多绳摩擦提升机首绳快速更换装置的结构设计

 宫学东1，姚辉苗2，张  敏3

（1．中国有色金属建设股份有限公司，北京  100038;2．山西水利职业技术学院，山西  运城  044004；3．太原理工大学机械工程学院，山西  太原  030024）

摘要：介绍了一种多绳摩擦提升机首绳快速更换装置，对防跑绳装置和平行四边形夹紧装置的结构及整套装置的工作原理进行了分析，并对多绳摩擦提升机首绳换绳装置的整体方案进行了设计，为后续对其结构优化提供了重要的依据。

关键词：多绳摩擦提升机；首绳；快速更换装置；设计  中图分类号：TD534+．3 

0  引言

 多绳摩擦提升机是矿井重大设备之一，其主要用于提升主副井的工作人员、煤炭、材料和其他矿用设备。近年来，随着矿井开采深度的增加，综合机械化设备及放顶煤和大采高等高产高效技术的推广，多绳摩擦式提升机的使用更加广泛。提升钢丝绳是提升设备极其关键的部件，也是提升系统安全生产和高效运转的重要保障。我国《煤矿安全规程》第403条明确规定，摩擦式提升机首绳使用年限不能超过两年，尾绳使用期限不能超过四年。由此造成多绳摩擦提升机钢丝绳更换频繁，严重制约了矿井的高效生产。本文介绍了多绳摩擦提升机首绳快速更换装置的工作原理并进行了各部分的结构设计，从而实现了矿井提升机钢丝绳首绳的快速更换．提高了换绳效率和安全性，降低了操作人员的工作强度，促进了矿井的高效高产。

1  多绳摩擦提升机首绳快速更换装置的工作原理

 多绳摩擦提升机首绳快速更换装置在换绳过程中采用旧绳带新绳悬挂，新绳带旧绳回收的方法。装置主要由防跑绳装置、送绳小车的夹紧装置、步进油缸、导绳轮、电控箱和液压站组成。换绳工作开始前，将装置安装于井架外合适位置，启动液压泵站打开夹绳装置和防跑绳装置。换绳过程中，首绳快速更换装置采用两步进式移动送绳小车的夹绳装置，交替完成夹紧和步进式移动同时更换4根钢丝绳的工作，启动连续送绳装置，在电机驱动力及钢丝绳重力作用下，钢丝绳连续不断地下放到井底。

2  防跑绳锁绳装置的结构分析

 防跑绳装置是多绳摩擦式提升机首绳快速更换装置的安全保护装置，其作用之一为防止换绳过程中发生停电或者电路故障而出现跑绳现象，即当换绳的速度超过规定或断电时，可利用该机构锁紧抱死钢丝绳，防止溜绳事故发生。图1为防跑绳锁绳装置结构示意图，防跑绳锁绳装置运用楔形块的自锁原理，通过弹簧1、导绳部件3、楔形块4和摩擦块5来实现锁绳。当突然断电或者钢丝绳下放超速时，防跑绳锁绳装置依靠弹簧1抱闸，弹簧恢复原长，推动上下对称的楔形块4和摩擦块5向左移动，靠自锁原理夹紧钢丝绳，起到安全保险的作用；正常工作送绳时，液压缸推动下挡块7从而带动上下对称的楔形块4和摩擦块5向右移动压缩弹簧1，使其上下的间距变得更大，钢丝绳能自由通过，从而靠液压松闸的原理完成送绳工作。

3平行四边形夹紧装置的结构分析

 送绳小车的夹紧装置夹紧钢丝绳，靠钢丝绳重力拖动与小车连接的步进油缸，带动钢丝绳以一定的速度向前运动，实现液压被动换绳。当到达行程时，另一个送绳小车进行下一段钢丝绳的运送。这样两组送绳装置和配套的步进油缸交替工作，实现步进换绳，以及钢丝绳的不间断运行。图2为平行四边形夹紧装置的结构示意图。

 由图2分析可知，送绳小车夹紧装置主要由平行四边形机构组成。送绳小车夹紧机构运动过程如下：小油缸1在高压油作用下分别推动连杆2、上绳槽架3，使其向左侧、右侧移动，驱动油缸下部两组平行四边形机构分别向左侧、右侧移动，使之与下绳槽架4的距离减小，起到夹紧钢丝绳的作用。反之，关闭小油缸1，此时分别推动与之相连的连杆2、上绳槽架3向右侧、左侧移动，带动油缸下部两组平行四边形机构分别向右侧、左侧移动，使之与下绳槽架距离加大，松开钢丝绳，使其自由移动。

4  多绳摩擦提升机首绳快速更换装置总体设计

 基于对多绳摩擦提升机首绳快速更换装置各部分机构的结构设计，对多绳摩擦提升机首绳快速更换装置的整体方案进行了设计，图3为该装置的现场布局示意图。通过实验验证了设计方案的可行性。

5  结论

 本文通过对多绳摩擦提升机首绳换绳装置的结构设计，分析了整套装置中各部分机构的结构特征及其工作原理。设计实现了多绳摩擦提升机首绳换绳装置的整体方案，并进行了该装置的现场布局，为后续对其进行结构优化提供了重要的依据。