井下自动联网装置系统的研究

　　近年来,金属网在支护方面起着重要的作用,而目前绝大多数煤矿采用的是人工联网方式,即以人力把成卷的网展开,每隔一段距离用双股细铁丝手工打扣的方法联网。这种手工联接方式,存在着联网效率低,质量差,工人劳动强度高等缺点,严重影响了井下工作效率。因此,有必要研制开发一种自动联网装置系统。

　　1　井下自动联网装置系统组成

　　井下自动联网装置系统主要由三部分组成:联网主机、防爆电控箱和气动系统,见图1。联网装置的执行机构是气动马达,动力源来自空气,系统在PLC的程序控制下,先执行程序初始化命令,将元件复位,再顺序完成送丝、抽紧、打结和切断动作,完成一个打结的工作循环,再执行程序初始化命令,准备下一次打结命令的执行。

　　2　金属网气动联接装置主机结构设计

    主机是金属网气动联接装置的执行机构,用来完成金属网的联接动作。它包括送丝机构和打结、切断机构和接近开关。

　　送丝机构主要由送丝马达、主从动送丝轮、导路组件等组成。将气动马达的输出轴与送丝主动轮连接。其中,送丝轮开有V型槽。当马达转动时,传动送丝轮转动,在送丝轮上施加弹簧预压力。当主动轮转动时由于弹簧压紧力的存在产生摩擦力驱动铁丝向前传送。铁丝穿过送丝轮的V槽到送丝管并进入导路组件的送丝轨道,然后缠绕在待联接的金属网上。当接近开关感应铁丝传送到位时,气动系统阀换向,马达反向转动,送丝轮随之反向转动,铁丝在反向摩擦力作用下被抽回,拉紧缠绕在金属网上的铁丝,实现铁丝抽紧动作。

　　打结机构主要由打结马达、钩头组件、凸轮组件组成,见图2,图3。当铁丝进入到指定位置并缠绕在金属网上时,打结马达正向旋转,铁丝被扭转数圈,然后打结马达反向旋转,钩在钩头上的铁丝退出钩槽,同时钩头的反向旋转也实现了钩头的复位,使其停在原始位置上。

　　3　气动系统

　　3. 1　气动系统的组成及工作原理

　　金属网气动联接装置气动系统主要由气源空气压缩机、气动三联件、换向阀和马达组成,其气动原理,见图4。气源经过气动三联件的喷雾、减压和过滤作用后调压到所需的压力,PLC控制气动系统的通断和换向,完成铁丝的自动送丝、抽紧、打结和切断。

　　由于气源存在水分、灰尘、油垢等杂质,以及气源压力的不稳定性,用气动三联件对气源进行净化、润滑和稳定,保证气动系统具有高质量的压缩空气和稳定的工作压力,不受输出空气流量变化和气源压力波动的影响。气源经气动三联件润滑、减压、过滤后,当二位二通阀1电磁线圈通电时,阀1接通,气源顺次通过阀1和二位五通阀2,供气给马达1,马达1正方向旋转。马达输出轴与传丝轮相连,送丝轮转动实现自动送丝,铁丝穿过送丝管进入送丝导路。当送丝到位时,霍尔接近开关感应输出信号给PLC,二位五通阀2电磁线圈得电时,阀2换向,马达1随之反向旋转,送丝轮反转将铁丝抽紧,使保持内部一定张力,提高铁丝线结性能。