卡鉗式抱索器架空乘人纜車零速上車裝置的研制

常 波

（山西陽城陽泰集團宇昌煤業(yè)有限公司，山西 陽城 048100）

1 項目概況

宇昌煤業(yè)公司井下輔助運輸方式主要采用卡鉗式抱索器架空乘人纜車，該架空乘人纜車的優(yōu)點較多。從該礦井下輔助運輸?shù)膶嵺`來看，設(shè)備在大坡度（大于20°）斜巷運行過程中，工作人員在上下車時存在嚴(yán)重安全隱患，常有安全事故發(fā)生。當(dāng)架空乘人纜車斜下運行時，要保障乘坐人員在上車時人員移動速度與乘人纜車吊椅速度基本同步移動，才能讓乘坐人員平穩(wěn)上車。然而，由于運輸巷道坡度大，平臺短，常常無法做到乘坐人員與移動吊椅的同步移動，因此常發(fā)生乘坐人員無法正常坐上吊椅的現(xiàn)象。同時乘坐人員以零速跨上移動的吊椅后，在慣性作用下乘坐人常會因失重發(fā)生人員摔傷事故。

針對該煤礦卡鉗式抱索器架空乘人纜車存在的安全問題，通過對架空乘人纜車在大坡度斜巷乘車過程中不安全因素的分析，設(shè)計了人員零速靜態(tài)上車裝置，解決了斜巷運輸?shù)牟话踩珕栴}，實現(xiàn)了該煤礦生產(chǎn)運輸?shù)陌踩?/p>

2 卡鉗式抱索器架空乘人纜車零速上車裝置研制

2.1 卡鉗式抱索器架空乘人纜車結(jié)構(gòu)原理分析

乘人纜車裝置結(jié)構(gòu)形式為摩擦輪式，由電動機、減速箱或液壓系統(tǒng)、驅(qū)動裝置（包括驅(qū)動輪和機座等）、制動器、繩輪組（包括托繩輪、壓繩輪、收繩輪和導(dǎo)向輪等）、乘人組（包括抱索器、吊椅等）、尾輪裝置（包括尾輪、機座、張緊裝置和導(dǎo)繩輪等）、牽引主鋼絲繩、安全保護(hù)裝置、聲光信號裝置和電氣控制系統(tǒng)等組成。

卡鉗式抱索器為乘人設(shè)備中可摘掛活動抱索器，它使用于大坡度斜巷機軌合用布置巷道。抱索器通過鉗型結(jié)構(gòu)抱住主鋼絲繩，靠夾緊力產(chǎn)生的摩擦力使抱索器與主鋼絲繩同步運行。當(dāng)抱索器運行到設(shè)備終端時，靠人工自行摘除，并脫離主鋼絲繩。

2.2 零速上車裝置的研制

2.2.1 零速上車裝置的結(jié)構(gòu)

設(shè)計的卡鉗式抱索器架空乘人纜車零速上車裝置的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要由：1 橫梁、2 絲繩、3抱索器、4 吊椅、5 定滑輪、6 拉環(huán)、7 拉繩、8 連桿、9 彈簧、10 固定座、11 凸塊、12 滑動板、13 過渡段、14 平行段、15 滑道等結(jié)構(gòu)組成。

圖1 零速上車裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

2.2.2 工作原理分析

該零速上車裝置利用機械滑道的形式承接移動的可摘掛抱索器。當(dāng)可摘掛抱索器進(jìn)入裝置內(nèi)時，抱索器帶動吊椅脫離鋼絲繩，使吊椅處在靜止?fàn)顟B(tài)，從而實現(xiàn)人員斜巷零速靜態(tài)上車。

