KOŁOWROTY

KOŁOWROTY

I.

Kołowroty – przeznaczenie i klasyfikacja

II.

Kołowroty do transportu bliskiego

1.

Kołowroty typu EKO - budowa

2.

Kołowroty typu PNEKO

3.

Kołowroty typu MKP i LKP

4.

Kołowroty typu KESD-15 i KED-25

III.

Kołowroty specjalne

1.

Kołowroty zgarniakowe typu DEKO

2.

Kołowroty do prac szybowych typu Kuba

3.

Kołowroty bezpieczeństwa.

IV.

Obsługa i konserwacja kołowrotów

1.

Obsługa kołowrotów

2.

Konserwacja kołowrotów

I. Kołowroty – przeznaczenie i klasyfikacja

Kołowroty spełniają w transporcie podziemnym funkcję

pomocniczą. Stosuje się je obecnie do transportu wozów na małych
odległościach po drogach poziomych lub w pochylniach i upadowych.
Oprócz kołowrotów do transportu stosuje się kołowroty specjalne,
służące do zabezpieczania maszyn urabiających, pracujących na
dużych nachyleniach, jako wyposażenie niektórych maszyn ładujących
itp.

Kołowroty dzieli się ze względu na

:

1) przeznaczenie — na kołowroty:
— do transportu bliskiego;
— specjalne;
2) rodzaj energii napędowej — na kołowroty:
— pneumatyczne;
— elektryczne;
— elektrohydrauliczne w skrócie hydrauliczne.
3) liczbę i rodzaj nośników liny — na kołowroty:
— jednobębnowe;
— dwubębnowe;
— z kołem pędnym;

4) sposób zabudowania — na kołowroty:
— przenośne;
— przewoźne (na podwoziu);
— stałe.

Kołowroty zwykłe mają konstrukcję najprostszą i stosuje się je do
typowych prac transportowych. Kołowroty specjalne mają
konstrukcję przystosowaną do ściśle wyznaczonych zadań.
Kołowroty pneumatyczne mimo wielu zalet jak bezpieczeństwo
wobec zagrożenia metanowego i niewrażliwość na przeciążenia, są
wypierane z użycia przez znacznie mniej energochłonne kołowroty
elektryczne. Kołowrót jednobębnowy ma jeden bęben, na który
nawija się linę na ogół jednowarstwowo. Kołowrót dwubębnowy ma
dwa bębny umieszczone przeważnie obok siebie na wspólnym wale.
Napędzanie bębnów może być wspólne (bębny sprzężone sztywno)
lub niezależne. W kołowrocie z kołem pędnym nośnikiem liny jest
koło linowe, opasane około trzykrotnie przez zamkniętą i naprężoną
linę. Lina napędzana jest przez tarcie występujące między nią a kołem
pędnym.
Kołowroty przenośne stosuje się przeważnie podczas wykonywania
robót przygotowawczych, w których przestawia się je często w miarę
postępu czoła chodnika. Kołowroty te mają zwykle silniki o małej mocy,
są lekkie i wymagają rozparcia o strop. Kołowroty przewoźne
zmontowane są na podwoziach z kołami w celu ułatwienia ich
transportu z jednego miejsca na inne. Kołowroty stałe mają zwykle
silniki o dużej mocy. Stosuje się je w pochylniach zbiorczych do
transportu dużych mas. Mocuje się je zazwyczaj na fundamentach
betonowych na długi okres pracy w jednym miejscu.

II.Kołowroty do transportu bliskiego

1. Kołowroty typu EKO - budowa

Kołowroty typu EKO, są najbardziej rozpowszechnionymi kołowrotami
w górnictwie. Produkuje się je w sześciu wielkościach: EKO-1 EKO-2,
EKO-4, EKO-C7, EKO-C13 i EKO-C30, różniących się między sobą mocą
silnika i innymi parametrami technicznymi. Kołowroty typu EKO są to
kołowroty jednobębnowe napędzane silnikami elektrycznymi za
pośrednictwem przekładni obiegowych. Parametry techniczne
kołowrotów typu EKO podano w tabl. 1.

