淺談豎井提升機快速應急救援機械傳動裝置設計

吳梅發

(福建馬坑礦業股份有限公司，福建 龍巖 364000)

0 引 言

豎井提升機因其提升效率高，在礦井中得到廣泛使用，提升機簡單可分為纏繞式和摩擦式兩種方式，提升容器主要分為罐籠、箕斗和吊桶。其主要機械傳動工作原理：主電機驅動減速器，減速器驅動主滾筒，由主滾筒帶動提升容器，最終實現人員或物料的提升和下放功能。在現場使用過程中，提升機主軸傳動部件，如主電機、聯軸器、減速器齒輪和主軸，出現故障時，提升機配套的制動裝置將使提升機處于制動停機至檢修狀態，這時提升容器內的人員及物料大多處在井筒中間。因此，需要用既便利又安全的方法及時解救罐籠(或吊桶)里被困的人員，或如何將物料提升或下放至井口、井中或井底的安全出口位置，但目前的豎井提升機卻又缺少一套快速應急救援備用的機械傳動裝置，故本文提出豎井提升機快速應急救援機械慢傳裝置設想。

1 傳統豎井提升機主軸驅動機械傳動工作原理

主軸傳動裝置驅動豎井提升機(圖1)工作原理如下：主電機通電→主電機與減速器轉接聯軸器→減速器轉動→驅動主滾筒→上提或下放人員或物料→帶動主軸的軸編碼器，實時檢測提升容器運行位置。

圖1 傳統豎井提升機示意圖

2 豎井提升機快速應急救援機械慢傳裝置設計

豎井提升機快速應急救援機械慢傳裝置主要功能特點：快速、應急、慢傳。 “快速”就是當主軸機械傳動裝置出故障情況下，通過專用機械裝置快速切換到慢傳裝置，即盡量在最短的時間內將被困在井中的人員或物料安全解救出來。“應急”就是在提升機正常工作時，該慢傳裝置不參與工作，而當主軸機械傳動裝置出故障時，該慢傳裝置才投入使用。“慢傳”主要是考慮到增加的慢傳裝置設計制造成本應盡量低，并且其占地面積應盡量小，不重復考慮主軸傳動裝置所承擔的高速機械傳動功能。

為使慢傳裝置實現以上功能，并兼顧與主軸機械傳動裝置之間的有效銜接，設計增加慢傳裝置后，將豎井提升機整個機械傳動裝置設計布置成如圖2所示，即將慢傳裝置與主軸傳動裝置設計布置成“一”字形，并由原來主軸傳動裝置檢測速度及行程傳感器-軸編碼器,通過增設一個齒輪副后，將軸編碼器布設成與傳動軸平行的方式，最終達到主軸機械傳動裝置與慢傳裝置共用一個軸編碼器功效。根據規程規范要求，設計的慢傳裝置作用在主滾筒上運行線速度為0.3～0.5 m/s，在滿足提升機所需機械負荷及強度情況下，將其設計成盡量小的尺寸，如圖2所示。

圖2 豎井提升機快速應急救援機械慢傳裝置示意圖

機械慢傳裝置專門設計可撥動式快速切換內外齒輪離合器，即將外齒輪通過平鍵固定安裝在慢傳裝置減速器的軸伸出端上，而內齒輪則用平鍵固定在滾筒非主軸傳動側軸承伸出端，并通過裝在外齒輪外側撥動桿的撥動功能，實現內外齒輪嚙合或分離。為防止慢傳裝置工作時外齒輪從內齒輪中脫離，在撥動桿上還裝有防松脫機械閉鎖裝置。該慢傳裝置可正反向操作，一旦主軸機械傳動裝置出故障，盤動慢傳減速箱外齒輪，確保與主軸內齒輪對齊，而后通過手動撥桿快速將外齒輪推向內齒輪后，使內外齒輪嚙合到位，啟動慢傳裝置，使停在井筒中提升容器內的人員或物料提升或下放至井口、井中或井底車場馬頭門等安全地帶，最終完成人員或物料安全應急救援任務。

3 提升機正常工作及應急救援慢傳裝置工作程序

提升機正常運行機械工作流程為：將慢傳裝置離合器撥動桿11向左撥至慢傳裝置減速器側，主電機通電→主電機與減速器轉接聯軸器→減速器轉動→驅動主滾筒→實現上提或下放人員或物料工作任務。一旦主軸側機械傳動裝置出現故障時，使用應急救援慢傳裝置工作流程：將損壞部件拆除，使其與主軸完全有效分離，然后將慢傳裝置離合器撥動桿11向右撥至主滾筒側，使離合器內外齒輪嚙合→慢傳裝置電機通電→慢傳裝置電機與減速器轉接聯軸器→慢傳裝置減速器轉動→驅動主滾筒→慢速上提或下放人員或物料到井口、井中或井底安全位置→完成人員或物料的應急解救工作任務。

4 結束語

在礦井基建和生產過程中，由于豎井的提升效率比較高且提升能力比較大，因此提升人員及物料時經常采用豎井提升方式，但目前國內提升機只設有一套主軸機械傳動裝置，尚未考慮應急救援用機械慢傳裝置，一旦主軸機械傳動裝置發生機械故障，如主軸斷軸、主電機燒毀、聯軸器斷銷、減速器齒輪損壞等情況下，機械電氣保護裝置動作，提升容器便停止在井筒中間，給人員解救及物料的安全帶來不良影響。本文提出豎井提升機設計第二機械傳動裝置——慢速裝置設想，可實現提升機機械傳動雙線制，為提升機系統設計提供更加完備的建設性意見。