一种斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统

本发明属于矿井设备，具体涉及一种斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统。

背景技术：

1、斜井单轨吊运输是矿山运输的重要方式之一，在矿山生产中起着重要作用，安全高效率的斜井运输对于煤矿安全生产具有十分重要的意义。单轨吊跑车事故是煤矿生产安全运输中需重要关注的事故，必须对斜井跑车事故进行有效地预防。现在大部分矿井都采用了防护装置，即通过挡车栏配合吸能器制动斜井跑车，避免斜井跑车发生恶性事故。

2、现有的斜井矿巷道矿车的防跑车装置按照能量吸收主要分为摩擦吸能和液压阻尼吸能两大类。其中，摩擦吸能中一类是利用钢丝绳或钢带变形吸收能量，这类吸能器大多采用夹板构造式，利用钢轮或钢板对钢丝绳的夹紧产生的摩擦力实现缓冲以及吸收能量，摩擦力大小依靠夹紧力来调节，存在太紧了钢丝绳容易被拉断，太松了钢丝绳很容易被拉出等制动不足的特点。另一类是利用摩擦片相互摩擦吸收能量，典型的有弹簧压紧摩擦片式，此吸能器由于压紧力调节范围有限，不能根据冲击能量灵活调整压紧力，所以初始冲击能量大，达不到缓冲吸能效果，不能有效避免事故的发生。而且从能量守恒角度而言，矿车的总动能应全部转换为摩擦热能，固定接触的摩擦表面温度将急剧升高，可能导致摩擦界面失效而无法形成制动力，单一摩擦制动可靠性不高。

3、液压阻尼吸能器主要是通过液压缸活塞运动时，阻尼油流过阻尼孔时产生能量损失，从而吸收矿车的动能；或者是通过牵引矿车的阻拦索带动叶轮旋转进行搅拌内腔的液体介质，实现动能到液体内能的转换。此类吸能特点是制动力与矿车速度呈正比，高速速吸能大或阻挡力强，但是矿车速度下降到一定程度后液压阻尼吸能器的制动力将不足，而且液压系统需要长期维护。

4、事实上，斜井矿巷道是处于潮湿和腐蚀等恶劣环境，而且防跑车装置通常是几年或若干年不需动作（理想是永远不发生跑车事故），但一经启动必须确保其吸能制动可靠，即使此装置用一次报废也行。但现有的摩擦吸能或液压吸能装置均难以实现长行程的渐变制动力效果，而且长期处于斜井恶劣环境的维护保养费用昂贵，甚至内部结构无法维护保养，导致工作实效或不可靠，而且随着矿车或运输设备的大型化，需要制动吸收的能量巨大，如果阻挡过程无法做到渐变制动吸能，则产生的瞬间冲击力足有将单轨吊顶部锚杆拉扯出，导致严重事故。因此，创新一种制动力渐变、工作可靠且低制造/维护成本的斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统尤为重要。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统，它是采用动/定滑轮组将长距离高速制动问题转化为低速端距离压溃吸能制动问题，增强压溃吸能密度，减小缓冲吸能装置布置空间；并通过若干结构压溃吸能元件的长条阵列组合，实现制动力缓变增加，属于纯结构形式，具有结构制造成本低和维护保养简单等显著优势，且能可靠柔性吸能制动，增强单轨吊防跑车的安全可靠性。

2、本发明采用的技术方案是：一种斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统，包括固定于巷道两帮硬化地基的反力机架、安装于反力机架上的滑轮系统和采用压溃吸能且渐变制动力的主吸能装置、对单轨吊跑车实施阻拦动作的阻车装置和钢索组件；所述的滑轮系统包括转轴均平行且垂直于单轨吊运行方向的定滑轮组、动滑轮组、滑轮组b和带有2门滑轮的滑轮组a，该定滑轮组与动滑轮组的轴线等高，滑轮组a固定位于定滑轮组的上方，滑轮组b固定位于动滑轮组初始位置的后上方；所述的主吸能装置固定位于动滑轮组的上方，定滑轮组位于斜井斜坡的低侧；该钢索组件包括固定于斜坡低侧的阻车装置且直接拦阻单轨吊的主钢索、一根采用双跑头顺穿法缠绕在动滑轮组和定滑轮组上的钢索a、若干根一端固定连接于动滑轮组的固定轴b并绕过滑轮组b后平行于动滑轮组平移运动方向且串于主吸能装置中的钢索b，该钢索a的两个跑头分别绕过滑轮a的两个滑轮后与主钢索的一端固定连接，该钢索b的另一末端伸出主吸能装置且固定有固定挡头；所述的反力机架、滑轮系统、主吸能装置和钢索组件均沿斜井巷道单轨吊两侧对称布置一套，且主钢索的两端分别与其所在侧的钢索a的两个跑头进行固定连接，跑车时主钢索以斜向上后方拉单轨吊，同时动滑轮组平移运动并拉着钢索b进行主吸能装置的压溃吸能，实现单轨吊的柔性制动。