Tabl. 1.

Podstawowymi zespołami kołowrotów typu EKO są: (patrz rys. 1) silnik
elektryczny kołnierzowy 1 z wyposażeniem, dwustopniowa przekładnia
obiegowa 2, bęben 3 z osłoną 4, hamulec bębnowy 5, hamulec
sprzęgłowy 6, przekładnia obiegowa sprzęgłowa oraz rama 7.

Rys. 1 Rys. 2.

Z

asadę działania przedstawia schemat kinematyczny rys. 2. Silnik

elektryczny 1, jest przymocowany do pokrywy 2 przekładni obiegowej
3. Obroty z silnika przenoszone są przez koła zębate napędowe 4 na

dwa koła satelitarne 5. Wały 6 kół satelitarnych są ułożyskowane w
widełkowym jarzmie 7 osadzonym na czopie wału bębnowego 8.
Przekładnia jest dwustopniowa. Koła satelitarne 9 drugiego stopnia
przełożenia osadzone na wałach 6 zazębiają się z nieruchomym kołem
zębatym 10 o uzębieniu wewnętrznym. Bęben 11 osadzony jest
obrotowo na wale bębnowym, ułożyskowanym w ściance przekładni
oraz we wsporniku 12. Między bębnem 11 a wspornikiem 12 znajdują
się hamulec 13 bębna i hamulec 14 sprzęgła. Przekładnia obiegowa
sprzęgłowa, znajdująca się wewnątrz tarcz hamulcowych, składa się z
koła napędowego 15, dwóch kół satelitarnych 16 ułożyskowanych na
osiach 17, które z kolei osadzone są w tarczy sprzęgłowej 18, oraz z
koła 19 o uzębieniu wewnętrznym osadzonym wewnątrz tarczy
hamulcowej bębna.
Hamulce bębnowy i sprzęgłowy mają podobną konstrukcję, różnią się
jedynie budową elementów sterujących. Hamulec bębnowy jest
zakleszczony obciążnikiem i sterowany pedałem. Hamulec sprzęgłowy
zakleszczany jest ręcznie dźwignią blokowaną samoczynnie zapadką
umocowaną do ramy.
Jak długo hamulec bębnowy 13 jest zakleszczony, a hamulec
sprzęgłowy 14 nie włączony, tak długo koło napędowe 15 obracając się
wraz z wałem bębna napędza koła satelitarne 16, które otaczają się po
kole 19 i obracają tarczę sprzęgłową 18 za pośrednictwem osi 17. Gdy
hamulec bębnowy zostanie odhamowany (naciskiem na pedał), a
jednocześnie hamulec sprzęgłowy zakleszczony (dźwignią ręczną),
wówczas następuje unieruchomienie tarczy sprzęgłowej 18 z
osadzonymi na niej osiami 17 kół satelitarnych 16, które teraz
obracając się napędzają koło 19, a tym samym bęben 11. Dzięki
blokowaniu hamulca przez zapadkę, obsługujący nie musi wywierać
siły na ręczną dźwignię i wystarczy ją tylko utrzymywać w tym
położeniu. Z chwilą zwolnienia nacisku na pedał oraz puszczenia
dźwigni sprzęgłowej zapadka wychodzi samoczynnie z zazębienia i
bęben zostanie zahamowany mimo nieprzerwanej pracy silnika.
W celu włączenia kołowrotu dociąga się stopniowo dźwignię ręczną
„do siebie” i jednocześnie naciska na pedał odhamowując bęben.
Łagodny rozruch bębna uzyskuje się przez powolne zaciskanie
hamulca sprzęgła. Zmianę kierunku obrotu kołowrotu (nawijanie liny –
odwijanie liny) wykonujemy przełączając na wyłączniku elektrycznym
tzw. PKO.
Obecnie przepisy bhp wymagają od kołowrotów dodatkowego
urządzenia hamulcowego (hamulca bezpieczeństwa) działającego
samoczynnie w razie zaniku energii napędowej. Podczas pracy
kołowrotu hamulec jest odhamowany. Po wyłączeniu silnika lub zaniku

energii elektrycznej następuje samoczynne zaciśnięcie się szczęk na
tarczy hamulca i unieruchomienie bębna.
Kołowroty typu EKO mogą być dodatkowo wyposażone w układak liny
na bębnie.

