CN105947912A - 一种控制台操作的矿用双速调度绞车及操作方法 - Google Patents

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徐桂云
张晓光
刘力
蒋奇
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Abstract

一种控制台操作的矿用双速调度绞车及操作方法，解决现用矿用调度绞车司机必须站在滚筒后面，双手操作手把，存在的断绳打伤司机、绞车过载被拉倒伤着司机等安全隐患问题。发明的绞车包括电机、液力变矩器、变速变向箱、滚筒、驻车制动器、行车制动器、底座、控制台等。液力变矩器能无级变矩变速，在绞车启动、停车、换挡过程中起到平稳加速、减速的作用；变速变向箱包括正转、反转、快速、慢速四个离合器及五对啮合齿轮等。司机在控制台前，通过操作电机、驻车制动器的按钮，变速手把，变向手把，行车制动踏板，实现绞车两种速度运行，而且在运行中能进行两种快、慢速度的平稳变换。操作安全方便，成本低，实用性好。

Description

一种控制台操作的矿用双速调度绞车及操作方法
技术领域
本发明涉及了一种控制台操作的矿用双速调度绞车及操作方法，尤其是适用于煤矿井下。
背景技术
现用矿用调度绞车在煤矿井下应用广泛，传动机构类型较多，以图2所示的现用矿用调度绞车为例说明操作方法：司机必须站在滚筒5后面，左手操作制动器手把9，控制制动器11实现滚筒5的运转和停止，右手操作离合器手把10，控制离合器12实现行星架13的运转和停止。首先制动器11刹住滚筒5使其静止，离合器12松开，此时可启动电机1，行星架13空转，上提重物时使电机1正转，下放重物时使电机1反转，然后将离合器12逐渐刹住，制动器11逐渐松开，滚筒5便开始运行。如欲使滚筒5停止运行，应将离合器12松开，制动器11刹住，滚筒5即停止运行，如需微调重物位置，只需交替操作左右手把，使滚筒5时转时停即可。电机1启动后，严禁同时刹住左右手把，以免造成“闷车”使电机1烧毁。滚筒5的启动或停止，应平稳、缓和，使绳速逐渐增加或减少，不允许急剧地开车、停车，以防断绳、损坏传动零件等。制动器11同时还具有安全制动的作用，当绞车过载、电流增大等都会使电机1断电，此时制动器11进行紧急刹车，起到安全制动的作用。
司机必须站在滚筒后面双手操作刹车手把，操作现用调度绞车存在安全隐患：①断绳打伤司机。钢丝绳在滚筒处拉力最大，此处断绳打伤司机；②过载司机被拉倒。过载时钢丝绳将滚筒及其底座一同拉起，双手操作刹车手把的司机被拉倒；③乱绳伤着司机。钢丝绳容易出现打弯、乱绳，曾发生过钢丝绳打成环套在司机手腕上。存在的安全隐患由操作方式决定的是不可避免的。
针对现用调度绞车操作存在的安全隐患，有些企业研制出控制台操作的矿用调度绞车，例如采用变频器实现绞车的无级调速达到控制台操作，但井下防爆变频器价格昂贵，在煤矿井下推广困难；再例如采用液压马达实现绞车的无级调速实现控制台操作，由于液压油箱太大，不方便绞车经常搬家，散热条件不好，不适宜煤矿井下使用。
发明内容
技术问题：解决现用矿用调度绞车司机必须站在滚筒后面，左手操作制动器手把、右手操作离合器手把，存在的断绳打伤司机、绞车过载被拉倒伤着司机等安全隐患问题，存在的安全隐患由操作方式决定的是不可避免的。发明的控制台操作的矿用双速调度绞车，控制台安装在可视绞车传动的安全地方，司机在控制台前操作，从根本上解决了安全操作绞车的问题。
技术方案：控制台操作的矿用双速调度绞车传动路线是：电机的输出轴与液力变矩器的输入轴相联，液力变矩器的输出轴与变速变向箱的输入轴相联，变速变向箱的输出轴与滚筒的输入轴相联，滚筒的左端设置驻车制动器，滚筒右端设置行车制动器，以上部分均安装在底座上。控制台安装在可视绞车传动的安全地方。
液力变矩器最大输出与输入扭矩比和最大输入与输出转速比均为2-3倍，使电机与变速变向箱之间建立一个柔性的连接，并起到一定的无级变矩变速作用，在绞车启动、停车、换挡过程中起到平稳加速、减速的作用。但液力变矩器的输入轴只能一个方向转动，要求变速变向箱有变向功能。
