示型壓力表和帶電信號(hào)控制型壓力表。
一般壓力表、真空壓力表、耐震壓力表、不銹鋼壓力表等都屬于就地指示型壓力表，除指示壓力外無(wú)其他控制功能。
帶電信號(hào)控制型壓力表輸出信號(hào)主要有：
a.開(kāi)關(guān)信號(hào)（如電接點(diǎn)壓力表）
b.電阻信號(hào)(如電阻遠(yuǎn)傳壓力表)
c.電流信號(hào)(如電感壓力變送器,遠(yuǎn)傳壓力表,壓力變送器等)
壓力表按測(cè)量介質(zhì)特性不同可分為:
1 一般型壓力表
一般型壓力表用于測(cè)量無(wú)爆炸、不結(jié)晶、不凝固對(duì)銅和銅合金無(wú)腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力.
2 耐腐蝕型壓力表
耐腐蝕型壓力表用于測(cè)量腐蝕性介質(zhì)的壓力,常用的有不銹鋼型壓力表、隔膜型壓力表等.
3 防爆型壓力表
防爆型壓力表用在環(huán)境有爆炸性混合物的危險(xiǎn)場(chǎng)所,如防爆電接點(diǎn)壓力表,防爆變送器等.
4 專(zhuān)用型壓力表
由于被測(cè)量介質(zhì)的特殊性,在壓力表上應(yīng)有規(guī)定的色標(biāo)，并注明特殊介質(zhì)的名稱(chēng).氧氣表必須標(biāo)以紅色 “ 禁油 ” 字樣，氫氣用深綠色下橫線(xiàn)色標(biāo)，氨用黃色下橫線(xiàn)色標(biāo)等等。
耐震壓力表的殼體制成全密封結(jié)構(gòu)，且在殼體內(nèi)填充阻尼油（現(xiàn)在大部分用硅油填充），由于其阻尼作用可以使用在工作環(huán)境振動(dòng)或介質(zhì)壓力（載荷）脈動(dòng)的測(cè)量場(chǎng)所。
帶有電接點(diǎn)控制開(kāi)關(guān)的壓力表可以實(shí)現(xiàn)發(fā)訊報(bào)警或控制功能。
帶有遠(yuǎn)傳機(jī)構(gòu)的壓力表可以提供工業(yè)工程中所需要的電信號(hào)（比如電阻信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)）。
隔膜表所使用的隔離器（化學(xué)密封）能通過(guò)隔離膜片，將被測(cè)介質(zhì)與儀表隔離，以便測(cè)量強(qiáng)腐蝕、高溫、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力。
壓力表的彈性元件機(jī)械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。機(jī)械壓力表采用彈簧管（波登管）、膜片、膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類(lèi)。敏感元件一般是由銅合金、不銹鋼或由特殊材料制成。
本文中的壓力表是整個(gè)疏通裝置和蓄能裝置的重要組成部分，該壓力表裝在蓄能罐上，主要用于監(jiān)測(cè)蓄能罐的氣壓，同時(shí)也有利于蓄能罐的安全使用，下文將根據(jù)整個(gè)疏通裝置所需的最大壓力來(lái)確定壓力表的選擇。
系統(tǒng)正常工作時(shí)，氣體沿管道通過(guò)各種氣動(dòng)元件和輔件到執(zhí)行元件的總壓力損失必須滿(mǎn)足下式：
其中：為總壓力損失，包括所有沿程損失和所有的局部損失。
[]為允許壓力損失，一般應(yīng)小于0.1Mpa。
一般情況下，若系統(tǒng)管道不是特別長(zhǎng)，其沿程損失比局部損失小得多，則沿程損失可以不單獨(dú)計(jì)入，而只是在總壓力損失值的安全系數(shù)中稍予以加大考慮即可。
局部損失包含流經(jīng)彎頭、斷面突然放大，收縮等的損失，往往又比氣流通過(guò)氣動(dòng)元件、輔件的壓力損失小得多，因此對(duì)不做嚴(yán)格計(jì)算的系統(tǒng)，可用下式做簡(jiǎn)化計(jì)算：
其中：為流經(jīng)元、輔件的總壓力損失，為壓力損失簡(jiǎn)化修正系數(shù)，取值1.05～1.3，長(zhǎng)管道或截
面變化復(fù)雜的情況取較大值。
本設(shè)計(jì)系統(tǒng)，主要?dú)鈩?dòng)元件為快排閥和二位三通電磁閥，其余參與系統(tǒng)工作的輔件引起壓力降很小，查表得高壓氣體通過(guò)公稱(chēng)通徑為50mm的快排閥的壓力損失<0.008Mpa，通過(guò)電磁閥的最大壓力損失<0.022Mpa，因此，總壓力損失為(0.008+0.022)=0.032Mpa。
本系統(tǒng)使用氣壓最大0.5Mpa，壓力損失為0.04%。
所以根據(jù)壓力表的分類(lèi)和本設(shè)計(jì)的要求，壓力表選為測(cè)程為0～0.7 Mpa的精度為0.1的精密壓力表即可。
5.5蓄能裝置