1. Kołowroty typu PNEKO

Pneumatyczne, jednobębnowe kołowroty typu PNEKO są
odpowiednikami kołowrotów elektrycznych typu EKO, z których
wykorzystano część mechaniczną. Parametry techniczne kołowrotów
typu PNEKO-C (zmodernizowanych w porównaniu z kołowrotami typu
PNEKO) podano w tabl. 2.
Tabl. 2.
Kołowroty typu PNEKO-C są napędzane pneumatycznymi silnikami
tłokowymi o gwiaździstym układzie cylindrów. Moce silników
pneumatycznych są takie jak moce silników elektrycznych kołowrotów
odpowiednich wielkości, lecz prędkości obrotowe — niższe. W celu
uzyskania podobnych wartości prędkości nawijania liny i siły w linie
zastosowano więc przekładnie zębate obiegowe o mniejszym
przełożeniu.

2.

Kołowroty typu MKP i LKP

Kołowroty typu MKP (znaczenie symbolu: M — małogabarytowy, K —
kołowrót, P — pneumatyczny) przeznaczone są do prac pomocniczych
w przewozie, tzn. do przetaczania wozów kopalnianych w wyrobiskach
górniczych poziomych. Wykonuje się je w dwóch wielkościach: MKP-9
(z silnikiem pneumatycznym typu STG-9) oraz MKP-17 (z silnikiem typu
STG-17).
Produkowane są również lekkie pneumatyczne kołowroty pomocnicze
typu LKP o mocy 2,2 kW, przeznaczone do prac pomocniczych i
transportowych. Kołowrót ten jest bardzo wygodny w użyciu dzięki
małym wymiarom (530X290X360 mm) i masie wynoszącej 45kg.

3. Kołowroty typu KESD-15 i KED-25

Kołowroty te są dwubębnowe, przeznaczone do ciągnięcia w
pochylniach lub upadowych dwutorowych. Dzięki wyposażeniu
kołowrotów w dwa bębny można wozy ciągnąć w górę jednym torem,
opuszczając jednocześnie inne — torem drugim. Taki sposób
przewozu zwiększa przelotowość dróg transportowych oraz około
dwukrotnie zwiększa wydajność transportu.
Kołowrót dwubębnowy typu KESD-15 przedstawiono na rys. 2.113.
Silnik elektryczny przez koło zębate 1 przenosi swoje obro ty na koło
zębate 2 z wieńcem sprzęgłowym 3, ułożyskowane na wale pośrednim
4, na którym osadzona jest przesuwnie tarcza:
sprzęgłowa 5. W obrzeżu tarczy 5 ułożyskowany jest wałek 6 z za-
klinowaną dźwignią kątową, której ramiona połączone są z końca mi
taśmy sprzęgłowej opasującej wieniec 3. Dźwignia 7 obraca jąca wałek
6 jest połączona przegubowo z przesuwną tuleją 8, która łączy się
przez wodzik z dźwignią ręczną 9 z krążkiem 10. Na krążku tym opiera
się dźwignia 11 hamulca bębnowego. Po ciągnięcie dźwigni 9 w
kierunku „do siebie” powoduje zluzowa nie taśmowego hamulca
bębnowego i jednocześnie dociśnięcie tu lei 8 do tarczy sprzęgłowej 5.
Taśma zaciska się na wieńcu sprzęg lowym, sprzęgło włącza się, co
powoduje, że obroty koła zębatego 2 przenoszą się przez wał 4 oraz
koła zębate 12 i 13 na bęben. Dźwignia li steruje hamulcem bębnowym
opasującym tarczę 14 przez wałek 15. Dźwignię 11 podtrzymuje się w
czasie ruchu kołowrotu pedałem 16.
Do napędu kołowrotu typu KED-25 zastosowano silnik elektryczny
pierścieniowy z rozrusznikiem rezystorowym zamiast silnika
klatkowego z wirnikiem zwartym. Umożliwia to uzyskanie łagodnego
rozruchu, dlatego w kołowrocie typu KED-25 zrezygnowano z
zastosowania sprzęgła ciernego na wale pośrednim.