变速变向箱中包括四个离合器及五对啮合齿轮，四个离合器为正转离合器、反转离合器、慢速离合器、快速离合器，五对啮合齿轮为Z1Z2、Z1Z3、Z4Z5、Z6Z7、Z8Z9。
滚筒的输入轴通过传动机构使滚筒转动，可以采用现用矿用调度绞车的传动机构，需将行星架的轴固定，也可以设计成其它传动机构；驻车制动器是常闭式的，采用电力液压推动器驱动的块式制动器，制动迅速；行车制动器是常开式的，采用气顶液钳盘式制动器，制动力矩调节方便。
控制台设置：行车制动踏板，根据踏下的程度调节制动力矩大小进行行车制动；驻车制动器松开按钮，驻车制动器刹车按钮；变速手柄，置中位慢速离合器和快速离合器都分离为空档，推到最前端慢速离合器接合为慢速档，拉到最后端快速离合器接合为快速档；换向手柄，推到最前端离合器接合为正转档，拉到最后端反转离合器接合为反转档；电机启动按钮，只有变速手柄置空档时按下电机启动按钮才能启动电机，电机停止按钮。
司机在控制台前操作。上提重物时，左手将换向手柄置正转档，右手将变速手柄置空档，右脚踏下行车制动踏板至最下端，右手按下驻车制动器松开按钮，左手按下电机启动按钮，然后将变速手柄置慢速档，同时逐渐抬起行车制动踏板，使滚筒平稳加速到慢速档工作转速，此时可在慢速档重载运行。若是轻载可加档降矩增速，将变速手柄置快速档，滚筒平稳加速到快速档工作转速，进行快速档轻载运行。若轨道坡度较大时，需降档增矩降速，逐渐踏下行车制动踏板，将变速手柄置慢速档，当滚筒平稳减少到慢速档工作转速时，抬起行车制动踏板，进行慢速档较大坡度轻载运行。在绞车运行过程中可按上述操作方法进行平稳换档。要使牵引重物停止在轨道某一位置：若处在快速档运行，先降档降速，逐渐踏下行车制动踏板，将变速手柄置慢速档，当滚筒平稳减少到慢速档工作转速时，持续或间断地踏行车制动踏板使滚筒平稳降低转速，当滚筒转速降低到一定程度时，将变速手柄置空挡，同时踏下行车制动踏板使绞车平稳停车，然后按下驻车制动器制动按钮和电机停止按钮，抬起行车制动踏板；若处在慢速档运行，与上述滚筒变到慢速档后的操作方法相同。下放重物时，只要将换向手柄置反转档，其它操作与上提重物时相同不再叙述，不同点是若轨道坡度较大时，重物下放的速度可通过持续或间断地踏行车制动踏板控制。正转和反转档互换应在绞车停车时进行。绞车运行过程中需要停车，但行车制动器制动失灵或制动力矩不足，可按下驻车制动器刹车按钮进行紧急制动，起到安全制动的作用。
有益效果：液力变矩器起到无级变矩变速作用，在绞车启动、停车、换挡过程中起到平稳加速、减速的作用。变速变向箱包括正转、反转、快速、慢速四个离合器及五对啮合齿轮等。司机在控制台前，通过操作电机、驻车制动器的按钮，变速手把，变向手把，行车制动踏板，实现绞车两种速度运行，而且在运行中能进行两种快、慢速度的平稳变换。操作安全方便，成本低，实用性好。
附图说明
图1为本发明的一种控制台操作的矿用双速调度绞车结构示意图。
图2为现用矿用调度绞车实物图和结构示意图。
图中：1－电机；2－液力变矩器；3－变速变向箱；4－驻车制动器；5－滚筒；6－行车制动器；7－底座；8－控制台；8-1－行车制动踏板；8-2-1－驻车制动器松开按钮；8-2-2－驻车制动器刹车按钮；8-3－变速手柄；M1－慢速离合器；M2－快速离合器；8-4－换向手柄；MF－正转离合器；MR－反转离合器；8-5-1－电机启动按钮；8-5-2－电机停止按钮；9－制动器手把；10－离合器手把；11－制动器；12－离合器；13－行星架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明。
如图1所示，控制台操作的矿用双速调度绞车传动路线是：电机1的输出轴与液力变矩器2的输入轴相联，液力变矩器2的输出轴与变速变向箱3的输入轴相联，变速变向箱3的输出轴与滚筒5的输入轴相联，滚筒5的左端设置驻车制动器4，滚筒5的右端设置行车制动器6，以上部分均安装在底座7上。设置控制台8，控制台8安装在可视绞车传动的安全地方。
