彈簧式礦車減速裝置研制與應用

摘要：彈簧式礦車減速裝置的研發和應用，使副井礦車出罐自溜速度快導致的礦車脫軌以及碰頭損壞嚴重的問題得以解決，不僅大幅提升了工作效率，增加了經濟效益，而且也提高了掩車工作業時的安全系數。

關鍵詞：彈簧式 礦車減速裝置 研制 應用

1 彈簧式礦車減速裝置研制前狀況

中馬村礦副井擔負著全礦各類車輛及人員的提升，上、下井口采用一側進車另一側出車的方式裝卸罐籠內的車輛。卸出罐籠內礦車時采用推車機作動力將礦車推出另一側搖臺，由于搖臺與出車端軌道產生的高差和出車端軌道本身的坡度，礦車出罐籠后為自溜狀態沿軌道運行至車場。副井口西門和副井底西門均為出車端，由于出罐礦車的自溜速度快，出罐礦車相互碰撞，使得礦車碰頭緩沖裝置損壞比較嚴重，還有可能出現礦車掉道的現象。為了控制出罐礦車自溜速度、保護碰頭，防止因自溜速度快導致礦車掉道問題的發生，每個小班在副井底西門安排兩個把鉤工負責用打眼器或撒砂方式進行掩車，以減緩礦車自溜速度，為此，每天增加人員6名，不僅造成人力資源的占用，而且，由于把鉤工跟隨車輛進行掩車，增加了職工的體力消耗，同時也對掩車人員的安全造成威脅。

對中馬村礦副井底西門礦車出罐自溜速度過快，造成礦車碰頭損壞、礦車掉道、占用人力資源及造成掩車人員安全隱患的情況進行觀察、統計、研究。

礦車自溜速度的原因分析：

主要原因是搖臺與軌道的高差和出車端軌道坡度，搖臺進出車側軌面高差？芨500mm，出車端至車場軌道坡度？芏5‰。

礦車碰頭損壞統計：

2012年度損壞礦車碰頭350個，價值10萬元。

副井底西門運搬工區每個小班增加2名掩車工：

每天占用2×3=6人。

由于礦車運行速度過快，礦車掉道可能危及掩車人員人身安全，雖未出現對人身的傷害，但存在安全隱患。

2 彈簧式礦車減速裝置研制

通過對副井底西門礦車出罐自溜速度快的原因分析，針對造成礦車碰頭損壞、礦車掉道及對掩車人員帶來的安全威脅的現狀，解決礦車自溜運行速度過快問題的方法有兩種： 一是重新調速搖臺和出車端軌道坡度，達到減緩礦車出罐自溜速度的目的；二是研制一套可以自動減緩礦車自溜速度的裝置。若采用調整搖臺和出車端軌道坡度辦法。就要對井下搖臺和總計200m軌道進行重新安裝改造，還要涉及對副井提升系統的調整，不僅嚴重影響副井的運行安全，而且投入多、作業量大，作業進度大受影響，僅憑現有施工條件無法改進。單位借助自行設計的彈簧式礦車減速裝置來解決這一問題，技術應用簡單，造價低廉，且保留了原有的生產系統。目前，業界通常采用抱閘的方式（即對礦車輪轂踏面進行機械摩擦）來控制礦車自溜速度，由于受抱閘機構的限制，只有車輪外露的車輛才可應用該技術措施，而像機車、平板車等車輪不外露的車型就無法采用這種限速裝置。因此，如何達到既能快速控制礦車自溜速度，又能使各種車輛均適用，采用對車輪輪轂內側面進行機械阻尼摩擦，增加礦車運行阻力的技術，減緩礦車自溜速度，將彈簧裝置安裝在原有軌道的內側高于軌面的位置，此種技術能夠適用于各種車輛，適合礦井生產實際。

3 彈簧式礦車減速裝置的構造和工作原理

彈簧式氣動式彈簧式礦車減速裝置（圖1）長500mm，寬300mm，重10kg，由固定底板“2”、摩擦板“4”、壓力彈簧“5”等幾部分組成。緩沖體使用10mm的鋼板與摩擦皮和壓力彈簧加工制成，該裝置借助車輪大軸和摩擦板之間產生的摩擦力來限制礦車運行速度，達到良好的限度效果的同時，也能避免礦車脫軌。這種借助壓力彈簧來減緩礦車自溜速度的限速裝置可適用于多種礦用車型。此外，該裝置裝設、拆卸簡便，可廣泛應用在煤礦生產中。

1.38kg/m道軌；2.固定底板；3.壓蓋螺栓；4.摩擦板；5.壓力彈簧

圖1 彈簧式礦車減速裝置示意圖

這套裝置運用對礦車大軸和彈簧板之間制造運行阻力的方法對礦車自溜速度進行自動限速。當礦車運行至減速路段，借助固定壓板將緩沖裝置固定在道軌上。礦車運行至此，摩擦板和礦車大軸產生摩擦力，由此來限制礦車運行速度。

4 彈簧式礦車減速裝置工業性試驗

試驗區段環境情況

將裝置裝設在距出車端搖臺15m的副井底西門。

區段內軌道

軌型：38kg/m，其中搖臺軌型38kg/m；區段軌道坡度：8‰；搖臺高度于軌面的高差：600mm。

出罐礦車參數

礦車型號：MGC1.1-6；自重：720kg；滿載矸石車重量：2200kg；滿載煤車總重：1660kg。

彈簧式礦車減速裝置技術參數

外形尺寸：長500mm；寬300mm；重10kg。

試驗參數實測結果

滿載時礦車總重2200kg；緩沖裝置前端礦車時速達到11m/s，后端礦車時速達到6m/s。礦車滿載時自溜速度很大，通過限速裝置時速度減緩，該裝置有效減緩了礦車運行速度。

5 彈簧式礦車減速裝置關鍵技術及創新點

采用彈簧式摩擦板與礦車大軸的機械摩擦裝置，增大礦車自溜阻力，從而達到限速的目的。該限速裝置的技術原理突破了原有通過摩擦車輪踏面的技術研究，通過優化緩沖體來提高限速裝置的適應性。

彈簧式摩擦板采用可調節方式，以調整摩擦板與大軸的間隙，可根據不同車輛的裝載情況進行調節，來減少摩擦力，確保車輛順利減速通過，以免礦車經過緩沖裝置時，因摩擦力過大而導致礦車停止運行。

采用可拆卸式的裝設方式，提高裝置的機動性，如遇突發情況可及時拆卸，以免裝置被損壞。

6 彈簧式礦車減速裝置推廣使用價值

彈簧式礦車減速裝置在技術上，能夠產生摩擦阻力，實現了自動減緩礦車自溜速度，解決了礦車出罐自溜速度快造成的礦車碰頭損壞；經濟上，該裝置在利用現有礦用材料只需購置部分配件，總投入不超過1000元，而年節約碰頭價值10萬多元；此外，這套裝置技術原理簡單，便于拆卸，維護費用低，采用彈簧作為裝置的動力源，無需電力，無需人工操作，不產生廢物、污物，低噪音，消除了因人工掩車帶來的安全隱患，具有較高的可靠性；取消了現場把鉤工掩車作業，節約了人力資源，提高了工作效率，具有可觀的經濟效益和良好的安全效益。此裝置可以在副井口出車端、底罐籠出車端、各斜巷下車場坡度較大地點推廣使用。

參考文獻：

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