I. Kołowroty specjalne

Do kołowrotów specjalnych stosowanych w naszym górnictwie

należą kołowroty do napędu ładowarek zgarniakowych, do prac
pomocniczych przy głębieniu szybów oraz kołowroty bezpieczeństwa.

1. Kołowroty zgarniakowe typu DEKO

Do poruszania zgarniakiem ładowarki zgarniakowej służą kołowroty
typu DEKO, budowane w trzech wielkościach: DEKO-22z, DEKO-30z i
DEKO-55z, różniące się między sobą głównie mocą silnika (znaczenie
symbolu: D — dwubębnowy, E — elektryczny, K — kołowrót, O — z
przekładnią obiegową, 22 lub 30 albo 55 — moc silnika w 1kW, z — dla
urządzeń zgarniarkowych). Kołowroty typu DEKO-22z i DEKO-30z
różnią się tylko silnikami i dlatego zwykło się je oznaczać symbolem
DEKO-22!30z. W kopalniach o dużym zagrożeniu metanowym stosuje
się również kołowroty typu DAKO-30z z napędem pneumatycznym.
Pozostałe zespoły tego kołowrotu są takie jak kołowrotu z napędem
elektrycznym.
Kołowrót typu DEKO-22/30z umocowany na płycie 1 ma dwa bębny
linowe 2, osadzone w łożyskach tocznych na wspólnym wale,
napędzane przekładniami obiegowymi konstrukcji podobnej jak w
kołowrotach typu EKO. Do jednego bębna umocowana jest lina
ciągnąca zgarniak napełniony, a do drugiego lina ciągnąca zgarniak
pusty.

2. Kołowroty do prac szybowych typu Kuba

Do podwieszania i przemieszczania pomostów w szybach

głębionych stosuje się. kołowroty typu Kuba-5 i Kuba-10. Kołowrót typu
Kuba-5 umocowany do ramy jest napędzany silnikiem elektrycznym o
mocy 7,5 KW. Obroty jego przez sprzęgło, wyposażone w hamulec
cierny dwuszczękowy zaciskany zwalniakiem elektromagnetycznym,
przenoszone są na przekładnię ślimakową o przełożeniu 1 : 50, a z niej
na przekładnię zębatą czołową bębna linowego, składającą się z kół
zębatych 5 i 6. Duże koło zębate tej przekładni stanowi jedno obrzeże
bębna linowego. Drugim obrzeżem bębna jest koło hamulcowo-
zapadkowe.

3.

Kołowroty bezpieczeństwa.

Kombajny ścianowe i inne ciężkie ruchome maszyny górnicze w

pokładach nachylonych i stromych wymagają stosowania specjalnych
urządzeń chroniących te maszyny przed zsunięciem się pod wpływem
własnego ciężaru. Zadanie to spełniają kołowroty bezpieczeństwa.
Kołowrót taki ustawia się i kotwiczy, natomiast linę ubezpieczającą
łączy się z kombajnem lub inną maszyną. Kołowrót bezpieczeństwa
utrzymuje maszynę zabezpieczaną na stale napiętej linie, umożliwiając
jej jednak swobodne poruszanie się w obu kierunkach (do kołowrotu i
od kołowrotu). W razie nadmiernie szybkiego ruchu w kierunku od
kołowrotu (w dół wyrobiska) kołowrót przytrzymuje kombajn za
pomocą liny zabezpieczającej. Kołowrót bezpieczeństwa dostosowuje

swoją pracę zarówno do prędkości kombajnu, jak i do kierunku jego
ruchu.

