矿山斜井防跑车制动匀速器可靠性研究

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[摘 要]针对矿车在斜井变坡点易因脱钩、断绳等原因而发生跑车事故，设计利用跑车运动的自身动力，带动液压泵工作，把一部分制动液压送到制动器总成，迫使跑车速度慢下来，另一部分通过三通调压阀流回储液箱，作无功运动。从而把设备、人为、安全管理等不安全因素转变为主动调速，控速保证跑车匀速行驶。

[关键词]控制跑车运动速度 液压制动 匀速行驶

中图分类号：TD553 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0078-01

1 概述

随着现有矿井开采能力的增强，矿井不断向深部延伸，其开采工作面也不断的向深部扩展，从而形成了煤矿井下多水平巷道并存的现象，多个水平巷道之间通常是通过斜井联络，斜井成为多个水平巷道之间来回运送矸石、物料、人员的主要通道，但随之而来的斜井运输时，跑车事故也频频发生。斜井轨道跑车事故主要是指斜井上部车场或在斜坡道上，跑车脱离机械牵引装置（绞车、卷扬机）在自身力和惯性作用下冲入井下的情况，甚至于脱轨。跑车脱轨事故的危害是相当严重的，除了撞坏井筒和沿巷的电缆、风管、水管等设施和影响正常运输生产外还会将作业人员撞伤或撞死，造成人身伤亡事故。

造成斜井跑车事故的主要危害和有害因素有：

一、设备的不安全状态

设备存在严重缺陷，包括钢丝绳强度不够，箕斗与轨道配合缺陷或质量不好，防跑车装置和绞车制动失灵等。

二、人的不安全行为

包括操作人员缺乏安全知识。绞车司机工作失职。

三、安全管理缺陷

如对设备使用管理不善，检查、监督系统不健全等。

四、现使用的一坡五档都是被动拦载和阻挡。

1、平台阻车器 2、变坡点下20米的挡车器 3、坡底的挡车栏 4、电磁测控器 5、雷达测控柔性挡车器 。

以上这些问题，严重影响了矿井的生产，直接危及矿工的人身安全，给煤矿造成重大事故。因此急需研制出一种新型实用、可靠性高的斜井防跑车制动匀速装置。

笔者设计的斜井防跑车制动匀速球是利用连通器系统内压力的工作原理，即：流速快，产生的压力大，流速慢，产生的压力小；来实现调压调速使跑车匀速行驶。跑车在绞车拉、松动力的控制下运动，跑车由自身跑车轮产生的运动动力带动液压泵工作；根据绞车6m/min的提放跑车速度。液压泵压出的制动液通过输液管三通调压阀、回液管和储液箱，再回到液压泵作循环无功运动。

当跑车速度大于6m/min的运动时：液压泵压出的制动液通过输液管、三通调压阀把1/3的制动工作液通过回液管流入储液箱，另把2/3的制动工作液作用于前后轮制动器，迫使跑车速度（车轮）慢下来，就这样周而复始地给跑车轮加压和减压反复作功，使跑车在设定的速度范围内作匀速行驶。这样就减少了因设备的不安全因素、人的不安全行为以及安全管理缺陷、被动拦截阻挡造的事故。减少了事故发生的概率，提高了经济效益，把吨煤成本降低了。如：因跑车事故典型案例有：乐平矿务局东方红煤矿2003年“9.21“斜井跑车事故，导致了10人当场死亡，一人重伤。假如每亡一人赔偿40万，那10人就时400万元，因此影响矿井的生产造成的经济损失是多少呢？给每个家庭酿造的精神痛苦又怎么计算呢？对社会造成的负面影响又将如何呢？吨煤成本不提高能行吗？因此，控制跑车的速度是当务之急，把现在使用的被动拦截和阻挡，转变为主动调速、控速行驶。

该装置把跑车轮左右旋转产生的动力，通过主动齿轮带动液压泵工作，把刹车油液通过管路压送到制动器，迫使跑车减慢速度，使其匀速前进。

2 斜坡跑车制动匀速器的结构设计

笔者设计的斜坡跑车制动匀速器主要动力传动组、液压泵、储液箱、制动系统几个部分。其中动力传递组由跑车轮驱动齿轮、液压泵齿轮、半圆键（或者跑车轴、键、主动齿轮、从动齿轮、半圆键）组成。液压泵组成由叶轮轴、过桥轴承、轴承固定架、卡环、挡圈、轴承、轴承座、油封、叶轮、叶轮销、出液口、进液孔、泵壳、密封圈、泵盖、固定架、螺丝组成。储液箱由加液口及管道、储液箱壳及盖、密封圈、出液口、回液口、固定螺丝组成。制动系统由进、回液管、进、回液螺丝接头，调压阀/制动器组成。

3 斜坡跑车制动匀速器的工作原理

跑车轮在轨道上运动时，带动驱动齿轮转动驱动齿轮通过液压泵齿轮带动液力泵、叶轮轴和叶轮转动。叶轮的旋转，把制动液产生的压强，从出液口管道压向调压阀，在调压阀处制动液通过回液管流回储液箱，当随着跑车加速度的提高，即大于6m/min时，调压阀处多余的制动液压向制动器，这时制动装置开始工作，迫使跑车在规定的车速范围内运动。当跑车速度降低在6m/min设计技术范围内时，制动液通过三通调压阀作回液管、储液箱、液压泵、输液管作无功运动，这时制动在回位弹簧的作用下解除制动，使跑车恢复正常行驶。

4 结论

斜井跑车制动匀速器主要应用于煤矿、金属矿、和非金属矿山的提升运输斜巷中。该装置具有安全可靠、使用维修方便的突出特点。汾西矿业河东公司灵北矿自安装斜井跑车制动匀速器以来，使用效果好，无一例跑车相关事故。工程实践表明该装置能实现调压调速使跑车匀速行驶，控制安全可靠。各煤矿可根据自身巷道特点灵活安装使用。