斷繩捕獲裝置的研究

斷繩捕獲裝置的研究

0礦井輔助運(yùn)輸事故將被進(jìn)一步重視隨著煤炭生產(chǎn)效率的提高，一些新技術(shù)、新技術(shù)、新裝備的出現(xiàn)越來越受歡迎。同時(shí),煤礦輔助運(yùn)輸設(shè)備的投入也不斷加大,尤其是機(jī)械運(yùn)人裝置的投入。由于實(shí)際生產(chǎn)條件的復(fù)雜性,使得礦井輔助運(yùn)輸事故在井下事故中占有很大的比重。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,架空乘人裝置現(xiàn)有的保護(hù)中,沒有對(duì)鋼絲繩的斷繩抓捕的裝置?；诿旱V井下的安全現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)一套鋼絲繩斷繩抓捕裝置是十分有必要的。1捕獲裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)斷繩抓捕裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)具有靈敏的檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu),在不影響抱索器的正常運(yùn)行的情況下保證捕繩以及制動(dòng)效果。為了滿足實(shí)際需求,本文進(jìn)行了抓捕裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提出了5種設(shè)計(jì)方案:(1)制動(dòng)頭改造裝置;(2)緩沖輪組裝置;(3)彈簧閘瓦機(jī)構(gòu);(4)凸輪杠桿機(jī)構(gòu);(5)連桿抓捕裝置。(1)壓縮彈簧試驗(yàn)利用盤式制動(dòng)器制動(dòng)頭的工作原理來抓捕鋼絲繩,其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。本方案充分利用盤式制動(dòng)器制動(dòng)頭的現(xiàn)有結(jié)構(gòu),在原有裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),將碟簧改為壓縮彈簧,以獲得比較大的行程。整個(gè)裝置采用液壓驅(qū)動(dòng),可以控制壓力的大小,以實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的緩沖抓捕,具有一定的優(yōu)點(diǎn)。但是該方案制造成本較大,而且對(duì)于井下狹窄巷道中而言,液壓站會(huì)占用較大空間。同時(shí),由于采用液壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)較慢,容易造成鋼絲繩已經(jīng)滑落,而捕捉裝置還沒有完全抱緊的情況。(2)抱索器壓輪裝置根據(jù)罐籠防墜器的緩沖裝置和伸縮門的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一組緩沖輪組來實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲繩的抓捕,其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。該裝置的工作原理:正常工作時(shí),阻尼壓輪位于鋼絲繩的上方,對(duì)抱索器的正常運(yùn)行沒有影響。當(dāng)發(fā)生斷繩事故時(shí),交流電磁推桿驅(qū)動(dòng)連桿,帶動(dòng)阻尼輪運(yùn)動(dòng),壓緊鋼絲繩,實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的緩沖以及抱緊。動(dòng)作時(shí)的結(jié)構(gòu)如圖3所示,整個(gè)過程通過電動(dòng)推桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng),無污染、動(dòng)作靈敏。該方案是在原來的托繩輪支架基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)抓捕,能夠大大降低成本。但是該裝置也有一定缺陷。該裝置的抱緊過程對(duì)阻尼輪的阻尼要求較高,在接觸面積較小的情況下,存在嚴(yán)重的擠壓強(qiáng)度和摩擦溫升等問題。(3)通過電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)為了更加有效地利用托繩輪的原有機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)了一種弧形閘瓦,直接安裝在托繩輪上。通過電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng),將弧形閘瓦壓緊在托繩輪上,利用鋼絲繩與閘瓦之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的緩沖與抓捕,其結(jié)構(gòu)如圖4所示。該結(jié)構(gòu)原理容易實(shí)現(xiàn),但是由于架空乘人裝置的鋼絲繩直徑比較粗,使得鋼絲繩不容易壓緊在托繩輪上,造成抓捕失效。(4)鎖錨緊裝置簡介凸輪杠桿結(jié)構(gòu)是參考罐籠防墜器的楔塊結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)的。楔塊依靠自鎖楔緊原理來抓捕鋼絲繩,其結(jié)構(gòu)如圖5所示。該機(jī)構(gòu)原理簡單,但是杠桿結(jié)構(gòu)框架較大,且不易實(shí)現(xiàn)緩沖,在吊椅運(yùn)行過程中有可能會(huì)和乘人發(fā)生干涉,容易對(duì)乘人造成不必要的傷害。(5)托繩輪控制裝置主要組成以圖2為該方案是參考防墜器的楔塊夾緊原理來設(shè)計(jì)的。電動(dòng)推桿和連桿通過壓縮彈簧連接,驅(qū)動(dòng)連桿帶動(dòng)楔塊對(duì)鋼絲繩進(jìn)行抓捕。在沖擊比較大時(shí),鋼絲繩可以在楔塊和底座間滑動(dòng),實(shí)現(xiàn)緩沖。其結(jié)構(gòu)如圖6所示。本裝置可按功能分為執(zhí)行機(jī)構(gòu),傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及動(dòng)力裝置3部分。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一套楔塊抓捕裝置,分為上下2個(gè)楔塊,結(jié)構(gòu)如圖7所示。根據(jù)摩擦自鎖原理,在鋼絲繩被壓住后,鋼絲繩帶動(dòng)下楔塊向左運(yùn)動(dòng),在楔塊間被越壓越緊,實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的抱緊。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為一個(gè)連桿機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)如圖8所示。電動(dòng)推桿做豎直運(yùn)動(dòng),圖8(a)中虛線為壓桿鉸點(diǎn)和擺桿鉸點(diǎn)的移動(dòng)軌跡。在正常情況下,裝置處于圖8(b)所示的狀態(tài)。實(shí)施抓捕時(shí),裝置處于圖8(a)所示狀態(tài)。動(dòng)力裝置采用電動(dòng)推桿。電動(dòng)推桿既能提供一定的負(fù)載能力,又能滿足要求的位移速度。根據(jù)裝置的工作原理,在托繩輪上布置抓捕楔塊、連桿機(jī)構(gòu)、電動(dòng)推桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置為電動(dòng)推桿,只能夠布置在支架的后側(cè)。初步安裝正面如圖9(a)所示,側(cè)面如圖9(b)所示。2斷繩捕獲機(jī)構(gòu)的確定本文通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的分析考察,提出了5種斷繩抓捕的方案。通過對(duì)各種方案的對(duì)比,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情