[科普中國(guó)]-刷靴機(jī)

刷靴機(jī)主要用于煤礦的工人的靴子清洗，國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的是安徽省潛山縣遠(yuǎn)大毛刷廠。煤礦井下刷靴方式各種各樣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，而且效率高、安全可靠，具有一定的實(shí)用性和推廣價(jià)值。

概念刷靴機(jī)功能要求升井人員通過(guò)刷靴機(jī)時(shí)，不銹鋼全自動(dòng)智能洗靴機(jī)自動(dòng)控制水、電、動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行，并能一次性刷凈靴子底紋和靴面、靴筒上的煤泥污垢；無(wú)人通過(guò)時(shí)，控制整套設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，沒(méi)有水、電的消耗及浪費(fèi)，真正做到節(jié)能環(huán)保。

刷靴機(jī)技術(shù)要求1、不銹鋼全自動(dòng)智能刷靴機(jī)技術(shù)參數(shù)：

（1）輸入電壓：380V

（2）輸入電壓頻率：50/60(HZ)

（3）額定功率（KW）：2*1.5+1*2.2

2、不銹鋼全自動(dòng)智能洗靴機(jī)構(gòu)成

（1）整機(jī)外形尺寸(mm)：6000*1600*550

（2）結(jié)構(gòu)組成：

有立輥刷筒、橫輥刷筒、動(dòng)力裝置、控制裝置及水系統(tǒng)處理五大部分組成：刷筒采用彩色耐磨尼龍，立輥刷筒Φ330共有4排16個(gè)（尺寸：108*300*300），橫輥刷筒Φ330共有10排（尺寸：108*250*1250）；動(dòng)力裝置為擺針式減速機(jī)型號(hào)為(BWD-23-2.2KW，BWD-23-1.5KW)；三臺(tái)分別控制立輥刷筒和橫輥刷筒；控制裝置為自動(dòng)控制模塊和手動(dòng)控制模塊，內(nèi)置PIC程序編程器；自動(dòng)噴淋系統(tǒng)采用耐壓PPR耐壓熱熔管布設(shè)；控制裝置為光電開(kāi)關(guān)及電磁閥E3JK-5M1(對(duì)射型，電壓AC220V)；內(nèi)置渦輪變速箱（13WY-1）；表面材質(zhì)為全不銹鋼制作。

（3）設(shè)備特點(diǎn)：

有效防水、防靜電、耐磨耐腐蝕；控制精準(zhǔn)、可靠性高；過(guò)壓過(guò)流，自動(dòng)保護(hù)；一機(jī)三控（可自動(dòng)、手觸及手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)時(shí)間）；實(shí)用性高 使用效果好、視覺(jué)漂亮、造型美觀。1

井下光感自動(dòng)刷靴機(jī)的研制研究背景鐵法能源有限公司小青礦每天入井人數(shù)達(dá)兩千人次左右，以往礦工升井時(shí)都靠用手或刷子擦洗礦靴，有些礦工嫌用手刷礦靴麻煩，就穿帶泥的靴子升井，踩得井口地面全是帶泥的靴印，嚴(yán)重影響了環(huán)境衛(wèi)生和標(biāo)準(zhǔn)化工作；另外人工刷靴還直接影響到人員流動(dòng)速度，造成人員擁擠，存在一定的不安全因素。因此我們結(jié)合井下實(shí)際情況研制“井下光感自動(dòng)刷靴機(jī)”，在有人員通過(guò)的情況下，自動(dòng)感應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到工作要求，在長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有人員通過(guò)的情況下，控制整套設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)不做無(wú)用功，沒(méi)有水電消耗及能源的浪費(fèi)，真正做到了節(jié)能、環(huán)保。2

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及原理1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該機(jī)由防爆電機(jī)、擺線針輪減速機(jī)、對(duì)輪、軸承盒、轉(zhuǎn)動(dòng)軸（裝有尼龍刷毛）、ksk-30型手提式開(kāi)關(guān)、感應(yīng)開(kāi)關(guān)等組成。

（1）刷靴滾筒沿刷靴池縱向布置，可滿足多人集中同時(shí)刷靴。刷靴滾筒采用了尼龍材料的刷毛，軟硬程度適中，既能刷掉靴子上的泥土，又不至于損壞靴子，刷靴效率高。