Kołowroty bezpieczeństwa dzielą się:
1) według zasady pracy — na kołowroty:
— półautomatyczne,
— automatyczne,
2) według energii zasilającej i stosowanej przekładni — na kołowroty:
— pneumatyczne,
— elektryczne,
— elektrohydrauliczne (w skrócie hydrauliczne).

Kołowrót półautomatyczny dostosowuje prędkość nawijania liny na
bęben i jej rozwijania do prędkości zabezpieczanej maszyny, wymaga
jednak ręcznej zmiany kierunku obrotów bębna w razie zmiany
kierunku ruchu maszyny zabezpieczanej.
Kołowrót automatyczny dostosowuje zarówno prędkość rozwijania i
odwijania liny do prędkości kombajnu, jak też zmienia, kierunek
obrotów bębna samoczynnie w wyniku zmiany kierunku ruchu
maszyny zabezpieczanej.
Kołowroty pneumatyczne należą do najstarszych. W miarę
wprowadzania kombajnów o coraz większej masie parametry
techniczne tych kołowrotów okazały się niewystarczające. Zaniechano
produkcji i stosowania kołowrotów pneumatycznych.
Kołowroty elektryczne niewyposażone w przekładnie hydrauliczne
obarczone są wieloma wadami, z których najważniejszą jest trudność
zsynchronizowania prędkości liny zabezpieczającej z prędkością
posuwu kombajnu zabezpieczanego.
Kołowroty tzw. hydrauliczne są kołowrotami napędzanymi energią
elektryczną, lecz wyposażone w statyczną przekładnię hydrauliczna o
zmiennym przełożeniu regulowanym automatycznie Ten typ
kołowrotów jest najodpowiedniejszy do zabezpieczenia kombajnów
niezależnie od ich masy i parametrów ruchu przy pracy w wyrobiskach
o dużych nachyleniach.
Pierwszym hydraulicznym kołowrotem bezpieczeństwa polskiej
konstrukcji i produkcji był kołowrót typu KBH-2 z późniejszymi
modernizacjami: KBH-3, KBH-4, KBH-5, KBH-6.

II.Obsługa i konserwacja kołowrotów

Nieprawidłowo obsługiwany lub niesprawny technicznie koło

wrót może być przyczyną poważnej awarii i zagraża bezpieczeństwu
pracy osób obsługujących je i znajdujących się w pobliżu kołowrotu,

liny lub poniżej maszyny ciągniętej albo zabezpieczanej kołowrotem.

