平板車自動摘掛鉤裝置的應用

梁楠楠 郭濤

摘 要：文章設計應用了改進的火車自動掛鉤裝置，該裝置結構簡單，操作方便，徹底解決了煤礦摘掛鉤過程中由于人員誤操作導致一系列事故的發生。

關鍵詞：煤礦；平板車；連接裝置；摘掛鉤

中圖分類號：TU195 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0050-02

根據煤礦井下正在使用中平板車連接裝置狀態，發現現有連接裝置存在裝鉤摘鉤困難、耗時長、整體重量偏大和不安全等缺點。尤其裝鉤摘鉤耗時較長，現場工人以砸脫/砸入柱銷耗費較大的體力，嚴重影響貨物裝載及輸送的效率，在物流高峰時段有可能造成現場運輸的擁堵。另外，現有連接設備在車對車聯接時，需要人工校正，反復確定兩車距離后才能確保車輛順利對接，對運輸效率以及人員安全都有一定程度的影響。

1 原摘掛鉤環節存在的問題

就目前的使用情況而言，采用柱銷與車體的過渡配合達到板車水平轉向的效果，也只能是權宜之策。在頻繁使用車輛的情況下，柱銷與車輛的聯接處會因負載轉向產生較大的磨損，從而需要加大備件量及損耗件的機加工，提升了運營的成本。

針對連接裝置的自動鎖死以及水平豎直轉向自由度這兩個有待解決的問題，達到降低車對車對接用時、減少現場工人體力勞動、杜絕安全隱患、降低備件消耗的目的。設計應用了改進的火車自動掛鉤裝置，該裝置結構簡單，操作方便，徹底解決了煤礦摘掛鉤過程中由于人員誤操作導致的一系列事故的發生。

2 結構設計及工作原理

2.1 火車自動掛鉤裝置工作原理

火車自動掛鉤的作用原理：掛環克服鉸接在掛鉤上的拉簧做功，掛鉤繞固定點轉動，掛鉤張開，掛環套入掛鉤，在拉簧作用下掛環鎖入掛鉤內。發明火車自動掛鉤的美國人哈姆爾特 ·詹內從兩手的手指可以相互鉤住中得到啟發而發明了現在的鉸接自動掛鉤，又叫“詹氏鉤”。這種掛鉤用鐵鑄造，像兩只手，安裝在每節車廂的兩端?！拌F手”的掌心有個機關，兩只“鐵手”一碰，撞動了機關，就緊緊地握在一起了。要想分開，就啟動另外的機關，兩只“鐵手”就分開了?；疖囎詣訏煦^的發明，使鐵路工人從繁重的勞作中解放出來，使鐵路運輸既安全又方便。

2.2 摩托車與后車廂連接機構

一種摩托車與后車廂連接機構，由左、右連接板與牽引平叉、牽引連接板、拖拉連接器、制動連接板、制動拉桿、制動軸、后制動拉桿依次連接；弧形牽引杠連接車架與牽引裝置連接架，其下端連接架與車軸安全拉并連在車軸上。在牽引平叉的前部位連接防脫鉤拉簧連接車架，在牽引平叉的后端連接兩棵平行簧，再連接在弧形牽引杠和車架與牽引裝置連接架的連接處。優點是結構簡單、連接靈活、安全可靠及有自動剎車功能。

2.3 平板車自動摘掛鉤裝置

基于上述連接形式設計的平板車摘掛鉤裝置將采用“握手”模式。新產品結構簡單，牽引力大，較現有的連接裝置更便于操作，爬坡與轉彎角度要更大，對接能自動找正。

3 技術要求

載重150 T的牽引要求，適用爬坡坡角-22 ？觷～13 ？觷（可調，可以通過控制定位銷長度調節），轉向角度0～8 ？觷（轉向角度可根據具體要求在生產中調整，極限可以達到90 ？觷）。

①連接裝置水平轉向能力滿足現場重載轉向角度要求。

②連接裝置豎直轉向能力滿足現場重載轉向角度要求。

③現場重載要求下連接裝置連接安全可靠。

④車對車聯接時連接裝置自動對正鎖死。

⑤連接裝置進行結構優化及輕量化。

4 裝置優點

就使用環境而言，該機構可以有效實現連接裝置的功能，在惡劣現場環境下，即粉塵、油漬、銹蝕、長期磨損對機構精度不構成重大影響，可以方便的使用備件進行替換。零件使用時間相比于現有設備有較大的延長，系統應力布局也有一定的優化，可有效延長核心負載件的疲勞時限。

就加工難度而言，該設計的加工要求稍高于現有設備，但總體加工難度不高，涉及到的鑄造、機加工（含車、銑、刨、鉆）以及熱處理均沒有過高要求。所選公差配合多為農機標準，大大降低了加工成本，同時也是出于對現場工作環境惡劣（露天，礦山環境）的考慮。

同時滿足了以下四項要求：

①可以保證車輛在極限載重情況下實現靈活轉彎爬坡。

②在車輛對接過程中實現自動對正鎖死。

③現場使用時不出現轉角死區及損壞結構的應力峰值。

④對接及摘鉤時方便快捷無需工人進行重體力操作。

5 技術關鍵點

①萬向節結構保證轉向靈活。

②坡口對接槽保證對接可以在一定范圍誤差內自行校正。

③慣性沖擊重力自鎖死系統保證對接后自動鎖死。

該裝置應用在礦山貨場、工礦企業等有短途物流要求應用平板車進行貨物運輸的現場，能夠有效提高貨物運輸效率，節約了摘裝鉤時間。

該裝置使用了十字軸萬向節連接機構，可以適用于較寬的車輛轉向角和坡角區間，可以作為通用連接裝置使用（只需要在連接裝置與車輛連接處，設計幾種不同的接口即可實現）。這樣可以避免針對不同型號的板車設計多種不同的專用連接裝置，在避免低效率重復設計的同時，提高了本裝置的實用性及經濟性。

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