雙速多用絞車安全制動(dòng)的研究

呂西洋

摘? 要：雙速多用絞車的結(jié)構(gòu)型式一般為單筒纏繞式，它通過(guò)聯(lián)軸節(jié)、減速器、一級(jí)開(kāi)式圓柱齒輪將動(dòng)力傳遞到滾筒。通過(guò)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，從而使纏繞在卷筒上的鋼絲繩進(jìn)入工作狀態(tài)。減速箱是絞車的傳動(dòng)心臟，共有2種速度圖示為慢速傳動(dòng)位置，其快速傳動(dòng)位置是搬動(dòng)調(diào)速手把將第一級(jí)閉式圓柱齒輪傳動(dòng)的小齒輪滑移到與內(nèi)齒圈聯(lián)接，便實(shí)現(xiàn)快速傳動(dòng)。針對(duì)傳統(tǒng)雙速多用絞車的安全制動(dòng)，存在有空檔飛車的安全隱患，改變安全制動(dòng)閘的安裝位置，在保證安全制動(dòng)比的前提下，將安全制動(dòng)閘安裝在絞車變速箱第三傳動(dòng)軸上，使安絞車安全制動(dòng)性能既安全又可靠。

關(guān)鍵詞：雙速多用絞車? 安全制動(dòng)? 制動(dòng)比

中圖分類號(hào)：TD50 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）02（c）-0065-02

在煤礦井下的采掘面上，隨著礦井巷道的不斷延伸，有大量的巖石等物料需要向外運(yùn)輸，在巖石運(yùn)輸中，首先需要對(duì)礦車進(jìn)行調(diào)度編組及牽引礦車，這樣就需要用牽引力較小、速度較快的調(diào)度絞車[2]。如需要對(duì)大型設(shè)備搬遷，例如，液壓支柱等的運(yùn)輸工作，就需要牽引力較大的運(yùn)輸絞車[3]。由于井下巷道條件限制，一個(gè)工作平面安裝2種絞車很不方便，使用效率低。目前解決此問(wèn)題使用較多的是使用雙速多用絞車。雙速多用絞車之所以能解決一機(jī)多用的問(wèn)題，是在其變速箱中，第二傳動(dòng)軸上設(shè)計(jì)有變速機(jī)構(gòu)，通過(guò)滑移齒輪的拔動(dòng)，改變變速箱中的齒輪傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)快慢速的轉(zhuǎn)換。而為了實(shí)現(xiàn)較高的制動(dòng)比，該絞車的安全制動(dòng)閘都是安裝在第二傳動(dòng)軸上，這就存在著滑移齒輪在快慢速變檔的間隔中存在有空檔的風(fēng)險(xiǎn)，如果出現(xiàn)空檔制動(dòng)，安全制動(dòng)即為失效，造成空檔飛車。在實(shí)際應(yīng)用中，上述設(shè)備安全事故層出不窮，嚴(yán)重影響該設(shè)備的推廣應(yīng)用。

1? 安全制動(dòng)閘的設(shè)計(jì)方案

要解決安全制動(dòng)閘的空檔飛車問(wèn)題，理輪上有2種方案：一是在絞車卷筒上直接制動(dòng)，但該方案需要強(qiáng)大的制動(dòng)力，雖然可以通過(guò)增設(shè)液壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)，但使該設(shè)備的制造成本會(huì)成倍的上升，不具經(jīng)濟(jì)性。二是在第三傳動(dòng)軸上（即非滑移軸）實(shí)施制動(dòng)，這樣就可以規(guī)避掉空檔的隱患。但同時(shí)另一問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)，第三軸與電機(jī)輸出端間隔有第二軸，其與絞車卷筒的傳動(dòng)比失去了二軸減速，已相對(duì)較小，從而造成在此軸上直接安裝制動(dòng)閘的話，安全制動(dòng)比不足，同樣不能解決問(wèn)題。