3、所述的斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统中，所述的反力机架包括机座、与机座固定连接的连接座和加强板；该机座由通过地脚螺栓固定于硬化地基的平板和垂直连接于平板的两个平行的竖板组成，该两个竖板从左端向右设有平行且等高的长形直线槽，所述的动滑轮组的两个固定轴b置于该直线槽上进行滑动，且该动滑轮组的宽度两侧与该两个竖板形成的凹槽面贴合实现导向；该两个竖板靠右端设有两个平行的从上向下的l形槽，所述的定滑块组的两个固定轴a从该两个l形槽同步放入后置于l形槽的末端同半径的半圆位置，且该定滑轮组的宽度两侧与该两个竖板形成的凹槽面贴合实现导向；所述的连接座是呈u形结构，u形结构的两个侧板分别与机座的两个竖板外侧面贴合并通过螺栓进行固定，且连接座的两个侧板向内设有与l形槽匹配的限位凸体a，该限位凸体a阻挡定滑轮组的固定轴a的窜动；该连接座的顶部两侧设有与定滑轮组轴线平行的支撑孔a，所述的滑轮组a通过固定轴与支撑孔a配合；沿机座的两个竖板的直线槽区域分别固定连接有加强板，该加强板的起始端设有的限位凸体b正好卡入直线槽内，加强竖板强度且保持直线槽的尺寸；该机座的两个竖板的左端上方设有一对轴线与动滑轮组轴线平行的支撑孔b，所述的滑轮组b通过固定轴与其配合，所述的主吸能装置固定于机座的两个竖板的上方，并位于动滑轮组的上方；所述的动滑轮组平移方向与单轨吊运动方向平行。

4、所述的斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统中，所述的钢索组件还包括若干压线板和压线滚轮，所述的钢索a的两个跑头分别绕过滑轮a后先由若干压线滚轮进行逐步并拢平行并调节钢索a的高度，再经过若干摩擦式压线板来固定钢索a并调节其作用力方向，最后再与主钢索的一端进行固定连接；该钢索a离地高度要高于单轨吊，且并拢平行后的钢索a要与单轨吊运行方向平行。

5、所述的斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统中，所述的主吸能装置包括固定于反力机架且呈矩形长腔的机壳a、将机壳a的矩形长腔分隔成若干独立的小长腔的隔板、沿各小长腔长度方向设置并将其分隔成若干小腔体的若干分隔板a、放置在各小腔体内且中心带通孔的压溃式吸能元件a；该隔板和分隔板a与机壳a焊接固定且中心带有钢索b能串过的通孔，且该分隔板a仅上下端与机壳a固定而另外两侧与机壳a留有间隙，且各吸能元件a的长度要小于相邻两个分隔板a之间的距离，各独立小长腔均有一根钢索b串入并在末端固定有固定挡头；各分隔板a的厚度和吸能元件a的碰撞阻挡力沿钢索b的拉动方向根据制动力要求依次增加，实现柔性制动。

6、优选地，所述的吸能元件a是镁铝合金或铝合金等制造的压溃式吸能元件，该吸能元件a是矩形筒、圆柱筒或矩形筒内部带十字筋板的压溃式吸能结构；或者是立方体的蜂窝铝结构或多孔介质铝结构；或者是波纹管压溃吸能结构。

7、优选地，所述的斜井单轨吊用柔性吸能防跑车系统中，还包括串于主钢索的压溃式吸能且渐变制动力的初级吸能装置，该初级吸能装置包括固定于巷道并平行于单轨吊运行方向的呈矩形长腔的机壳b、沿矩形长腔长度方向设置并将其分隔呈若干小腔体且中心带通孔的若干分隔板b、放置在各小腔体内且中心带通孔的压溃式吸能元件b；该主钢索从初级吸能装置的各分隔板b和吸能元件b穿过，且主钢索在初级吸能装置沿斜井斜坡高端面位置依次固定有弹性元件和固定头，且在固定头和与钢索a的两个跑头固定连接位置之间进行s型折叠储绳布置，实现初级吸能装置和主吸能装置的逐级动作；所述的吸能元件b是镁铝合金或铝合金等制造的压溃式吸能元件，该吸能元件b是矩形筒、圆柱筒或矩形筒内部带十字筋板的压溃式吸能结构；或者是立方体的蜂窝铝结构或多孔介质铝结构；或者是波纹管压溃吸能结构。

8、优选地，所述的阻车装置为转臂式阻车装置，它包括固定于地面并通过电动机驱动旋转且带扭簧恢复力的转臂和固定主钢索的安全卡箍，该扭簧恢复力使转臂式阻车装置处于常闭状态；该转臂沿单轨吊的两侧伸出有独立支架且与单轨吊运动不干涉，该支架的顶端设有半圆形凹槽，该主钢索放置于两个支架的凹槽内，并通过半圆形安全卡箍进行固定，当阻拦单轨吊时主钢索拉断安全卡箍而不损坏转臂。

9、优选地，所述的阻车装置为卷扬式阻车装置，它包括与单轨吊运行方向垂直且固定于轨道上方的横梁、安装在横梁上且公用一根转轴的两个滑轮、与转轴一端固定的减速器、与减速器另一输入端固定的电动机a；该两个滑轮位于单轨吊的两侧且各有一根绳子连接主钢索，当阻拦单轨吊时主钢索拉断此绳子与主钢索的连接头而不损坏横梁上的阻车装置。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用动/定滑轮组将长距离高速阻拦制动问题转化为低速短距离压溃吸能问题，增强了压溃吸能密度，且减小了缓冲吸能装置的布置空间；通过若干压溃吸能元件的长条阵列组合，其提供的制动力设计具有显著灵活性，能实现单轨吊的阻拦制动力缓变增加和柔性制动，且本发明属于纯机械结构方式，并具有制造成本低和维护保养简单等显著优势，即使放置若干年也能可靠柔性吸能制动，有效增强了单轨吊防跑车阻拦的安全可靠性。