一种提升钢丝绳失速保护装置及其应用方法与流程

本发明涉及一种矿山竖井提升系统，具体涉及一种矿山竖井提升系统的提升钢丝绳失速保护装置及其应用方法。

背景技术：

目前的矿山竖井钢丝绳提升有两种方式：缠绕式提升与摩擦式提升。这两种提升方式均是通过钢丝绳与卷筒的相互作用达到提升的目的。提升机的制动闸是通过制动卷筒达来使钢丝绳制动。而在钢丝绳发生失速事故时，钢丝绳与卷筒之间发生了相对运动，只进行卷筒的制动，有时不能制动住失控的钢丝绳，从而导致事故的进一步恶化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种直接柔性制动钢丝绳的保护装置，作为出现滑绳事故后的保护措施，防止事故的进一步恶化。

本发明的这种提升钢丝绳失速保护装置，包括抓捕机械手和机械手驱动单元，机械手驱动单元使抓捕机械手实现对提升钢丝绳的抓捕动作。还包括竖直布置的两缓冲臂和连接于两缓冲臂之间水平布置的缓冲横梁，提升钢丝绳垂直穿过缓冲横梁，缓冲横梁的长度方向两侧相对布置有可沿缓冲横梁宽度方向运动的活动机架，所述抓捕机械手固定于其中的一个活动机架上，缓冲臂包括内空的臂架体和沿臂架体内腔长度方向布置的缓冲体，臂架体的内腔中对应活动机架的上方布置有横向挤压缓冲体的挤压单元；抓捕机械手抓捕到提升钢丝绳受到的向下的能量依次传递给缓冲横梁、缓冲臂和缓冲体，通过缓冲体的变形来吸收提升钢丝绳向下的能量达到柔性制动提升钢丝绳的目的。

所述提升钢丝绳从所述缓冲横梁的长度方向中心面处穿过，所述抓捕机械手的数量和布置位置与提升钢丝绳对应，所述机械手驱动单元包括液压缸和铰接于液压缸活塞杆头部的连杆，连杆的外端与抓捕机械手的上端连接。

所述缓冲臂的臂架体横截面形状为U型，其侧壁的长度方向两端之间分别连接有转轴，所述缓冲体连接于两转轴之间；臂架体的两侧壁内侧分别布置有从下往上倾斜的导向块。

所述缓冲体为钢带，钢带的两端分别包覆相应的转轴后固定；所述缓冲横梁布置于两转轴之间的位置。

所述缓冲臂的臂架体包括以夹角相对布置的两角钢和将两角钢的外侧连为一体的封板，两角钢的相对内壁分别连接有伸出角钢内侧的连接板，连接板的长度小于角钢的长度，所述缓冲横梁的两端分别与连接板的下端连接为一体。

所述挤压单元包括锲块盒和平行连接于锲块盒上的三根挤压轴，其中一根为活动轴，两根为固定轴，锲块盒上开设有垂直于所述转轴布置方向的长圆孔，活动轴置于长圆孔中可沿长圆孔左右滑动，两根固定轴共轴向中心面布置于锲块上长圆孔的上侧和下侧。

所述挤压单元以所述活动轴的两端置于臂架体两侧的导向块上布置于臂架体的内腔中，所述缓冲体从所述活动轴和固定轴之间穿过。

所述活动机架的长度方向内侧对应提升钢丝绳位置处设置有夹持结构。

所述两活动机架之间通过同步轴连为一体，两活动机架均可沿同步轴运动。

所述两活动机架分别连接有沿水平方向布置的液压缸作为驱动装置。

本发明还提供了上述钢丝绳失速装置的应用方法，首先将本装置固定于井口的上方平台上；然后将两个活动机架处于缓冲横梁的长度方向两侧，也就是使两活动机架处于打开状态，使抓捕机械手处于打开状态；使提升钢丝绳开始提升工作；上述操作的目的是使本装置不影响提升钢丝绳的正常提升工作。当提升钢丝绳出现失速状态时，控制两活动机架闭合，使提升钢丝绳处于两活动机架的夹持结构中，控制逐步机械手进行抓捕动作将提升钢丝绳锁死。

本装置及方法能柔性制动钢丝绳的原理如下：本发明通过在两个缓冲臂之间连接缓冲横梁，在缓冲臂内布置缓冲体及挤压单元，在缓冲横梁上布置两个可沿缓冲横梁宽度方向相对运动的活动机架，在其中的一个活动机架上连接抓捕机械手。提升钢丝绳从两活动机架之间穿过缓冲横梁。正常提升时，使两活动机架处于打开状态，不影响钢丝绳的运动。当提升钢丝绳出现失速状况时，使两活动机架闭合，使提升钢丝绳处于活动机架上的夹持结构中，然后通过机械手驱动单元操控抓捕机械手夹紧提升钢丝绳。抓捕开始时，抓捕机械手在提升钢丝绳的作用下向下运动，当抓捕力达到一定限值时，抓捕机械手不再向下运动，提升钢丝绳向下的能量通过抓捕机械手和活动机架传递给缓冲横梁，缓冲横梁给连接板向下的作用力，连接板将作用力传递给挤压单元，使挤压单元沿缓冲臂内壁的导向块向上运动，三根挤压轴使缓冲体发生变形来吸收提升钢丝绳向下的能量，使提升钢丝绳制动。

