一種煤礦井下用鎖軌器的設計

杜文全 蘇琰

（兗礦集團機電設備制造廠，山東 鄒城 273500）

目前國內煤礦井下載重平板車（25噸左右）的掉道復軌作業，通常需要在圈梁上鉆孔，安裝吊環，用倒鏈提起，然后復軌，這種辦法人力近距離作業，不但工作效率低，而且存在安全隱患，由于巷道空間小，一旦出現問題，人員跑不及。鎖軌器是復軌維修設備系統中的一個重要組成部分，但也可單獨使用。它有兩個主要作用，其一，它是拉力千斤頂與其連接的一個固定點，通過液壓泵站，拉力千斤頂將掉道的載重平板車拉入到軌道上；其二，它能擋住平板車輪對的移動，有利安全地更換輪對。本文對前期的鎖軌器進行了改進設計，具有安裝簡單、快捷使用的特點。在與其他方式的配合下，提高了工作效率、節省了大量的維修時間和降低了工人的勞動強度，為井下運輸暢通和快捷安全的維修車輛提供了有力保障，有著推廣使用的意義。

1 目前鎖軌器存在的問題

1.1 目前所使用的鎖軌器，其耳座是固定的，不可旋轉。與千斤頂連接后，相對軌道僅能橫向受力。在使用上，受到局限。

1.2 鎖軌器間隙調節部件調整范圍小，實際使用的軌距是變化量大，有時不能使用。

1.3 結構有些復雜，零散部件多，容易丟失，而且組裝不簡便。

1.4 兩爪之間距離是固定的，僅適用于600mm的軌距。

為了克服現有鎖軌器上述缺點，本文提出設計另一種鎖軌器。其基本思想是耳座可以轉動，兩爪之距可以移動。

2 新設計鎖軌器組成與原理

本鎖軌器的形狀類似于一把游標卡尺，其拉長距離的方式也有些類似，如圖1所示。

圖1

它由耳座1、爪桿2、橡膠層3、爪套4、定位座5及絲杠組件6等組成。

爪套4套入在爪桿2的桿體部分，通過移動定位座5，爪套4也相應移動，改變了爪套4和爪桿2的爪之間的距離，實現了調節尺寸目的。當旋轉絲杠組件6使爪套4相對爪桿2增大距離時，它們的爪通過附著的橡膠層3，分別作用于兩軌道內側，實現了鎖住導軌目的。

耳座1與爪桿2是一對旋轉副方式的連接，調節耳座1角度，適用于不同方位的受力，垂直導軌方向承受拉力最大。

3 主要部件結構的設計及裝配

3.1 在爪桿2上具有四個焊接的槽板，它們之間尺寸相同，定位座5可分別與其插入式連接，通過螺栓固定，實現調節尺寸的目的，達到軌距為600mm和900mm的要求。

3.2 爪的形狀為J字形，為了提高在軌道方向的承受力，在兩個爪部的作用面上附著一橡膠層3，以增加摩擦力，其爪部的作用面可進行滾花處理，提高橡膠結合力；爪與本體的焊縫結構采用插槽方式，如圖2所示，爪的兩側貼有腹板10，利于提高角處彎曲強度。材料選擇為Q690。

圖2

3.3 耳座1截面形狀為倒п字形，如圖3所示（局部正視圖），其小頭通過爪桿2底部裝配，然后，通過側面的螺栓7一端，接觸與耳座1大頭的圓弧槽，使其軸向定位。其結構和裝配簡單，更利于耳座1承載能力。

圖3

3.4 爪桿2的左端兩側分別有插槽，如圖二所示（橫向剖視圖），可以安裝擋輪對的楔鐵板8，其作用是防止導軌上的車輛移動。楔鐵板一端為T形頭，另一端為三角弧形，T形頭分別插入爪桿2的兩側插槽里，三角形的一端阻止平板車輪對的移動。同理，爪套4的兩側也有兩個對稱的插槽，作用于左爪桿相同。

3.5 固定座5既是受力部件，又是移動部件，如圖四所示（縱向局部剖視圖），通過螺栓9與槽板連接一起，便于拆卸。固定座5在用負載的情況下，螺栓是不受力的，只起連接作用，所以螺栓9選擇M12即可。固定座5是插入兩槽板之間，以過渡方式配合，可承受較大的力。兩槽板是最終的受力者，采用焊接方式，施焊于爪桿2槽鋼的內槽里。

圖4

4 主要部件參數確定

4.1 爪桿2是鎖道器基礎部件，器縱向尺寸大小決定于軌道軌距，每個礦井的軌距不盡相同。有600mm和900mm，為了達到鎖軌器適應不同軌距，應使爪桿2長能夠用到最大軌距，即爪桿2長為1100mm。可采用槽鋼設計。

4.2 鎖道器的兩爪寬度是最關鍵的尺寸，即要尺寸小，又得彎曲強度高，其尺寸與導軌內側水泥溝槽有關，大多數煤礦巷道為水泥地面與導軌面平齊，利于人的行走安全和運輸。經測量其最小尺寸為30mm。按25噸受力計算，爪的長度選擇140mm。

5 遺留問題

鎖軌器的沿導軌方向實際受力取決于兩個爪附著橡膠層3與導軌之間的摩擦力，需要試驗測試。

結語

本鎖軌器便于安裝操作及人工搬運，結構簡單，易于制造，實用性強，具有一定的推廣意義。

[1]機械設計手冊[M].化學出版社，1987.

[2]梁允魁等.單體液壓支柱的改進設計[J].煤礦機械，2010（12）.