矿用运输绞车自动排绳测速深度指示装置设计
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[摘 要]本文对运输绞车在煤矿井下使用情况做了简要分析，结合实际情况，对于乱绳、咬绳的原因进行分析，并提出解决问题的方案设计，通过本设计可以解决乱绳、咬绳等实际运行存在的问题，提高煤矿运输安全及人员安全。
中图分类号：TD524 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0353-01
目前在所有的绞车使用过程中排绳是个很大困难，往往出现乱绳、咬绳、缠绳等现象，不但工作效率低，而且由于钢丝绳磨损严重，钢丝绳的寿命大大降低，给连续工作带来了困难，同时也是一个很大的安全隐患，很容易发生操作者的伤亡事故；同时运输绞车传统的测速、深度指示装置精度低、结构复杂，因为钢丝绳每缠绕一圈的钢丝绳长度都在变化，所以传统涡轮蜗杆的深度指示非常不准确，测速也是同样道理，卷筒每缠绕一层钢丝绳，直径就会加大，线速度就会增加，所以测量滚筒转速得到的线速度是不准确的。
运输绞车在煤矿井下工作场所应用非常普遍，由于其轻巧、灵活的特点，这些绞车在盘区轨道巷和工作面运输巷中充当着拉运重载平板车和黑牛车的重要角色。矿井中潮湿、多尘，工作环境恶劣，绞车在这样的环境下长时间高强度运行，钢丝绳在绞车滚筒上整齐排列就成了困扰其正常高效工作的问题。如果得不到及时妥善的处理，钢丝绳在缠绕过程中会发生咬绳、跳绳的现象，影响钢丝绳的使用寿命，对绞车司机的人身安全也埋下了严重的安全隐患，为此需要设计一种自动排绳装置，可以在绞车运作时，无需人为干预，自动将钢丝绳整齐排列缠绕在绞车滚筒上，并且能提供准确的速度指示和运行距离显示。
1 排绳原理
绞车通常情况下负荷运转时，钢丝绳处于紧绷状态，收绳时钢丝绳笔直收回，总是落在滚筒上某一固定位置，不断叠加缠绕，同时造成咬绳、跳绳的危害，滚筒排绳空间无法得到充分利用。如果在钢丝绳回收时使钢丝绳保持紧绷状态，同时给它一个横向牵引力，绳子就可以在滚筒宽度范围内左右移动，绳子就可以整齐排列，问题便得到解决。而且此牵引力在滚筒宽度范围内能自动往返运行，如此反复，实现自动排绳功能。
2 排绳测速深度指示装置结构
本装置提供一种可以实现绞车自动排绳的机构，并具有测速深度指示功能，如图1，绞车滚筒装有3内齿圈，通过2齿轮将动力传递给4链轮，4链轮通过5链条将动力传递给6链轮，6链轮做为变速箱的输入端，变速箱的作用一是将动力方向改变， 二是改变传动比，从而使绞车滚筒与排绳机构同步运行；附图2的排绳机构是把旋转运动转化为往复直线运动，排绳机构安装在钢丝绳出绳端，压绳轮组装到排绳机构上，起到张紧钢丝绳的作用，由于是同步运动，从而使钢丝绳整齐有序的排列在滚筒上，往复运动可以使钢丝绳多层排列在滚筒上，由于有压绳测速轮组的作用，不会出现乱绳、咬绳等现象，也不会因为没有负载而出现类似现象。
本装置分两部分组成：1、自动排绳机构，即往复直线运动机构，如图2，它包括：8驱动轮，7皮带（链条）与4张紧从动轮形成传动副， 8驱动轮引入动力，7皮带（链条）做循环运动，5.驱动销、6.销子支座安装在7皮带（链条）上，做往复直线运动，5.驱动销与2往复工作台的3滑动长孔配合，5.驱动销在3滑动长孔中做滑动，由于2往复工作台与1固定支座是滑动配合，所以就实现了2往复工作台沿1固定支座做往复直线运动，从而实现本机构的功用。往复直线运动机构实现旋转运动转化为往复直线运动，其特点是运动无冲击、无死点，实现两种运动方式光滑过渡。
3、测速深度指示机构
测速深度指示机构能完成测速和深度指示的功能，具体结构如图3所示，两个绳轮通过弹簧拉紧加紧钢丝绳，并可调预紧力，同时两绳轮可随钢丝绳的上下跳动而进行调节，并始终保持加紧钢丝绳，不会出现滑移现象，在绳轮上安装有测速用传感器，由于绳轮和钢丝绳保持紧密贴合，所以通过测量绳轮转速而得到钢丝绳生速是非常准确的，有精确的绳速就能得到钢丝绳放绳或收绳的长度，从而得到运输物料移动的距离。测速深度指示机构另外一个作用就是始终保持和主机滚筒之间的钢丝绳保持张紧状态，一定程度上保证了钢丝绳不会乱绳。
该装置结构紧凑、便于操作，实用于各种不同规格的绞车，动力来源于绞车本身，实现绞车与排绳装置的同步性，直线往复结构可以实现无外界干扰自动换向，本装置是纯机械传动，无机电结合的装置，减少了出现故障的几率，保证了工作的连续性、稳定性，同时可以满足多层缠绳的要求，保证排绳的整齐与规则，大大提高了工作效率，尤其在矿山井下这种结构得到充分的应用，因为在井下一旦出现咬绳、乱绳的情况，会维修带来很大困难，而且容易发生事故。本结构不但延长路钢丝绳寿命，而且减少了操作人员，降低了事故发生的频率，给安全生产提供了保证。
参考文献
1.成大先. 机械设计手册.化学工业出版社.2000
2.卜炎.中国机械设计大典.江西科学技术出版社.2001
3.路阳春.绞车自动排绳装置的应用.煤矿机电.2004