承托锁定装置及方法与流程

本发明涉及一种矿山提升设备，特别涉及一种承托锁定装置及方法。

背景技术：

超深井超大规模金属非金属矿山竖井（大井深、大载重）提升机在升降重型载荷时（液压支架、重型平板车、铲运机等，有时可达60吨），钢丝绳会在一定范围内产生弹性伸长，在重型载荷（液压支架、重型平板车、铲运机等）进出容器时，会出现上下大幅振荡，提升钢丝绳在长期绳端载荷突变过程中，将产生永久变形，影响提升系统的安全稳定运行。

国内现有的容器连接装置主要有摇台、罐座、摇台与罐座的组合设备。上述设备在一定程度上（提升深度浅、装卸载载荷较小时）可以补偿弹性伸长及搭接井口平台；但当提升深度深及装卸重型载荷时，由于提升钢丝绳的弹性变形和设备进出容器时对容器的冲击，上述设备存在着补偿距离短、容器晃动剧烈等问题。

为解决上述问题，授权公告号为 CN 202379572 U的中国专利公开了一种立井锁罐装置，由安装在罐笼进出车方向两端预置基础上相同结构的两机构组成，每个机构有一个作为基础的支撑架，支撑架上部内侧通过铺板支座铰接前端能搭接在罐笼上的活动铺板，活动铺板与支撑架之间设置铺板油缸，支撑架内侧下部通过锁片支座铰接前端能配合扣合在罐笼上的上锁片和下锁片，上锁片与支撑架之间设置上锁片油缸，下锁片与支撑架之间设置下锁片油缸。该装置虽然可通过活动铺板连接罐笼，采用机械结构锁定罐笼上下移动，解决罐笼装卸载时上下浮动量大时不能使用车场与罐笼连接设备的难题。

但在实际使用过程中，当容器装载重载设备后，容器会出现自由沉降的现象，下锁片由于受容器及重载设备压力无法正常打开，需要提升机向上起吊容器补偿钢丝绳弹性伸长；当容器卸掉重载设备后，容器会出现弹性振荡的现象，上锁片由于受钢丝绳弹性变形回缩力而无法打开，需要提升机向下移动容器补偿钢丝绳弹性伸长后的回缩。由于这种重载重力引起的钢丝绳弹性变形量较小，需要提升机反复动作配合后才能实现对停罐位置的精确要求（±40mm），但我国现有的电气控制系统并不能满足需求。

因此，国内外现有技术及装备无法满足超深超大规模矿井补偿钢丝绳弹性伸长大的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够自适应停罐偏差，承载能力大，同步锁定及解锁容器，无需提升机反复动作配合，满足超深超大规模矿山提升系统补偿钢丝绳弹性伸长大的需求的承托锁定装置及方法。

本发明提供的这种承托锁定装置，包括沿进出车方向呈对称布置的两组单侧装置，该单侧装置包括柔性承托锁紧机构和曲线摆动搭接机构，柔性承托锁紧机构包括铰接安装在支撑架上的托爪和锁爪，托爪或锁爪由对应的油缸驱动旋转伸出承托或锁紧容器，所述单侧装置还包括安装有升降机构的机座，该机座对称布置在井口或井底平台提升容器进出两侧，曲线摆动搭接机构铰接在机座上部，支撑架安装机座上，升降机构驱动支撑架、托爪和锁爪整体沿机座上下移动柔性自适应补偿钢丝绳变形。

为保证本发明的支撑架在做直线上下运动时不倾翻，所述升降机构包括升降臂和移动液压油缸，在支撑架侧向设有与机座相咬合的限制轨道，升降臂铰接于机座与支撑架之间，移动液压油缸驱动升降臂伸缩控制支撑架上的托爪和锁爪沿限制轨道上下移动柔性自适应补偿钢丝绳变形。

