CN101592207B - 一种可变阻力能耗式吸能器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能耗式吸能器，特别是一种可变阻力能耗式吸能器，主要应用于矿井领域的斜井跑车防护装置中；本发明包括中心螺杆、主动轮、上支承座、下支承座，其中：主动轮设有中心孔，中心孔上设有内螺母与中心螺杆固定连接；主动轮的一端设有外槽，通过外槽与主动摩擦片固定连接；主动轮的另一端设有的滚筒，滚筒上可缠绕和固定钢丝绳；上支承座与下支承座通过中心螺杆进行固定连接；下支承座的内表面连接若干个旋转弹簧，旋转弹簧的另一端与被动承动盘连接；被动承动盘上设有被动摩擦片；被动摩擦片与主动摩擦片交替连接；本发明具有根据外负荷冲击能量大小而自动变化的性能，可靠性强，吸能能力大，能完全有效地、及时地避免跑车事故的发生。

Description

一种可变阻力能耗式吸能器

技术领域

本发明涉及一种能耗式吸能器，特别是一种可变阻力能耗式吸能器，主要应用于矿井领域的斜井跑车防护装置中。

背景技术

在矿井领域中的斜井提升运输中，由于被牵引的车辆在轨道斜坡上运行，当发生提升机松绳过快，第一道档车拦没有闭锁时，则可能会发生跑车事故。还有如：提升纲丝绳继裂、插销脱落或其它承载件受载后疲劳断裂等情况时，也都会造成跑车事故。因此在矿井斜井运输中都必须装备有斜井跑车防护装置，使车辆由于急速下滑而产生的巨大动能被斜井跑车防护装置缓冲，能量被斜井跑车防护装置吸收，从而避免跑车造成破坏矿井的后果，同时保证人员和设备的安全。

在公知的斜井跑车防护装置中，能耗式吸能器作为必要的构件之一，起着十分关键的作用，它性能的好坏直接影响着斜井跑车防护装置的安全。斜井跑车防护装置的工作原理一般为：正常工作状态下，斜井跑车防护装置的阻拦门或阻拦网只高出斜井轨道100-500毫米，正好能时刻挡住在轨道上的运输车，如果运输车是正常速度行驶，安装在斜井跑车防护装置上的速度传感器感知正常速度信号后发出指令让阻拦门或阻拦网抬起，则运输车正常通过轨道；如果是运输车急速下滑，速度过快，速度传感器感知超速信号后，发出不让阻拦门或阻拦网抬起的指令，这时候运输车冲击阻拦门或阻拦网，因阻拦门或阻拦网与吸能器通过钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端与能耗式吸能器连接，钢丝绳开始受力，并将力传导到安装在轨道斜坡旁边固定不动的能耗式吸能器，由于急速下滑而产生的巨大动能被斜井跑车防护装置中的能耗式吸能器缓冲和吸收，得以实现阻拦门或阻拦网将急速下滑的车辆拦住，及时防止跑车事故的发生。

目前现有的能耗式吸能器主要采用夹板构造式，这种结构是利用钢轮或钢板对钢丝的夹紧产生的摩擦力进行实现缓冲以及吸收能量的目的，它的摩擦力大小依靠夹紧力量的大小来调节，而夹紧力量大小却依靠螺栓拧紧工序来实现调节，然而螺栓拧紧无法做到平衡和测量，太紧了则使钢丝绳与夹板成一体，钢丝绳容易被拉断；太松了钢丝绳很容易被拉出。

现有的能耗式吸能器还有一种使用弹簧压紧摩擦片式，这种结构方式由于压紧力是一定值，不能根据冲击能量自动调整压紧力大小，所以在计算摩擦力大小时均按冲击能量较大值设定阻力。如果按照冲击值较小值设定阻力，由于车辆下坠时有较大势能作用，如果阻力值太小，不能抵消车辆下坠运动时产生的势能，此时仍有可能再次发生事故；如果按照较大值设定阻力，则初始冲击能量大，缓冲距离短，破坏力仍能很大，达不到缓冲吸能效果，不能有效避免事故的发生。专利号为CN200995694Y，专利名称为“吸能器”的中国专利就是弹簧压紧摩擦片式的典型代表，它采用的技术方案是：它至少包括在筒体一端固定的法兰盘及大轴承，其特征是：在所以筒体另一端固定有小轴承，主轴穿过法兰盘、大轴承的中心，通过固定轴固定在筒体的小轴承上，在固定轴上套接有弹簧，弹簧的一端与筒体底部端板固定，另一端固定在主轴的下端，在主轴上固定有动摩擦片，筒体的档块上固定有静摩擦片，动摩擦片与静摩擦片交替连接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变阻力的能耗式吸能器，该能耗式吸能器的缓冲吸能具有根据外负荷冲击能量大小而自动变化的性能，可靠性强，吸能能力大，符合下坠缓冲吸能能量从小逐渐变大的运动规律，能完全有效地、及时地避免跑车事故的发生。