蓄能裝置在整個(gè)疏通裝置中擔(dān)當(dāng)著最重要的功能，它是整個(gè)裝置的動(dòng)力源泉，直接關(guān)系著疏通裝置能不能正確很好的疏通煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題，所以蓄能裝置的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，蓄能裝置的整體本文設(shè)計(jì)為一蓄能罐，本文將其設(shè)計(jì)為同氧氣罐一樣的外形，但尺寸要有些減小，蓄能罐中端側(cè)面留有進(jìn)氣口用于為蓄能罐蓄能，頂端留有出氣口用于快速排出氣體為橡膠彈提供動(dòng)能，上端側(cè)面留有一口用于安裝壓力表，蓄能罐的大小可通過(guò)疏通機(jī)各部件的體積來(lái)確定：
1、 計(jì)算管路體積：
增速筒內(nèi)腔體積：
閥體體積
活塞回退膨脹體積：
閥口體積：
連接軟管體積：
由熱力學(xué)定律：
PV/T＝C(常數(shù))，則0.5Vi=0.4V0，可得：Vi＝10L
考慮氣體泄漏應(yīng)乘以系數(shù)1.2，則儲(chǔ)氣罐最小體積應(yīng)為12L。
計(jì)算壓降：0.5*0.0142=x*(0.0142+0.002543*1.2)，可求得x=0.41Mpa?？蓾M(mǎn)足壓力要求。儲(chǔ)氣罐直徑設(shè)為200mm，高度為400mm。
5.6進(jìn)氣總閥和儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥
閥門(mén)是一種管路附件。它是用來(lái)改變通路斷面和介質(zhì)流動(dòng)方向，控制輸送介質(zhì)流動(dòng)的一種裝置。具體來(lái)講，閥門(mén)有以下幾種用途：?(1)接通或截?cái)喙苈分械慕橘|(zhì)。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥、蝶閥等。?(2)調(diào)節(jié)、控制管路中介質(zhì)的流量和壓力。如節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥、減壓閥、安全閥等。?(3)改變管路中介質(zhì)流動(dòng)的方向。如分配閥、三通旋塞、三通或四通球閥等。?(4)阻止管路中的介質(zhì)倒流。如各種不同結(jié)構(gòu)的止回閥、底閥等。?(5)分離介質(zhì)。如各種不同結(jié)構(gòu)的蒸汽疏水閥、空氣疏水閥等。?(6)指示和調(diào)節(jié)液面高度。如液面指示器、液面調(diào)節(jié)器等。?(7)其他特殊用途。如溫度調(diào)節(jié)閥、過(guò)流保護(hù)緊急切斷閥等。
根據(jù)閥門(mén)的用途和本文的需要，本文選擇截止閥即能滿(mǎn)足疏通機(jī)系統(tǒng)的要求，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)截止閥的廠(chǎng)家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類(lèi)：
1）以JB／T2203－1999《截止閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》為主的通用類(lèi)。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)安全閥生產(chǎn)廠(chǎng)家均按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。如上海萊樂(lè)閥門(mén)有限公司、浙江羅浮鍋爐附件廠(chǎng)、杭州截止閥廠(chǎng)、上海良眾閥門(mén)有限公司、上海截止閥廠(chǎng)、開(kāi)封高壓截止閥廠(chǎng)、海安截止閥廠(chǎng)等。但本標(biāo)準(zhǔn)也不盡完美，規(guī)格不全，單閘板截止閥最大公稱(chēng)通徑為DN1200，雙閘板截止閥最大公稱(chēng)通徑 DN1500。根據(jù)廠(chǎng)所生產(chǎn)的截止閥規(guī)格及掌握的資料來(lái)看，目前角式截止閥公稱(chēng)通徑最小為DN15，Z型直通式截止閥公稱(chēng)通徑達(dá)到DN2000。經(jīng)考證，各廠(chǎng)家連接尺寸也不盡統(tǒng)一，如 DN150Z型直通式截止閥，上海良眾閥門(mén)廠(chǎng)、上海截止閥廠(chǎng)及上海雅澤閥門(mén)廠(chǎng)各不相同。所以本文中的截止閥可以根據(jù)自己的需要選擇一種標(biāo)準(zhǔn)的截止閥，截止閥生產(chǎn)廠(chǎng)家按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。本文選選擇公稱(chēng)直徑為50mm的直通式截止閥，直接向生產(chǎn)廠(chǎng)家訂購(gòu)即可。
5.7控制發(fā)射裝置
