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煤矿斜井绞车联动挡车器的工作原理及功能特性 摘 要浅析斜井跑车事故的危害，斜井跑车事故的发生原因及其主要特点，绞车联动挡车器的结构与工作原理，斜井绞车联动挡车器的主要功能与特点，以及应注意的两个关键问题。 关键词煤矿斜井；绞车联动；挡车器；原理；特性 中图分类号U664.44文献标识码 A 文章编号 一、引言 煤矿斜井串车提升，一直是常用的提升方式。该提升作业程序比较复杂，需要的操作人员多，劳动强度大，对作业人员间的协调配合要求还比较高，且提升过程中极易发生跑车事故。事故一旦发生，将给人身安全和财产安全都造成极大的危害。因此，斜井提升也是煤矿安全防范的重点之一，必须采取行之有效的措施，预防和制止跑车事故的发生。 斜井串车提升发生的跑车事故，因能量积蓄很大，破坏性极强。采用高强度耐冲击的挡车器，会造成挡车器体积过大、对控制机构的功率和强度要求高，存在响应时间长等诸多弊端。通过挡车器和绞车的联动，就可以降低挡车器的强度，提高灵敏度，从而有效防止跑车事故的发生。 二、斜井跑车事故的发生原因及其主要特点 煤矿斜井跑车，实质上就是被牵引的车辆失去控制后，在重力的作用下沿斜坡方向加速下滑的现象。一旦失控的车辆自由下滑到斜坡的底端，巨大的冲击力就会给周围设施造成损毁。斜井跑车发生的区间还难以确定，事故的破坏性极强。 斜井跑车事故发生的原因与主要特点，可归纳为以下几点（类） 1）断绳造成的跑车。有时因载荷超过了钢丝绳的破断力，或者受外力冲击，以致造成钢丝绳破断，而使得被牵引的车辆失去控制。特点跑车发生在车辆运行区段，车辆具有一定的初速度，不易发现和控制。破坏性随事故发生的位置而不同。 2）断销造成的跑车。车辆运行过程中因连接销断裂或滑脱，以致造成了被牵引车辆失去控制。特点与断绳跑车截然相同。 3）未连挂车辆的跑车。因作业操作失误或井口挡车装置失效，使未连挂的车辆滑人斜巷造成的跑车事故。特点发生在上井口车场，车辆初始运行速度较小或为零，易发现，并在井口车场内极易控制或制止事故扩大。如果不能及时制止，则失控的车辆将在整个斜巷内自由下滑，积聚的动能最大，破坏性也最强。 三、绞车联动挡车器的结构与工作原理 1）绞车联动挡车器结构。绞车联动挡车器主要由电源开关、行程开关组件、信号开关、执行元件、挡车器，以及信号传输线路等组成。在此以电控式绞车联动挡车器为例说明之。电源控制开关选用DW83-80N型可逆磁力起动器，执行元件选用电动推杆，挡车器选用型钢与转轴组合而成的自复位型挡车器，按照分段距离确定其强度。 挡车器及形成开关组件设置，见图1（a）。由图中示意可以看出，两档挡车器将整个斜井划为AB、BC、CD三段。其对应于图1（b），行程开关组件I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ将整个圆盘分为三段圆弧。 2）绞车联动挡车器工作原理。①当下放车辆时，提升绞车起动，车辆2由上车场被推向变坡点A，安装于限速圆盘上的控制凸轮板也由起点开始转动。当车辆2到达A点时，控制凸轮板到达Aˊ点。②车辆通过A点后，沿斜坡向B点运行，控制凸轮板也由Aˊ转向Bˊ。当车辆2接近B点时，控制凸轮板到达行程开关组件I的位置，并将行程开关4压下。