本发明的技术方案为：

一种可变阻力能耗式吸能器，包括中心螺杆、主动轮、上支承座、下支承座，其中：主动轮设有中心孔，中心孔上设有内螺母与中心螺杆固定连接；主动轮的一端设有外槽，外槽与主动摩擦片啮合；主动轮的另一端设有的滚筒，滚筒上可缠绕和固定钢丝绳；上支承座与下支承座通过中心螺杆进行固定连接；下支承座的内表面连接若干个旋转弹簧，旋转弹簧的另一端与被动承动盘连接；被动承动盘上设有被动摩擦片；被动摩擦片与主动摩擦片交替连接。

一种可变阻力能耗式吸能器，其中：还设有防转滑条，防转滑条的一端与上支承座固定连接，防转滑条使得被动承力盘只能在防转滑条的轴向上进行上下移动而不能旋转，另一端与下支承座固定连接；被动承力盘的外缘壁上还设有若干个滑槽，滑槽可与防转滑条配合连接。防转滑条即可防止被动承力盘旋转，又是上支承座和下支承座的连接件，上支承座和下支承座产生的张力由防转滑条承接。

一种可变阻力能耗式吸能器，其中：被动承动盘上开有可固定连接被动摩擦片的内槽。

一种可变阻力能耗式吸能器，其中：被动承动盘与中心螺杆外径之间设有定位中心滑孔。

一种可变阻力能耗式吸能器，其中：被动摩擦片与主动摩擦片是多层交叠动态连接，被动摩擦片与主动摩擦片可以是圆盘状。主被动摩擦片和被动摩擦片的采用的层数是根据吸收摩擦功大小来决定的。

一种可变阻力能耗式吸能器，其中：所述的滚筒的横截面是圆周状的。

一种可变阻力能耗式吸能器是通过设置地脚螺栓来实现固定安装在地面上的。

本发明的优点：本发明提供的一种可变阻力能耗式吸能器的缓冲吸能具有根据外负荷冲击能量大小而自动变化的性能，可靠性强，吸能能力大，符合下坠缓冲吸能能量从小逐渐变大的运动规律，能完全有效地、及时地避免跑车事故的发生，避免跑车造成破坏矿井的后果，同时保证人员和设备的安全。

附图说明；

附图1是本发明的内部结构示意图；

附图2是本发明中的主动轮的结构示意图；

附图3是本发明的使用状态结构示意图。

附图标记：中心螺杆1、主动轮2、主动摩擦片3、被动摩擦片4、被动承力盘5、螺旋弹簧6、下支承座7、防转滑条8、钢丝绳9、地脚螺栓10、滑槽11、中心孔12、内螺母13、外槽14、上支承座15、滚筒16、内槽17、定位中心滑孔18、阻拦门或阻拦网19、运输车20、轨道21、固定外板22、地面23。

具体实施方式

实施例1、一种可变阻力能耗式吸能器，包括中心螺杆1、主动轮2、上支承座15、下支承座7，其中：主动轮2设有中心孔12，中心孔12上设有内螺母13与中心螺杆1固定连接；主动轮2的一端设有外槽14，外槽14与主动摩擦片3啮合；主动轮2的另一端设有的滚筒16，滚筒16上可缠绕和固定钢丝绳9；上支承座15与下支承座7通过中心螺杆1进行固定连接；下支承座7的内表面连接若干个旋转弹簧6，旋转弹簧6的另一端与被动承动盘5连接；被动承动盘5上设有被动摩擦片4；被动摩擦片4与主动摩擦片3交替连接。

实施例2、一种可变阻力能耗式吸能器，其中：还设有防转滑条8，防转滑条8的一端与上支承座15固定连接，另一端与下支承座7固定连接；被动承力盘5的外缘壁上还设有若干个滑槽11，滑槽11可与防转滑条8配合连接。其余同实施例1。

实施例3、一种可变阻力能耗式吸能器，其中：被动承动盘5上开有可固定连接被动摩擦片4的内槽17。其余同实施例1。

实施例4、一种可变阻力能耗式吸能器，其中：被动承动盘5与中心螺杆1外径之间设有定位中心滑孔18。其余同实施例1。

实施例5、一种可变阻力能耗式吸能器，其中：被动摩擦片4与主动摩擦片3是多层交叠动态连接，被动摩擦片4与主动摩擦片3可以是圆盘状。其余同实施例1。

实施例6、一种可变阻力能耗式吸能器，其中：所述的滚筒16的横截面是圆周状的。其余同实施例1。

实施例7、一种可变阻力能耗式吸能器，其特征在于：被动摩擦片4与主动摩擦片3之间的作用力范围是40000N-80000N。N为力学单位牛顿。可以通过选择合适的旋转弹簧6来调节被动摩擦片4与主动摩擦片3之间的作用力范围。

