断绳捕获装置的研究

断绳捕获装置的研究

0矿井辅助运输事故将被进一步重视随着煤炭生产效率的提高，一些新技术、新技术、新装备的出现越来越受欢迎。同时,煤矿辅助运输设备的投入也不断加大,尤其是机械运人装置的投入。由于实际生产条件的复杂性,使得矿井辅助运输事故在井下事故中占有很大的比重。据现场调查,架空乘人装置现有的保护中,没有对钢丝绳的断绳抓捕的装置。基于煤矿井下的安全现状,设计一套钢丝绳断绳抓捕装置是十分有必要的。1捕获装置结构设计断绳抓捕装置的设计应具有灵敏的检测和执行机构,在不影响抱索器的正常运行的情况下保证捕绳以及制动效果。为了满足实际需求,本文进行了抓捕装置的结构设计,提出了5种设计方案:(1)制动头改造装置;(2)缓冲轮组装置;(3)弹簧闸瓦机构;(4)凸轮杠杆机构;(5)连杆抓捕装置。(1)压缩弹簧试验利用盘式制动器制动头的工作原理来抓捕钢丝绳,其结构简图如图1所示。本方案充分利用盘式制动器制动头的现有结构,在原有装置的基础上进行改进,将碟簧改为压缩弹簧,以获得比较大的行程。整个装置采用液压驱动,可以控制压力的大小,以实现钢丝绳的缓冲抓捕,具有一定的优点。但是该方案制造成本较大,而且对于井下狭窄巷道中而言,液压站会占用较大空间。同时,由于采用液压驱动响应较慢,容易造成钢丝绳已经滑落,而捕捉装置还没有完全抱紧的情况。(2)抱索器压轮装置根据罐笼防坠器的缓冲装置和伸缩门的结构,设计了一组缓冲轮组来实现对钢丝绳的抓捕,其结构简图如图2所示。该装置的工作原理:正常工作时,阻尼压轮位于钢丝绳的上方,对抱索器的正常运行没有影响。当发生断绳事故时,交流电磁推杆驱动连杆,带动阻尼轮运动,压紧钢丝绳,实现钢丝绳的缓冲以及抱紧。动作时的结构如图3所示,整个过程通过电动推杆进行驱动,无污染、动作灵敏。该方案是在原来的托绳轮支架基础上进行改造,实现抓捕,能够大大降低成本。但是该装置也有一定缺陷。该装置的抱紧过程对阻尼轮的阻尼要求较高,在接触面积较小的情况下,存在严重的挤压强度和摩擦温升等问题。(3)通过电动推杆驱动为了更加有效地利用托绳轮的原有机构,设计了一种弧形闸瓦,直接安装在托绳轮上。通过电动推杆驱动,将弧形闸瓦压紧在托绳轮上,利用钢丝绳与闸瓦之间的摩擦力实现钢丝绳的缓冲与抓捕,其结构如图4所示。该结构原理容易实现,但是由于架空乘人装置的钢丝绳直径比较粗,使得钢丝绳不容易压紧在托绳轮上,造成抓捕失效。(4)锁锚紧装置简介凸轮杠杆结构是参考罐笼防坠器的楔块结构来设计的。楔块依靠自锁楔紧原理来抓捕钢丝绳,其结构如图5所示。该机构原理简单,但是杠杆结构框架较大,且不易实现缓冲,在吊椅运行过程中有可能会和乘人发生干涉,容易对乘人造成不必要的伤害。(5)托绳轮控制装置主要组成以图2为该方案是参考防坠器的楔块夹紧原理来设计的。电动推杆和连杆通过压缩弹簧连接,驱动连杆带动楔块对钢丝绳进行抓捕。在冲击比较大时,钢丝绳可以在楔块和底座间滑动,实现缓冲。其结构如图6所示。本装置可按功能分为执行机构,传动机构以及动力装置3部分。执行机构为一套楔块抓捕装置,分为上下2个楔块,结构如图7所示。根据摩擦自锁原理,在钢丝绳被压住后,钢丝绳带动下楔块向左运动,在楔块间被越压越紧,实现钢丝绳的抱紧。传动机构为一个连杆机构,机构运动如图8所示。电动推杆做竖直运动,图8(a)中虚线为压杆铰点和摆杆铰点的移动轨迹。在正常情况下,装置处于图8(b)所示的状态。实施抓捕时,装置处于图8(a)所示状态。动力装置采用电动推杆。电动推杆既能提供一定的负载能力,又能满足要求的位移速度。根据装置的工作原理,在托绳轮上布置抓捕楔块、连杆机构、电动推杆机构。机构的动力装置为电动推杆,只能够布置在支架的后侧。初步安装正面如图9(a)所示,侧面如图9(b)所示。2断绳捕获机构的确定本文通过对现场实际情况的分析考察,提出了5种断绳抓捕的方案。通过对各种方案的对比,并结合现场实际情