斷繩捕獲裝置的研究

斷繩捕獲裝置的研究

0礦井輔助運輸事故將被進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,煤礦輔助運輸設(shè)備的投入也不斷加大,尤其是機械運人裝置的投入。由于實際生產(chǎn)條件的復(fù)雜性,使得礦井輔助運輸事故在井下事故中占有很大的比重。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,架空乘人裝置現(xiàn)有的保護中,沒有對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)計斷繩抓捕裝置的設(shè)計應(yīng)具有靈敏的檢測和執(zhí)行機構(gòu),在不影響抱索器的正常運行的情況下保證捕繩以及制動效果。為了滿足實際需求,本文進行了抓捕裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,提出了5種設(shè)計方案:(1)制動頭改造裝置;(2)緩沖輪組裝置;(3)彈簧閘瓦機構(gòu);(4)凸輪杠桿機構(gòu);(5)連桿抓捕裝置。(1)壓縮彈簧試驗利用盤式制動器制動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器制動頭的現(xiàn)有結(jié)構(gòu),在原有裝置的基礎(chǔ)上進行改進,將碟簧改為壓縮彈簧,以獲得比較大的行程。整個裝置采用液壓驅(qū)動,可以控制壓力的大小,以實現(xiàn)鋼絲繩的緩沖抓捕,具有一定的優(yōu)點。但是該方案制造成本較大,而且對于井下狹窄巷道中而言,液壓站會占用較大空間。同時,由于采用液壓驅(qū)動響應(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)計了一組緩沖輪組來實現(xiàn)對鋼絲繩的抓捕,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,阻尼壓輪位于鋼絲繩的上方,對抱索器的正常運行沒有影響。當發(fā)生斷繩事故時,交流電磁推桿驅(qū)動連桿,帶動阻尼輪運動,壓緊鋼絲繩,實現(xiàn)鋼絲繩的緩沖以及抱緊。動作時的結(jié)構(gòu)如圖3所示,整個過程通過電動推桿進行驅(qū)動,無污染、動作靈敏。該方案是在原來的托繩輪支架基礎(chǔ)上進行改造,實現(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阻尼輪的阻尼要求較高,在接觸面積較小的情況下,存在嚴重的擠壓強度和摩擦溫升等問題。(3)通過電動推桿驅(qū)動為了更加有效地利用托繩輪的原有機構(gòu),設(shè)計了一種弧形閘瓦,直接安裝在托繩輪上。通過電動推桿驅(qū)動,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。該機構(gòu)原理簡單,但是杠桿結(jié)構(gòu)框架較大,且不易實現(xiàn)緩沖,在吊椅運行過程中有可能會和乘人發(fā)生干涉,容易對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)計的。電動推桿和連桿通過壓縮彈簧連接,驅(qū)動連桿帶動楔塊對鋼絲繩進行抓捕。在沖擊比較大時,鋼絲繩可以在楔塊和底座間滑動,實現(xiàn)緩沖。其結(jié)構(gòu)如圖6所示。本裝置可按功能分為執(zhí)行機構(gòu),傳動機構(gòu)以及動力裝置3部分。執(zhí)行機構(gòu)為一套楔塊抓捕裝置,分為上下2個楔塊,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,鋼絲繩帶動下楔塊向左運動,在楔塊間被越壓越緊,實現(xiàn)鋼絲繩的抱緊。傳動機構(gòu)為一個連桿機構(gòu),機構(gòu)運動如圖8所示。電動推桿做豎直運動,圖8(a)中虛線為壓桿鉸點和擺桿鉸點的移動軌跡。在正常情況下,裝置處于圖8(b)所示的狀態(tài)。實施抓捕時,裝置處于圖8(a)所示狀態(tài)。動力裝置采用電動推桿。電動推桿既能提供一定的負載能力,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、連桿機構(gòu)、電動推桿機構(gòu)。機構(gòu)的動力裝置為電動推桿,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斷繩捕獲機構(gòu)的確定本文通過對現(xiàn)場實際情況的分析考察,提出了5種斷繩抓捕的方案。通過對各種方案的對比,并結(jié)合現(xiàn)場實際情