針對(duì)上述分析，解決問(wèn)題的可行方案傾向于第二種方案，但在此方案的前題下，需要解決制動(dòng)比問(wèn)題。這就需要改變以往簡(jiǎn)單地對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行直接制動(dòng)的理念，重新設(shè)計(jì)制動(dòng)盤過(guò)渡，將安全制動(dòng)閘安裝在過(guò)渡盤的軸端，而制動(dòng)盤的另一端伸入減速箱內(nèi)，通過(guò)絞制孔螺栓與第三傳動(dòng)軸上的雙聯(lián)齒軸緊固聯(lián)接，而該雙聯(lián)齒輪與第二軸上的齒輪屬常嚙合，這便規(guī)避了滑移齒輪在空檔時(shí)便無(wú)傳動(dòng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)，形成了一套直接對(duì)常嚙合齒輪制動(dòng)系統(tǒng)，從而達(dá)到對(duì)工作卷筒進(jìn)行安全制動(dòng)效果。將安全制動(dòng)閘安裝在制動(dòng)盤上，具體的制動(dòng)路線參見(jiàn)下圖：安全制動(dòng)裝置13→制動(dòng)盤→第三傳動(dòng)軸上的雙聯(lián)齒輪7的小端齒輪→第二傳動(dòng)軸上的雙聯(lián)齒輪5的大端→第二傳動(dòng)軸上的雙聯(lián)齒輪5的小端→第三傳動(dòng)軸上的齒輪8→小齒輪9→過(guò)橋齒輪11→大齒輪12，大齒輪由螺栓緊固于雙速多用絞車的卷筒上。整個(gè)傳動(dòng)路線是閉合的，與空檔無(wú)關(guān)，這樣保證了安全制動(dòng)的可靠性。由于兩組雙聯(lián)齒輪及后兩級(jí)齒輪都是常嚙合，不會(huì)因?yàn)樽兯俚幕讫X輪滑移至空檔時(shí)而使卷筒失控，避免了空檔飛車的安全隱患。制動(dòng)力在傳動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)一級(jí)雙聯(lián)齒輪及輪系制動(dòng)，加大了卷筒與制動(dòng)輪間的傳動(dòng)比，從而保證了制動(dòng)力矩的放大，達(dá)到了增加安全制動(dòng)比的目的，具體見(jiàn)圖1。

2? 傳動(dòng)比和安全制動(dòng)裝置的計(jì)算校驗(yàn)

以JSDB-30雙速多用絞車為例，傳動(dòng)比計(jì)算具體如下。

2.1 慢速時(shí)傳動(dòng)比i1

i1==163

2.2 快速時(shí)傳動(dòng)比i2

i2==47

2.3 慢速時(shí)工作制動(dòng)輪與卷筒傳動(dòng)比i3

i3==60.9

2.4 慢速時(shí)安全制動(dòng)輪與卷筒傳動(dòng)比i4

i4==14.1

由上可見(jiàn)，將安全制動(dòng)設(shè)置在第三傳動(dòng)軸位置后，快速和慢速的制動(dòng)比與設(shè)置在二軸上更優(yōu)。

3? 設(shè)計(jì)效果

該安全制動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，只須對(duì)一級(jí)雙聯(lián)齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加過(guò)渡制動(dòng)盤即可實(shí)現(xiàn)，巧妙地利用了減速器內(nèi)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，便于制造與維修，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

4? 結(jié)語(yǔ)

該技術(shù)不僅可適用于雙速多用絞車中，也可廣泛應(yīng)用于無(wú)極繩連續(xù)牽引車等一切采用減速器結(jié)構(gòu)傳動(dòng)的其他需要制動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)備中，其技術(shù)應(yīng)用對(duì)絞車類設(shè)備的發(fā)展有特別重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家發(fā)改委.MTT952-2005，雙速多用絞車[S].2005.

[2] 郭葆菁.淺談礦用小絞車的維護(hù)[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（19）：104.

[3] 尹成迅，張永根，李鐵蓮.礦山運(yùn)輸與提升專業(yè)定位分析[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，25（2）：143-145.