雙速多用絞車安全制動的研究

呂西洋

摘? 要：雙速多用絞車的結構型式一般為單筒纏繞式，它通過聯軸節、減速器、一級開式圓柱齒輪將動力傳遞到滾筒。通過控制電機的正轉、反轉和停轉，從而使纏繞在卷筒上的鋼絲繩進入工作狀態。減速箱是絞車的傳動心臟，共有2種速度圖示為慢速傳動位置，其快速傳動位置是搬動調速手把將第一級閉式圓柱齒輪傳動的小齒輪滑移到與內齒圈聯接，便實現快速傳動。針對傳統雙速多用絞車的安全制動，存在有空檔飛車的安全隱患，改變安全制動閘的安裝位置，在保證安全制動比的前提下，將安全制動閘安裝在絞車變速箱第三傳動軸上，使安絞車安全制動性能既安全又可靠。

關鍵詞：雙速多用絞車? 安全制動? 制動比

中圖分類號：TD50 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：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輸，在巖石運輸中，首先需要對礦車進行調度編組及牽引礦車，這樣就需要用牽引力較小、速度較快的調度絞車[2]。如需要對大型設備搬遷，例如，液壓支柱等的運輸工作，就需要牽引力較大的運輸絞車[3]。由于井下巷道條件限制，一個工作平面安裝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多用的問題，是在其變速箱中，第二傳動軸上設計有變速機構，通過滑移齒輪的拔動，改變變速箱中的齒輪傳動比，從而實現快慢速的轉換。而為了實現較高的制動比，該絞車的安全制動閘都是安裝在第二傳動軸上，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險，如果出現空檔制動，安全制動即為失效，造成空檔飛車。在實際應用中，上述設備安全事故層出不窮，嚴重影響該設備的推廣應用。

1? 安全制動閘的設計方案

要解決安全制動閘的空檔飛車問題，理輪上有2種方案：一是在絞車卷筒上直接制動，但該方案需要強大的制動力，雖然可以通過增設液壓設備實現，但使該設備的制造成本會成倍的上升，不具經濟性。二是在第三傳動軸上（即非滑移軸）實施制動，這樣就可以規避掉空檔的隱患。但同時另一問題就會出現，第三軸與電機輸出端間隔有第二軸，其與絞車卷筒的傳動比失去了二軸減速，已相對較小，從而造成在此軸上直接安裝制動閘的話，安全制動比不足，同樣不能解決問題。

針對上述分析，解決問題的可行方案傾向于第二種方案，但在此方案的前題下，需要解決制動比問題。這就需要改變以往簡單地對傳動軸進行直接制動的理念，重新設計制動盤過渡，將安全制動閘安裝在過渡盤的軸端，而制動盤的另一端伸入減速箱內，通過絞制孔螺栓與第三傳動軸上的雙聯齒軸緊固聯接，而該雙聯齒輪與第二軸上的齒輪屬常嚙合，這便規避了滑移齒輪在空檔時便無傳動鏈的風險，形成了一套直接對常嚙合齒輪制動系統，從而達到對工作卷筒進行安全制動效果。將安全制動閘安裝在制動盤上，具體的制動路線參見下圖：安全制動裝置13→制動盤→第三傳動軸上的雙聯齒輪7的小端齒輪→第二傳動軸上的雙聯齒輪5的大端→第二傳動軸上的雙聯齒輪5的小端→第三傳動軸上的齒輪8→小齒輪9→過橋齒輪11→大齒輪12，大齒輪由螺栓緊固于雙速多用絞車的卷筒上。整個傳動路線是閉合的，與空檔無關，這樣保證了安全制動的可靠性。由于兩組雙聯齒輪及后兩級齒輪都是常嚙合，不會因為變速的滑移齒輪滑移至空檔時而使卷筒失控，避免了空檔飛車的安全隱患。制動力在傳動過程中，通過對一級雙聯齒輪及輪系制動，加大了卷筒與制動輪間的傳動比，從而保證了制動力矩的放大，達到了增加安全制動比的目的，具體見圖1。

2? 傳動比和安全制動裝置的計算校驗

以JSDB-30雙速多用絞車為例，傳動比計算具體如下。

2.1 慢速時傳動比i1

i1==163

2.2 快速時傳動比i2

i2==47

2.3 慢速時工作制動輪與卷筒傳動比i3

i3==60.9

2.4 慢速時安全制動輪與卷筒傳動比i4

i4==14.1

由上可見，將安全制動設置在第三傳動軸位置后，快速和慢速的制動比與設置在二軸上更優。

3? 設計效果

該安全制動結構緊湊，只須對一級雙聯齒輪結構進行改進設計，增加過渡制動盤即可實現，巧妙地利用了減速器內的現有結構，便于制造與維修，具有較好的經濟性。

4? 結語

該技術不僅可適用于雙速多用絞車中，也可廣泛應用于無極繩連續牽引車等一切采用減速器結構傳動的其他需要制動機構的設備中，其技術應用對絞車類設備的發展有特別重要的意義。

參考文獻

[1] 國家發改委.MTT952-2005，雙速多用絞車[S].2005.

[2] 郭葆菁.淺談礦用小絞車的維護[J].科技創業家，2012（19）：104.

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