液力变矩器2最大输出与输入扭矩比和最大输入与输出转速比均为2-3倍，使电机1与变速变向箱3之间建立一个柔性的连接，并起到一定的无级变矩变速作用，在绞车启动、停车、换挡过程中起到平稳加速、减速的作用。选用的液力变矩器2的输入轴只能一个方向转动，因为能够正反转的液力变矩器价格昂贵，为满足绞车的正反转，要求变速变向箱3有变向功能。
变速变向箱3中包括四个离合器及五对啮合齿轮，四个离合器为正转离合器MF、反转离合器MR、慢速离合器M1、快速离合器M2，五对啮合齿轮为Z1Z2、Z1Z3、Z4Z5、Z6Z7、Z8Z9。
滚筒5的输入轴通过传动机构使滚筒5转动，可以采用图2所示的现用矿用调度绞车的传动机构，需将行星架13的轴固定，也可以设计成其它传动机构；驻车制动器4是常闭式的，采用电力液压推动器驱动的块式制动器，制动迅速；行车制动器6是常开式的，采用气顶液钳盘式制动器，制动力矩调节方便。
控制台8设置：行车制动踏板8-1，根据踏下的程度调节制动力矩大小进行行车制动；驻车制动器松开按钮8-2-1，驻车制动器刹车按钮8-2-2；变速手柄8-3，置中位慢速离合器M1和快速离合器M2都分离为空档，推到最前端慢速离合器M1接合为慢速档，拉到最后端快速离合器M2接合为快速档；换向手柄8-4，推到最前端离合器MF接合为正转档，拉到最后端反转离合器MR接合为反转档；电机启动按钮8-5-1，只有变速手柄8-3置空档时按下电机启动按钮8-5-1才能启动电机，电机停止按钮8-5-2。
司机在控制台前操作。上提重物时，左手将换向手柄8-4置正转档，右手将变速手柄8-3置空档，右脚踏行车制动踏板8-1至最下端，右手按下驻车制动器松开按钮8-2-1，左手按下电机启动按钮8-5-1，然后将变速手柄8-3置慢速档，同时逐渐抬起行车制动踏板8-1，使滚筒5平稳加速到慢速档工作转速，此时可在慢速档重载运行；若是轻载可加档降矩增速，将变速手柄8-3置快速档，滚筒5平稳加速到快速档工作转速，进行快速档轻载运行；若轨道坡度较大时，需降档增矩降速，逐渐踏下行车制动踏板8-1，将变速手柄8-3置慢速档，当滚筒5平稳减少到慢速档工作转速时，抬起行车制动器脚踏板8-1，进行慢速档较大坡度轻载运行；在绞车运行过程中可按上述操作方法进行平稳换档；要使牵引重物停止在轨道某一位置：若处在快速档运行，先降档降速，逐渐踏下行车制动踏板8-1，将变速手柄8-3置慢速档，当滚筒5平稳减少到慢速档工作转速时，持续或间断地踏行车制动踏板8-1使滚筒5平稳降低转速，当滚筒5转速降低到一定程度时, 将变速手柄8-3置空挡，同时踏下行车制动踏板8-1使绞车平稳停车，然后按下驻车制动器刹车按钮8-2-2和按下电机停止按钮8-5-2，抬起行车制动踏板8-1；若处在慢速档运行，与上述滚筒5变到慢速档后的操作方法相同。下放重物时，只要将换向手柄8-4置反转档，其它操作与上提重物时相同不再叙述，不同点是若轨道坡度较大时，重物下放的速度可通过持续或间断地踏行车制动踏板8-1控制。
正转慢速、正转快速、反转慢速、反转快速共有四种运行方式，变速变向箱离合器接合和齿轮啮合传动路线依次为：正转慢速是Z1Z2MFM1Z6Z7Z8Z9；正转快速是Z1Z2MFZ4Z5M2Z 8Z9；反转慢速是Z1Z3MRZ5Z4M1Z6Z7Z8Z9；反转快速是Z1Z3MRM2Z 8Z9。
正转和反转档互换应在绞车停车时进行。绞车运行过程中须停车，但行车制动器（6）制动失灵或制动力矩不足，可按下驻车制动器制动按钮（8-2-2）进行紧急制动，起到安全制动的作用。

Claims (6)

1.一种控制台操作的矿用双速调度绞车，其特征在于：电机（1）的输出轴与液力变矩器（2）的输入轴相联，液力变矩器（2）的输出轴与变速变向箱（3）的输入轴相联，变速变向箱（3）的输出轴与滚筒（5）的输入轴相联，滚筒（5）的左端设置驻车制动器（4），滚筒（5）的右端设置行车制动器（6），以上部分均安装在底座（7）上，设置控制台（8），控制台（8）安装在可视绞车传动的安全地方。