所述柔性承托锁紧机构包括托爪弹簧复位油缸和锁爪弹簧复位油缸，所述托爪由托爪弹簧复位油缸驱动旋转伸出承托容器，锁爪由锁爪弹簧复位油缸驱动旋转伸出锁紧容器。

所述曲线摆动搭接机构包括搭接平台和摆动液压马达，搭接平台铰接在机座上部并由摆动液压马达驱动摆动，在搭接平台上设置有便于有轨车辆行进的钢轨道。

在所述移动液压油缸活塞杆外侧布置有油缸防护罩。

在所述托爪及锁爪上布置有压力监控装置。

在所述托爪与容器的接触面上安装有托爪阻尼材料，用以来消除容器对托爪的纵向冲击。

在所述锁爪与容器的接触面上安装有锁爪阻尼材料，用以来消除容器对锁爪的纵向冲击。

所述机座主要由矩形方钢焊接而成。

一种采用上述任一承托锁定装置的承托锁定方法，包括如下步骤：

a、容器未到达上下井口或井底平台位置时，托爪及锁爪收缩在支撑架内，曲线摆动搭接机构旋转远离井筒侧，升降机构位于行程中点位；

b、容器运行到井口或井底平台停罐位置后，托爪由对应的油缸驱动伸出，从底部承托容器；锁爪由对应的油缸驱动伸出，锁压在容器底部的上锁紧片上；曲线摆动搭接机构旋转搭接在容器上；

c、当容器装载重载设备后，曲线摆动搭接机构反转远离井筒侧，锁爪由对应的油缸驱动缩回，升降机构向下移动到行程最低点位，直至托爪不受重载压力，柔性稳定释放提升钢丝绳由于重载而产生补偿钢丝绳弹性伸长，缩回托爪，完成容器装载重载；

d、当容器卸载重载设备后，曲线摆动搭接机构反转远离井筒侧，托爪由对应的油缸驱动缩回，升降机构向上移动到行程最高点位，直至锁爪不受钢丝绳弹性变形回缩力，柔性稳定释放提升钢丝绳由于卸载而产生补偿钢丝绳弹性伸长回缩，缩回锁爪，完成容器卸载重载；

e、装卸载过程结束后，升降机构回到行程中点位，等待下一次工作。

本发明通过在现有单侧装置的基础上增设一套带有升降机构的机座，利用升降机构驱动柔性承托锁紧机构沿机座整体下移，自动补偿装载后钢丝绳出现的弹性伸长，防止容器出现自由沉降现象，保证托爪的打开，利用升降机构驱动柔性承托锁紧机构沿机座整体上移，自动补偿卸载后钢丝绳出现的弹性回缩，防止容器出现弹性振荡现象，保证锁爪的打开，不再需要提升机反复动作配合，通过升降机构驱动柔性承托锁紧机构整体直线移动，其上下移动的距离可与钢丝绳变形引起的容器上下调动距离直接匹配，操作更简单，实现更快捷，更容易实现对停罐位置的精确要求。本发明能够在容器的装卸重载过程中承接并稳定容器，无需提升机反复动作配合，提高了装卸效率，缩短了提升循环时间，够柔性自适能应补偿重载装卸过程中由于悬挂钢丝绳弹性伸缩导致容器的上下跳动，保证重型设备能平稳、可靠地进出容器。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1主视图的结构示意图。

图3为图2右视图的结构示意图。

图4为本发明的使用状态示意图一。

图5为本发明的使用状态示意图二。

图6为本发明的使用状态示意图三。

图7为本发明的使用状态示意图四。

图中：1-机座、2-升降机构、3-柔性承托锁紧机构、4-曲线摆动搭接机构、21-升降臂、22-移动液压油缸、23-固定铰接支座、24-滑动铰接支座、25-滑动轨道、26-油缸防护罩、31-托爪、32-锁爪、33-支撑架、34-托爪弹簧复位油缸、35-锁爪弹簧复位油缸、311-托爪阻尼材料、321-锁爪阻尼材料、331-限制轨道、41-搭接平台、42-摆动液压马达、411-钢轨道。

具体实施方式

从图1至图3可以看出，本发明这种承托锁定装置，包括沿进出车方向呈对称布置的两组单侧装置，该单侧装置包括机座1、升降机构2、柔性承托锁紧机构3和曲线摆动搭接机构4，柔性承托锁紧机构3包括托爪31、锁爪32和支撑架33，机座1对称布置在井口或井底平台提升容器进出两侧，托爪31和锁爪32均有两个并分别对称活动铰接安装在支撑架33上，支撑架33可上下滑动的安装在机座1上，升降机构2铰接于机座1与支撑架33之间，曲线摆动搭接机构4铰接在机座1上部，托爪31或锁爪32由对应的油缸驱动旋转伸出承托或锁紧容器，升降机构3驱动支撑架33沿机座1上下移动，支撑架33带动托爪31和锁爪32沿机座1整体上下移动柔性自适应补偿钢丝绳变形。