（2）在水池的進(jìn)出口處設(shè)有紅外線行人檢測(cè)探頭，當(dāng)有人進(jìn)入刷靴時(shí)，自動(dòng)控制刷靴機(jī)的開(kāi)啟，人員離開(kāi)后又能自動(dòng)停止， 實(shí)現(xiàn)了刷靴的自動(dòng)控制，避免了電能的浪費(fèi)。

2、原理

裝有“井下光感自動(dòng)刷靴機(jī)”的水池設(shè)在井下付井口候罐室入口處，在水池的進(jìn)出口處設(shè)有紅外線行人檢測(cè)探頭，當(dāng)有人員進(jìn)入刷靴池時(shí)，自動(dòng)控制刷靴機(jī)就會(huì)開(kāi)啟，而人員離開(kāi)時(shí)就會(huì)自動(dòng)停止。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刷毛作園周運(yùn)動(dòng)，刷靴人員只要將靴子靠近刷毛就自動(dòng)完成刷靴過(guò)程。另外在刷靴機(jī)上面鋪有 0.7 米寬的人行過(guò)道，當(dāng)有人靴子漏不需要刷時(shí)可在此通過(guò)。

軸的強(qiáng)度計(jì)算按許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計(jì)算

其中：A-設(shè)計(jì)常數(shù)，查得 A=98～107；P-傳遞功率，2.2千瓦；N-軸的轉(zhuǎn)速，96轉(zhuǎn)/分；為修正系數(shù)，由圖查得1.15。3

井下氣動(dòng)式自動(dòng)刷靴機(jī)研制氣動(dòng)式光感自動(dòng)刷靴機(jī)的研制成功為煤礦職工提供了安全、方便的刷靴環(huán)境，該機(jī)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，性能良好，可靠性強(qiáng)，自動(dòng)化強(qiáng)度高，具有一定的推廣價(jià)值，為今后設(shè)計(jì)制造相關(guān)設(shè)備提供了成功的借鑒。

結(jié)構(gòu)形式及工作原理氣動(dòng)光感自動(dòng)刷靴機(jī)由下列幾部分組成：毛刷、刷筒、兩端軸承座、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)支架、底座、復(fù)合式消音口、注油器、氣水分離器、電磁閥、紅外線感應(yīng)控制器等部件組成。

（一）毛刷：由尼龍線編插在刷筒表面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)毛刷滾筒旋轉(zhuǎn)達(dá)到刷靴作用。

（二）驅(qū)動(dòng)馬達(dá)：它是一種氣動(dòng)元件，固定在底座上的一端，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與毛滾筒軸相連，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的作用是將壓縮空氣的壓力能，轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)形式的機(jī)械能。

（三）復(fù)合式消音器：由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在運(yùn)行中產(chǎn)生強(qiáng)大的噪音，在排氣管一側(cè)安裝消音裝置，投入使用后消音效果低于15分貝以下。

（四）自動(dòng)控制及工作原理：由池壁兩側(cè)的紅外線傳感器提供控制信號(hào)，有人員來(lái)刷靴時(shí)，控制器得到信號(hào)后使控制器工作，分別給對(duì)應(yīng)的電磁閥供電，促使電磁閥動(dòng)作，這時(shí)電磁閥打開(kāi)，氣源通過(guò)供氣管路及風(fēng)量調(diào)節(jié)閥過(guò)濾口等流向氣動(dòng)馬達(dá)使馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)毛刷滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到工作目的。如果刷靴人員多，紅外線感器就不斷得到信號(hào)控制刷靴機(jī)連續(xù)工作，直到人員離開(kāi)后延時(shí)停止。

應(yīng)用效果氣動(dòng)式光感自動(dòng)刷靴機(jī)投入使用后效果良好運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，該機(jī)的研制成功結(jié)束了原來(lái)刷靴池水滿后排放不及時(shí)淹電機(jī)、燒電機(jī)等現(xiàn)象發(fā)生，由于該機(jī)采用氣動(dòng)方式，因此在煤礦井下使用安全可靠性強(qiáng)，杜絕了設(shè)備漏電傷人事故發(fā)生。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)