2.根据权利要求1所述的一种控制台操作的矿用双速调度绞车，其特征在于：液力变矩器（2）最大输出与输入扭矩比和最大输入与输出转速比均为2-3倍，使电机（1）与变速变向箱（3）之间建立一个柔性的连接，并起到一定的无级变矩变速作用，在绞车启动、停车、换挡过程中起到平稳加速、减速的作用，但液力变矩器（2）的输入轴只能一个方向转动，要求变速变向箱（3）有变向功能。
3.根据权利要求1所述的一种控制台操作的矿用双速调度绞车，其特征在于：变速变向箱（3）中包括四个离合器及五对啮合齿轮，四个离合器为正转离合器（MF）、反转离合器（MR）、慢速离合器（M1）、快速离合器（M2），五对啮合齿轮为（Z1）（Z2）、（Z1）（Z3）、（Z4）（Z5）、（Z6）（Z7）、（Z8）（Z9）。
4.根据权利要求1所述的一种控制台操作的矿用双速调度绞车，其特征在于：滚筒（5）的输入轴通过传动机构使滚筒（5）转动，可以采用现用矿用调度绞车的传动机构，需将行星架（13）的轴固定，也可以设计成其它传动机构；驻车制动器（4）是常闭式的，采用电力液压推动器驱动的块式制动器，制动迅速；行车制动器（6）是常开式的，采用气顶液钳盘式制动器，制动力矩调节方便。
5.根据权利要求2所述的一种控制台操作的矿用双速调度绞车，其特征在于控制台（8）设置：行车制动踏板（8-1），根据踏下的程度调节制动力矩大小进行行车制动；驻车制动器松开按钮（8-2-1），驻车制动器刹车按钮（8-2-2）；变速手柄（8-3），置中位慢速离合器（M1）和快速离合器（M2）都分离为空档，推到最前端慢速离合器（M1）接合为慢速档，拉到最后端快速离合器（M2）接合为快速档；换向手柄（8-4），推到最前端离合器（MF）接合为正转档，拉到最后端反转离合器（MR）接合为反转档；电机启动按钮（8-5-1），只有变速手柄（8-3）置空档时按下电机启动按钮（8-5-1）才能启动电机，电机停止按钮（8-5-2）。
6.根据权利要求1所述的一种控制台操作的矿用双速调度绞车操作方法，其特征在于：司机在控制台前操作，上提重物时，左手将换向手柄（8-4）置正转档，右手将变速手柄（8-3）置空档，右脚踏下行车制动踏板（8-1）至最下端，右手按下驻车制动器松开按钮（8-2-1），左手按下电机启动按钮（8-5-1），然后将变速手柄（8-3）置慢速档，同时逐渐抬起行车制动踏板（8-1），使滚筒（5）平稳加速到慢速档工作转速，此时可在慢速档重载运行，若是轻载可加档降矩增速，将变速手柄（8-3）置快速档，滚筒（5）平稳加速到快速档工作转速，进行快速档轻载运行，若轨道坡度较大时，需降档增矩降速，逐渐踏下行车制动踏板（8-1），将变速手柄（8-3）置慢速档，当滚筒（5）平稳减少到慢速档工作转速时，抬起行车制动踏板（8-1），进行慢速档较大坡度轻载运行，在绞车运行过程中可按上述操作方法进行平稳换档，要使牵引重物停止在轨道某一位置：若处在快速档运行，先降档降速，逐渐踏下行车制动踏板（8-1），将变速手柄（8-3）置慢速档，当滚筒（5）平稳减少到慢速档工作转速时，持续或间断地踏行车制动踏板（8-1）使滚筒（5）平稳降低转速，当滚筒（5）转速降低到一定程度时，将变速手柄（8-3）置空挡，同时踏下行车制动踏板（8-1）使绞车平稳停车，然后按下驻车制动器刹车按钮（8-2-2）和电机停止按钮（8-5-2），抬起行车制动踏板（8-1）；若处在慢速档运行，与上述滚筒（5）变到慢速档后的操作方法相同，下放重物时，只要将换向手柄（8-4）置反转档，其它操作与上提重物时相同不再叙述，不同点是若轨道坡度较大时，重物下放的速度可通过持续或间断地踏行车制动踏板（8-1）控制，正转和反转档互换应在绞车停车时进行，绞车运行过程中须停车，但行车制动器（6）制动失灵或制动力矩不足，可按下驻车制动器刹车按钮（8-2-2）进行紧急制动，起到安全制动的作用。
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