从图1至图3可以看出，本发明的升降机构2包括升降臂21和移动液压油缸22，在支撑架33侧向设有与机座1相咬合的限制轨道331，在机座1与支撑架33的对立面上对应设有若干固定铰接支座23和滑动铰接支座24，滑动铰接支座24通过滑动轨道25活动安装在机座1与支撑架33上，升降臂21铰接在机座1与支撑架33之间的固定铰接支座23和滑动铰接支座24上，移动液压油缸22通过销轴铰接于升降臂21的两枝干上，移动液压油缸22驱动升降臂21伸缩从而控制支撑架33上的托爪31和锁爪32沿限制轨道331上下移动柔性自适应补偿钢丝绳变形。

从图1至图3可以看出，本发明的柔性承托锁紧机构3包括两个托爪弹簧复位油缸34和两个锁爪弹簧复位油缸35，托爪弹簧复位油缸34铰接于托爪31与支撑架33的侧面之间，锁爪弹簧复位油缸35铰接于锁爪32与支撑架33的侧面之间，托爪31由托爪弹簧复位油缸34驱动旋转伸出承托容器，锁爪32由锁爪弹簧复位油缸35驱动旋转伸出锁紧容器。

从图1至图3可以看出，本发明的曲线摆动搭接机构4包括搭接平台41和摆动液压马达42，搭接平台41和摆动液压马达42均铰接在机座1上部，摆动液压马达42与搭接平台41铰接驱动搭接平台41旋转摆动搭接在容器上，在搭接平台41上设置有便于有轨车辆行进的钢轨道411。

从图1和图2可以看出，在本发明中，机座1主要由矩形方钢焊接而成，在移动液压油缸22活塞杆外侧布置有油缸防护罩26，在托爪31及锁爪32上布置有压力监控装置，在托爪31与容器的接触面上安装有用来消除纵向冲击的托爪阻尼材料311，在锁爪32与容器的接触面上安装有用来消除纵向冲击的锁爪阻尼材料321。

从图4至图7可以看出，本发明这种承托锁定方法，包括如下步骤：

a、如图4所示，容器未到达上下井口或井底平台位置时，托爪31及锁爪32在托爪弹簧复位油缸34及锁爪弹簧复位油缸35的弹簧作用下收缩在支撑架33内，曲线摆动搭接机构4的搭接平台41由摆动液压马达42驱动旋转远离井筒侧，升降机构2的移动液压油缸22位于油缸行程中点位Ⅰ；

b、如图5所示，容器运行到井口或井底平台停罐位置后，托爪31在托爪弹簧复位油缸34活塞杆的推动下伸出，从底部承托容器；锁爪32在锁爪弹簧复位油缸35活塞杆的推动下伸出，锁压在容器底部的上锁紧片上；曲线摆动搭接机构4的搭接平台41由摆动液压马达42驱动旋转接在容器上；

c、如图6所示，当容器装载重载设备后，曲线摆动搭接机构4的搭接平台41由摆动液压马达42驱动反转远离井筒侧，锁爪32在锁爪弹簧复位油缸35弹簧作用下缩回；由于容器中装入重载，托爪31由于受容器及重载设备压力无法正常打开，升降机构2的移动液压油缸22带动支撑架33缓慢向下移动到行程最低点位Ⅱ，移动液压油缸22通过支撑架33上的托爪31给容器施加约600kN的支撑力，直至托爪31不受重载压力，柔性稳定释放提升钢丝绳由于重载而产生补偿钢丝绳弹性伸长，缩回托爪31，完成容器装载重载；

d、如图7所示，当容器卸载重载设备后，曲线摆动搭接机构4的搭接平台41由摆动液压马达42驱动反转远离井筒侧，托爪31在托爪弹簧复位油缸34弹簧作用下缩回；由于容器中卸掉重载，锁爪32由于受钢丝绳弹性变形回缩力而无法打开，升降机构2的移动液压油缸22带动支撑架33缓慢向上移动到行程最高点位Ⅲ，移动液压油缸22通过支撑架33上的锁爪32给容器施加约600kN的下拉力，直至锁爪32不受钢丝绳弹性变形回缩力，柔性稳定释放提升钢丝绳由于卸载而产生补偿钢丝绳弹性伸长回缩，缩回锁爪32，完成容器卸载重载；

e、如图4所示，装卸载过程结束后，升降机构2的移动液压油缸22带动支撑架33上的托爪31及锁爪32整体回到行程中点位，等待下一次工作。