控制發(fā)射裝置是整個(gè)疏通裝置的關(guān)鍵部件，本文所設(shè)計(jì)的控制發(fā)射裝置由兩個(gè)控制閥和一個(gè)快排閥組成。
5.7.1控制裝置
本文所設(shè)計(jì)的控制裝置由兩個(gè)截流閥組成，即儲(chǔ)進(jìn)氣總閥和儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥，在正常狀態(tài)下打開(kāi)儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥，這樣由于快排閥內(nèi)部封口處兩端壓強(qiáng)相同，則快排閥無(wú)法工作排出氣體，當(dāng)由于工作需要，要發(fā)射彈體時(shí)關(guān)閉儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥，打開(kāi)進(jìn)氣總閥這樣由于壓強(qiáng)不同且相差很大，快排閥被迅速打開(kāi)，同時(shí)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體通過(guò)快排閥快速排出，給以彈體足夠的能量，此即為控制裝置，操作簡(jiǎn)便安全，
5.7.2快排閥
快排閥:氣動(dòng)控制里重要的元件，單向型方向控制元件。
??
常配置于汽缸和換向閥之間，使汽缸內(nèi)的氣體不通過(guò)換向閥而由此閥直接排出，
適用于要求汽缸快速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。
（1）計(jì)算氣體通過(guò)快排閥的流量
1、 由于儲(chǔ)氣罐的氣體在瞬間通過(guò)快排閥排出沖擊橡膠彈，氣 體狀態(tài)變化在瞬間完成，因此其狀態(tài)變化應(yīng)屬于絕熱狀態(tài)過(guò)程；
2、 根據(jù)快排閥出口與進(jìn)口壓力比(出口壓力為0.1Mpa, 若進(jìn)口氣壓為0.8Mpa)，可知?dú)怏w通過(guò)快排閥的速度為超聲速；
因此計(jì)算通過(guò)快排閥的流量計(jì)算公式為(其中T選用常溫20度)：
若快排閥有效截面積為直徑40mm的圓面，則可求得通過(guò)快排閥的空氣流量為139620L/min(2327L/s)。類(lèi)比于空氣炮的排氣性能，假設(shè)儲(chǔ)氣罐中壓縮氣體在0.02s內(nèi)全部排出，則快排閥在0.02s內(nèi)的氣體排量為：19L/0.02s?？炫砰y的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-7-2.
5.8法蘭結(jié)構(gòu)及密封件選用
橡膠密封件
密封件是防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及防止外界雜質(zhì)如灰塵與水分等侵入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的零部件的材料或零件。 各種密封其性能影響因素是不同的，如機(jī)械密封（填料密封等）影響因素有溫度，介質(zhì)、磨損、所承受壓力等。 按不同的用途，密封件大致是按下列的分類(lèi)： 1.按作用分類(lèi)：分為 軸用密封、孔用密封、防塵密封、導(dǎo)向環(huán)、固定密封、回轉(zhuǎn)密封； 2.按材料分類(lèi)：分為 橡膠、聚氨酯、工程塑料等。 貯存: 1. 密封件的存放室溫最好在30℃以下，避免密封件產(chǎn)生高溫老化； 2. 密封件必須存放在密封包裝內(nèi)，避免和空氣中的水份或塵埃接觸； 3. 密封件必須避開(kāi)強(qiáng)光照射，避免密封件被空氣中臭氧侵蝕或提早老化。 密封件是用來(lái)防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及外界雜質(zhì)如灰塵、泥沙、水分等侵入的零部件。 各種密封其性能影響因素是不同的，如機(jī)械密封[1]（填料密封等）影響因素有溫度，介質(zhì)、磨損、所承受壓力等。 常用密封件名稱(chēng) 密封圈、盤(pán)根、機(jī)械密封、油封、水封、盤(pán)根、密封墊板、密封膠、軟填料等。
活塞氣動(dòng)動(dòng)密封選用O形密封圈(徑向密封)，O形圈直徑3.55，外徑40和外徑50的兩種同類(lèi)型密封圈 (參液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，張利平，機(jī)械工業(yè)出版社，1997,6, pp259)
6 創(chuàng)新點(diǎn)
1、本研究在煤倉(cāng)內(nèi)原煤的粒度組成、粒度大小分布，壓實(shí)度、內(nèi)摩擦力，原煤流動(dòng)規(guī)律、起拱形式，貯倉(cāng)壓力等方面在理論上做了詳實(shí)、嚴(yán)密的分析，提出了改善煤倉(cāng)通暢性的措施，對(duì)減少煤倉(cāng)堵塞次數(shù)，提高生產(chǎn)效率具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