如果采用作用力范围是40000N-80000N，本吸能器在成对使用情况下可满足阻力值从50％-100％连续变化设置，而总抗冲击动能仍符合最大1.2Mj的要求。因此在实际使用中抗冲击的瞬间能够使坠落物首先平稳减速达到软碰撞的目的，然后在规定的距离内逐步吸收坠落物的冲击动能，最后使坠落物完全减速停止，从而保证矿井和设备的安全。本吸能器的能实现的效果参数如下：(1)抗冲击动能：≥1.2Mj。(2)阻力值设置从50％-100％连续变化。(3)缓冲距离：0.3M≤S≤10M。

结合实施例解释本发明的工作原理：本发明提供的可变阻力能耗式吸能器在使用时是以成对的方式使用的，主动轮2的滚筒16上缠绕有钢丝绳9，钢丝绳9的一端与滚筒16相连接，钢丝绳9的另一端与阻拦门或阻拦网19相连接，当行使在轨道21上的运输车20冲撞阻拦门或阻拦网19时，强大的冲击能量由钢丝绳9传递给可变阻力能耗式吸能器被吸收，达到缓冲的目的。具体过程如下：当阻拦门或阻拦网19被运输车20冲撞后，强大的动能一定会带动主动轮2旋转，由于中心螺杆1是与上支承座15以及下支承座7是固定不动的，所以主动轮2只能一边旋转，一边在中心螺杆1的轴向力作用下向上或向下运动，假如中心螺杆1的轴向力迫使主动轮2向下运动，则压紧力使主动摩擦片3逐渐压紧，由于被动摩擦片4被固定在被动承力盘5，而被动承力盘5是通过滑槽11与防转滑条8配合连接的，所以被动摩擦片4不能旋转，而主动摩擦片3能够旋转，主动摩擦片3和被动摩擦片4即产生相对运动，而被动承力盘5是被下面的一组螺旋弹簧6支承，因此在主动摩擦片3和被动摩擦片4的接合面之间就建立起了正压力，正压力作用摩擦面上产生摩擦力，此时在摩擦片接合面上必将产生瞬时摩擦发热，消耗传递过来的能量。

本发明变阻力的原理：在本发明提供的可变阻力能耗式吸能器进行缓冲的工作进程中，正压力是不断变化的，也就是因为螺旋弹簧6的弹性力的大小变化是由外负荷即主动轮2来决定的，弹性力是与螺旋弹簧6的压缩行程成正比的，螺旋弹簧6的弹性系数决定本发明的吸收能量变化大小，能够选择性吸收初始能量大小，能起到不同的缓冲效果和不同的适应能力，从而起到可变阻力的目的。

本发明是通过与固定外板22固定，固定外板22通过与地脚螺栓10连接，来实现可变阻力能耗式吸能器被固定在轨道21旁边的地面23上的。

Claims (5)

1.一种可变阻力能耗式吸能器，包括中心螺杆(1)、主动轮(2)、上支承座(15)、下支承座(7)，其特征在于：主动轮(2)设有中心孔(12)，中心孔(12)上设有内螺母(13)与中心螺杆(1)固定连接；主动轮(2)的一端设有外槽(14)，外槽(14)与主动摩擦片(3)啮合；主动轮(2)的另一端设有的滚筒(16)，滚筒(16)上可缠绕和固定钢丝绳(9)；上支承座(15)与下支承座(7)通过中心螺杆(1)进行固定连接；下支承座(7)的内表面连接若干个旋转弹簧(6)，旋转弹簧(6)的另一端与被动承力盘(5)连接；被动承力盘(5)上设有被动摩擦片(4)；被动摩擦片(4)与主动摩擦片(3)交替连接；还设有防转滑条(8)，防转滑条(8)的一端与上支承座(15)固定连接，另一端与下支承座(7)固定连接；被动承力盘(5)的外缘壁上还设有若干个滑槽(11)，滑槽(11)与防转滑条(8)配合连接。

2.如权利要求1所述的一种可变阻力能耗式吸能器，其特征在于：被动承力盘(5)上开有固定连接被动摩擦片(4)的内槽(17)。

3.如权利要求1所述的一种可变阻力能耗式吸能器，其特征在于：被动承力盘(5)与中心螺杆(1)外径之间设有定位中心滑孔(18)。

4.如权利要求1所述的一种可变阻力能耗式吸能器，其特征在于：被动摩擦片(4)与主动摩擦片(3)是多层交叠动态连接，被动摩擦片(4)与主动摩擦片(3)是圆盘状。

5. 如权利要求1所述的一种可变阻力能耗式吸能器，其特征在于：所述的滚筒(16)的横截面是圆周状的。

6.如权利要求1所述的一种可变阻力能耗式吸能器，其特征在于：被动摩擦片(4)与主动摩擦片(3)之间的作用力范围是40000N-80000N。 

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