跟现有技术相比，本发明具有以下优点：通过缓冲体进行能量的缓冲吸收，有助于、可靠的制动容器的下坠动能，可以柔性制动提升钢丝绳，将安全的制动力加在在提升钢丝绳上，不损伤钢丝绳。

附图说明

图1 为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的俯视示意图。

图3为图1中的A-A放大示意图。

图4是本发明的安装位置示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本实施例公开了一种提升钢丝绳失速保护装置，应用于矿山竖井的钢丝绳缠绕式提升系统，包括缓冲臂1、挤压单元2、缓冲体3、机械手驱动单元4、缓冲横梁5、抓捕机械手6、机架驱动油缸7、活动机架8、同步轴9。

两缓冲臂1竖直对称布置，缓冲横梁5水平连接于两缓冲臂1之间，缓冲横梁5的长度方向两侧布置有两活动机架8，两活动机架8之间通过水平布置的同步轴9连为一体，两活动机架8的外侧分别连接有机架驱动油缸7，两活动机架8均可沿同步轴9水平横向移动。

如图1和图3所示，缓冲臂1包括以夹角相对布置的两角钢11和将两角钢的外侧连为一体的封板12，两角钢的相对内壁分别连接有伸出角钢内侧的连接板13。两角钢的上端和下端之间分别垂直连接有共轴向中心面的转轴14，两转轴14之间连接有作为缓冲体3的钢带，钢带的两端分别绕过相应的转轴14后固定。连接板13的长度小于角钢11的长度。缓冲横梁5的两端分别与连接板13的下端连接为一体。

如图1和图3所示，挤压单元2包括楔块盒21和连接于楔块盒21上的挤压轴，挤压轴有平行布置的三根，其中两根为固定轴22，另一根为活动轴23。两根固定轴22上下平行共轴向中心面固定布置，楔块盒21上对应两固定轴22之间的中心面处开设有与固定轴22垂直的长圆孔24，活动轴23置于长圆孔24中，活动轴23的长度大于固定轴22的长度。

如图1和图3所示，缓冲横梁5的长度方向两侧上表面连接有安装座10，安装座10的下侧通过螺钉固定于缓冲横梁5的上表面，安装座10的上部有贯穿其厚度的连接孔。

如图1、图2所示，活动机架8的宽度方向外侧有外伸的连接轴83，活动机架8通过连接轴81插入安装座10上部的连接孔中安装定位，通过机架驱动油缸7实现横向水平移动。

如图2所示，两活动机架8的相对侧布置有夹持提升钢丝绳G的夹持结构，其中一个活动机架8沿长度方向内侧布置有凹槽81，另一个活动机架在相应位置处布置有相应的凸台82。若干提升钢丝绳G分别从缓冲横梁5的长度方向中心面上穿过。

如图1和图2所示，抓捕机械手6安装于其中一个活动机架8上，本实施例的抓捕机械手6安装于内侧开设有凹槽81的活动机架8上。抓捕机械手6的数量与钢丝绳G的数量相同。抓捕机械手6的两手臂对称布置于钢丝绳G的两侧。

如图1所示，机械手驱动单元4包括液压缸41和铰接于液压缸活塞杆头部的连杆42，连杆42的外端与抓捕机械手6的上端连接。液压缸41的缸体固定于连接有抓捕机械手6的活动机架8上。

如图1、图3所示，挤压单元2安装于活动机架8的上方，两角钢11的内壁对应挤压单元的安装位置处分别设置有内低外高的导向块15。挤压单元2安装时，楔块盒21置于两连接板13之间，位于长圆孔23中的第三根挤压轴22的两端置于导向块15上，楔块盒21的尺寸比两连接板13之间的距离略小。最为缓冲体3的钢带从第三根挤压轴22和另外两根挤压轴22之间穿过。

首先将本装置通过铰接或者预埋基础等方法固定于井口的上方平台上，如图4所示；然后将两个活动机架处于缓冲横梁的长度方向两侧，也就是使两活动机架处于打开状态，使抓捕机械手处于打开状态；使提升钢丝绳开始提升工作；上述操作的目的是使本装置不影响提升钢丝绳的正常提升工作。当提升钢丝绳出现失速状态时，控制两活动机架闭合，使提升钢丝绳处于两活动机架的夹持结构中，控制逐步机械手进行抓捕动作将提升钢丝绳锁死。

本实施例的工作原理如下：正常提升时，使两活动机架位于缓冲横梁的两侧，抓捕机械手处于打开状态，不影响钢丝绳的运动。当提升钢丝绳出现失速状况时，机架驱动油缸控制两活动机架相向运动，使提升钢丝绳处于后动机架上的夹持结构中，然后通过机械手驱动单元操控抓捕机械手夹紧提升钢丝绳。抓捕开始时，抓捕机械手在提升钢丝绳的作用下向下运动，当抓捕力达到一定限值时，抓捕机械手不再向下运动，提升钢丝绳向下的能量通过抓捕机械手和活动机架传递给缓冲横梁，缓冲横梁给连接板向下的作用力，连接板将作用力传递给挤压单元，使挤压单元沿缓冲臂内壁的导向块向上运动，三根挤压轴使缓冲体发生变形来吸收提升钢丝绳向下的能量，使提升钢丝绳制动。

当本发明应用于矿山竖井的钢丝绳摩擦式提升系统中，提升钢丝绳出现失速状态时，钢丝绳向下运动的一边保护装置动作，另一边的保护装置不动作。