行程开关串接在电源开关正向控制线圈电路中的常开点闭合；正向控制线圈有电；接触器动作；电动推杆收缩，通过连接钢丝绳牵引第一档挡车器3转动；挡车器伏在基础坑上，低于轨面，同时触发设置于基础坑内的信号开关，向绞车房发送允许通过的灯光信号。车辆2可顺利通过。③当车辆2全部通过B点后，控制凸轮板转至行程开关组件Ⅱ处，并压下行程开关2。行程开关2串接于电源开关反向控制线圈电路中的常断接点闭合；电源开关反向控制线圈有电；反向接触器动作；电动推杆伸出；挡车器在自重力的作用下抬起复位，并释放信号开关。AB段恢复封闭状态，车辆不能通过。④第二档挡车器的动作由行程开关Ⅲ、Ⅳ控制，对BC段进行封闭，阻挡该区段发生跑车事故的车辆继续下滑（其控制原理与第一档挡车器相同）。⑤当车辆上提时，车辆撞击挡车器，使挡车器伏在基础坑上。车辆通过后，挡车器自行复位。控制凸轮板随限速圆盘反向旋转，将行程开关压杆抬起，行程开关不动作。⑥通过调整行程开关组件I、Ⅱ的相对位置，可调整A、B、C、D问的距离，实现根据挡车器的强度对斜井巷道适当分区，以确保挡车器工作的可靠性。⑦通过调整行程开关组件I、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ之间的相对位置，就可控制挡车器的开闭时间，从而限制车辆通过的个数，并实现防止超挂车辆现象的发生。 四、斜井绞车联动挡车器的主要功能与特点 在斜巷中运输，为防止跑车事故或阻止跑车事故的扩大，必须在斜井设置能将跑车车辆阻挡住的具有极高强度和灵敏度的挡车器，但是这个问题难以解决。高强度势必造成挡车器体积大、功率大、响应时间长、灵敏度又低。而绞车联动挡车器，则可综合以上特点，并能有效地解决这一矛盾。 斜井绞车联动挡车器主要特点①该系统可通过深度指示器圆盘定位，方便准确，易于调整，且不发生误动作。②系统具有可靠的控制功能，可根据提升机钩头的位置，准确地控制挡车器的开闭，便于将整个提升区间进行分段和分段地设置挡车器，同时全部与绞车联动。它能限制发生跑车车辆的自由下滑距离，从而使车辆未积聚较大动能时就能被挡车器及时阻住，这样也降低了对挡车器强度、体积和机构功率的要求，并缩短挡车器的响应时间，有效提高挡车器的动作灵活性。③系统可通过相应的信号及时通知操作人员，使其迅速判断是否发生了事故，从而选择可靠的操作方法。④系统的执行机构与挡车器之间，通过钢丝绳柔性连接，从而消除了车辆撞击挡车器时对执行机构的破坏性，也使系统易于恢复和降低运行费用。⑤本系统结构简单，易于安装，便于维护和使用。 五、应注意的关键问题 安装使用应注意的两点①系统使用控制凸轮板时，应不影响提升绞车限速装置和自动减速装置的正常工作。使用非接触元件如红外线传感器替代控制凸轮板和行程开关组件为好。②系统可以使用风动、液压等执行机构，但其缺点是动作响应时间较长，在考虑挡车器强度或对斜井分段时，应将响应时间内车辆积蓄的能量和运行距离考虑进去，以保障挡车强度。 六、结语 本绞车联动挡车器，由于采用了分段式控制，在满足挡车强度的基础上，有效第缩小了体积，提高了响应效果，阻车也有了保障。这样也能降低运行成本。系统操作简单，维护方便，可靠性高。 参考文献 [1]工程力学.中国机械工业教育协会组编.北京机械工业出版社, 2001 [2]机械设计师手册.吴宗泽主编.北京机械工业出版社,2001.1 [3]张志刚.碰杆式限遮挡车装置革新与应用[J]．煤矿机械，2003，2412111-112 [4]范二超.斜巷联合自动挡车器的设计与应用.煤炭工程，2007（12）59-60