裝置內(nèi)設(shè)有中空的固定支座，支座固定在11#礦用工字鋼橫梁上，在固定支座的空腔內(nèi)設(shè)置有滑動板，滑動板與固定支座通過滑輪配合，并有限位調(diào)節(jié)螺桿，防止滑板從支座內(nèi)滑脫。滑動板下固連滑道、蓄能彈簧連接固定支座與滑道，使滑道通過固連的滑板在固定支座空腔內(nèi)上下移動。為方便承接移動的抱索器，在滑道上設(shè)置有過渡段和平行段。在過渡段區(qū)域內(nèi)抱索器能順利地滑入滑道，不會出現(xiàn)卡阻情況。滑道沿主鋼絲繩運動的方向呈凹槽狀，主鋼絲繩從凹槽的上方穿過，凹槽狀滑道與滑動板固連，固定支座上安裝有旋轉(zhuǎn)的支撐連桿，支撐連桿通過細(xì)鋼絲拉繩和導(dǎo)向定滑輪與手拉環(huán)連接。支撐連桿一端頂壓住滑道，拉動手環(huán)帶動拉繩后，支撐連桿擺動，解除限位機構(gòu)，此時承接滑道在彈簧力的作用下被抬高，主鋼絲繩落入凹槽內(nèi)。當(dāng)抱索器移動到承接滑道后滑上滑道，抱索器帶動空吊椅脫離主鋼絲繩，在固定凸塊的作用下，靜止在滑道上。乘坐人員零速靜態(tài)坐上吊椅后，在重力的作用下，壓下滑道并使支撐連桿復(fù)位，抱索器重新抱緊鋼絲繩，帶動吊椅和人員隨鋼絲繩移動，脫離滑道。

當(dāng)巷道坡度不大、乘人平臺較長、鋼絲繩運行速度較慢、乘坐人員斜巷乘車吊椅擺動不大較安全或者空吊椅運行時，可以不使用斜巷零速上車裝置。此時抱索器帶動吊椅隨同鋼絲繩沿繩速方向安全通過零速上車裝置，架空纜車乘人裝置恢復(fù)原來設(shè)計狀態(tài)。

3 零速上車裝置的動作方式分析

零速上車裝置的鋼絲繩上連接抱索器，抱索器上連接吊椅通過鋼絲繩發(fā)生動作，同時在橫梁上設(shè)有中空固定座，固定座的空腔內(nèi)設(shè)有滑動板，可以空腔內(nèi)上下滑動，固定座通過彈簧連接滑道。

在裝置的固定座上安裝有連接拉繩和連桿，拉繩繞過定滑輪，在向下拉動拉繩時支撐連桿移位，彈簧給滑道一個向上的力，使得滑道被抬高，從而使鋼絲繩落入滑道凹槽內(nèi)。拉繩上設(shè)有拉環(huán)，使得在拉動拉繩時更方便。在固定座外側(cè)面下部設(shè)有與滑道對應(yīng)的凸塊，當(dāng)抱索器滑到滑道的平行段上時，凸塊擋住抱索器，防止乘坐人員滑離滑道。

本裝置利用彈簧將凹槽狀的滑道與固定座連接，同時在固定座上設(shè)置連接有拉繩的支撐連桿。當(dāng)支撐連桿移位，在彈簧的作用下，使得滑道被抬高，也可在重力的作用下壓下滑道。抱索器在滑上滑道后脫離鋼絲繩，并在凸塊的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，保證乘坐人員能夠零速上車，可以有效防止乘坐人員乘坐時發(fā)生大幅度的搖擺，同時防止出現(xiàn)乘坐人員無法上吊椅的現(xiàn)象。

若巷道坡度不大、鋼絲繩速度較慢時，人員上車相對安全或者空吊椅運行時，可以不使用零速上車裝置。此時，抱索器帶動吊椅隨同鋼絲繩作同步運行，抱索器可安全通過零速上車。

斜巷下運零速上車裝置人員上車前后情況如圖2 所示。從圖2 可知，采用零速上車裝置后，有效解決以往人員上車后造成的吊椅擺動過大的問題。

圖2 斜巷下運零速上車裝置人員上車前后示意圖

4 實踐應(yīng)用效果

根據(jù)煤礦井下卡鉗式抱索器架空乘人纜車在大坡度斜巷人員上車時存在的安全問題設(shè)計了零速靜態(tài)上車裝置并進(jìn)行了實踐應(yīng)用。結(jié)果表明，該零速靜態(tài)上車裝置的應(yīng)用效果理想，可以使架空乘人纜車靜止在滑道上，實現(xiàn)乘坐人員的零速上車。裝置滑道上設(shè)置過渡段能夠使抱索器順暢地滑入滑道，架空乘人纜車無卡阻現(xiàn)象的發(fā)生。該裝置的應(yīng)用有效地解決了乘坐人員乘坐架空乘人纜車時出現(xiàn)的問題，有效降低了存在的安全隱患。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，經(jīng)濟實用，安全可靠，可以在同行業(yè)推廣應(yīng)用。