1. Obsługa kołowrotów

Przy obsłudze kołowrotów należy przestrzegać następujących zasad:
— Do samodzielnej obsługi kołowrotu mogą być dopuszczone tylko
osoby uprawnione, które znają budowę, działanie i eksploatację
kołowrotu.
— Stanowisko, na którym zabudowany jest kołowrót powinno być
należycie oświetlone.
— Przed uruchomieniem kołowrotu należy się upewnić, czy nie ma
nikogo w strefie zasięgu liny lub ruchomych części kołowrotu.
— Do stałych obowiązków obsługi należy kontrola i poprawa
zabudowy kołowrotu przed każdą zmianą roboczą i każdorazowo w
miarę potrzeby, uzupełnianie smarów w punktach smarowych,
kontrola temperatury łożysk, przekładni i hamulców w celu
niedopuszczenia do ich nadmiernego nagrzania, kontrola stanu
wykładzin szczęk hamulcowych oraz utrzymywanie kołowrotu i
stanowiska pracy w czystości. Do smarowania stosuje się smar stały
ŁT-z, a do układu hydraulicznego olej hydrauliczny. Szczególnie ważna
jest kontrola sposobu nawijania i odwijania liny w celu
niedopuszczenia do spętleń, załamań oraz nieregularnego układania
się liny na bębnie.
— Na bębnie powinny zawsze pozostać co najmniej trzy zwoje liny.
— Liny powinny być nawijane na bęben zgodnie z instrukcją dla
danego typu kołowrotu (od dołu lub od góry).
— Przy obsłudze kołowrotu pneumatycznego należy zwracać
dodatkowo uwagę na to, by silnik nie został nadmiernie oblodzony. Nie
wolno pracować bez założonego tłumika na silniku, a osoby
obsługujące kołowrót powinny mieć indywidualne ochraniacze
narządów słuchu. Powietrze sprężone powinno być wolne od
zanieczyszczeń i wody.
— Nie wolno pracować uszkodzonym kołowrotem. W razie
stwierdzenia uszkodzenia lub nieprawidłowości pracy na leży dokonać
przeglądu kołowrotu i usunąć uszkodzenie.

2. Konserwacja kołowrotów

W czasie przeglądów bieżących wykonywanych codziennie na leży
sprawdzić:
— ogólny stan kołowrotu,
— połączenie poszczególnych zespołów między sobą,
— stan hamulców,

— działanie aparatury elektrycznej,
— działanie oświetlenia i sygnalizacji,
— w kołowrotach pneumatycznych — stan zawodnienia instalacji
zasilającej,
— w hydraulicznych kołowrotach bezpieczeństwa — poziom oleju w
zbiorniku.
W czasie przeglądów cotygodniowych należy sprawdzić:
— poziom oleju w przekładniach,
— prawidłowość smarowania wału bębna oraz wszystkich przegubów
dźwigni i cięgieł,
— stan dokręcenia wszystkich śrub i nakrętek,
— stan umocowania liny do bębna,
— stan hamulców (ewentualnie wyregulować),
— w kołowrotach pneumatycznych — stan filtru powietrznego,
wyposażenia pneumatycznego oraz regulatora obrotów silnika
pneumatycznego.
W czasie przeglądów comiesięcznych należy sprawdzić:
— stan okładzin ciernych hamulców na bębnie i sprzęgle,
— stan kół zębatych i sposób ich współpracy,
— stopień zanieczyszczenia oleju w przekładniach,
— stan przewodów elektrycznych,
— w kołowrotach pneumatycznych — stan przewodu zasilającego i
silnika.
Przegląd główny wykonuje się po rocznej eksploatacji lub przy każdej
zmianie wyrobiska. Kołowroty zgarniakowe poddawane są przeglądowi
głównemu co pół roku. Przegląd taki wykonuje się w warsztacie
kopalnianym. Rozmontowuje się wtedy kołowrót i czyści oraz wymienia
części zużyte.
Specjalne wymagania dotyczą w tym zakresie hydraulicznych
kołowrotów bezpieczeństwa. Po pierwszych 600 godzinach pracy
kołowrotu wymienia się olej w zbiorniku, przeprowadza przegląd
przekładni o uzębieniu wewnętrznym i przekładni wyłącznika
bezpieczeństwa oraz przegląd łożysk i uszczelnień. Dalsze przeglądy i
remonty wykonuje się po około 1500 godzinach pracy kołowrotu.
Szczególnie ważne jest, aby przy wymianie oleju w zbiorniku
przestrzegać czystości i nie dopuścić do zanieczyszczenia oleju
piaskiem, pyłem lub wodą.

Zebrał i opracował: Czesław Zając

Bibliografia:
- Antoniak J. „Maszyny górnicze” Wydawnictwo „Śląsk”
- Janion A. „Maszyny i urządzenia górnicze” Wydawnictwo „Śląsk”
- Korecki Z. Maszyny i urządzenia górnicze Wydawnictwo Śląsk 1985 r.
- Materiały własne