2、已有的通堵方式是采用破拱帽、鋼絲繩拉動(dòng)疏松，或水力沖刷等方法，這些方法不僅使用條件有限，而且在疏通效果上很不理想，有的方法伴隨著嚴(yán)重的現(xiàn)場(chǎng)污染。本研究在通堵原理上突破了自上而下疏通或在內(nèi)部進(jìn)行疏通的傳統(tǒng)思維模式，使用本疏通裝置不需要對(duì)煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)做任何變動(dòng)，工程量小。對(duì)多種型式的煤倉(cāng)都可以根據(jù)倉(cāng)口空間位置放置疏通機(jī)進(jìn)行疏通，使用方便、高效；
4、針對(duì)煤倉(cāng)堵塞位置的隨機(jī)性特點(diǎn)，本疏通裝置可根據(jù)煤倉(cāng)堵塞位置，調(diào)整橡膠彈發(fā)射角度。動(dòng)力氣壓可調(diào)，從而調(diào)整橡膠彈發(fā)射高度，適應(yīng)性和通用性強(qiáng)；
5、本疏通裝置巧妙利用橡膠彈沖擊破拱原理，構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)井下特殊的作業(yè)條件，本疏通裝置不采用任何電器設(shè)備。彈體采用特殊的橡膠材料，高速發(fā)射過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)火花，且保證彈體沖擊破拱時(shí)的沖擊面積和沖擊力。彈體發(fā)射動(dòng)力來(lái)自氣體壓縮和膨脹做功，發(fā)射控制由人工手動(dòng)，可遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)集中操控，完全滿(mǎn)足井下安全生產(chǎn)要求，具有適用于井下特殊環(huán)境的特點(diǎn)，安全性能好。能夠在一小時(shí)內(nèi)完成疏通，對(duì)于提高我礦生產(chǎn)效率和安全管理水平具有非常重要的意義。
7 使用與維護(hù)
根據(jù)疏通機(jī)的使用環(huán)境，疏通機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)遵循以下要點(diǎn)：
1、應(yīng)保證儲(chǔ)氣罐足夠的氣壓，注意保護(hù)儲(chǔ)氣罐上的壓力調(diào)節(jié)閥。
2、氣路連接保證無(wú)泄漏密封，發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換。
3、避免灰塵進(jìn)入快排閥，定期清理快排閥。
4、使用后應(yīng)清理增速筒，必要時(shí)刮潤(rùn)滑油，并蓋上橡膠蓋帽避免煤粒進(jìn)入，以備下次使用。
5、回收再利用的橡膠彈應(yīng)清理干凈，再使用前也要進(jìn)行必要的清理。
致謝
首先，我要感謝河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院，感謝機(jī)械與動(dòng)力工程系對(duì)我四年的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識(shí)，感謝各位老師在這四年里對(duì)我的關(guān)懷與照顧，在此致以我深深的謝意。
本論文從選題到最后定稿成文，本校劉建慧老師一直給予了悉心指導(dǎo)，劉老師那種嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，廣博深邃的洞察力，孜孜不倦的開(kāi)拓精神和敬業(yè)精神令我深受啟迪和教益，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師劉建慧老師致以深深的謝意。
我國(guó)古代有句成語(yǔ)叫做“實(shí)踐出真知”，本文也正是從對(duì)平煤天安一礦的調(diào)查了解入手，對(duì)煤礦企業(yè)煤倉(cāng)堵塞原因的有關(guān)理論問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。但是，由于筆者水平有限，在理論的描述、資料的運(yùn)用等方面難免有不當(dāng)、不深，不周之處，有些觀(guān)點(diǎn)也尚欠成熟，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
最后，我還要向所有曾經(jīng)幫助過(guò)我的同學(xué)和朋友們致敬。你們的鼓勵(lì)和幫助永遠(yuǎn)是我前進(jìn)的動(dòng)力。
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