CN110217260B - 一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏 - Google Patents

Abstract

本发明一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏涉及挡车栏技术领域，具体涉及一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，包括接通矿车轨道的网架，所述网架通过传动机构与驱动机构相连；还包括感应机构；本发明结构简单，正常状态下，挡车栏处于打开状态，即拦车状态，当矿车正常速度运行下行或上行时挡车栏关闭，矿车通过后又打开，因为挡车栏关闭时与矿车轨道平面重合，所以不会因为矿车物料超宽而应影响矿车的上行和下行；当出现跑车时，挡车栏不会关闭，矿车撞上挡车栏，进行拦车；同时在使用过程中，利用传动件上的错向保护装置实现对电机的保护，防止电机过载而造成电机损坏。

Description

一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏

技术领域

本发明涉及挡车栏技术领域，具体涉及一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏。

背景技术

矿山斜井轨道运输过程中，由于种种原因，可能会产生矿车脱离牵引控制，失控的矿车沿轨道飞速下滑，打坏井筒设施，并对下车场内工作人员造成极大的生命威胁，因此跑车防护装置是一个非常重要的安全措施，而挡车栏则是跑车防护装置的最重要的部件。

目前已形成商品化的跑车防护装置的挡车栏，基本上是采用钢丝绳网的柔性挡车栏。挡车栏按其开启方式，分为上开网和底升式两类。例如专利号为ZL200420098544.8以及专利号ZL200420024102.9所示意的挡车栏为上开网方式。上开网方式的挡车栏，采用挡网顶升方式，挡网自巷道顶部落下和升起，挡网打开时矿车自挡网下方通过。该种启闭挡网的方式因挡网及钢丝绳占用巷道顶部和两侧空间，当挡网未开启到位或矿车物料超宽超高，极易造成矿车刮网反拉，造成不必要的麻烦，甚至人为造成断绳跑车事故。由于挡网在巷道顶部和轨道之间起落，启闭行程长，以致开启提前量较长，形成较大防护死区。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单，有效防止电机过载，不会因矿车物料超宽而影响矿车下行或下行，能够有效防止矿车跑车现象的一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏。

本发明一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，包括接通矿车轨道的网架，所述网架通过传动机构与驱动机构相连；还包括感应机构；

所述网架包括整体底座和挡车栏，所述整体底座的上表面上固定设置有挡车栏轨道，挡车栏轨道的两端均与矿车轨道相连通，挡车栏轨道上设置有切割掉部分挡车栏轨道的控制缺口，所述挡车栏与控制切口相匹配设置；

所述传动机构包括传动轴，挡车栏与传动轴相连，所述传动轴通过套接在传动轴上的轴承和轴承安装座与整体底座转动相连，传动轴与挡车栏轨道垂直设置；

所述驱动机构上设置有输出轴，所述输出轴通过传动件与传动轴的一端相连，所述传动件上有错向保护设置；

所述传动轴绕其中心轴线转动的角度为90度，当传动轴旋转，挡车栏填充或者抬起远离控制缺口进而接通或断开挡车栏轨道的挡车栏。

优选地，传动件包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮套接在输出轴的一端上，从动齿轮套接在传动轴的一端上，所述主动齿轮和从动齿轮相 互啮合。

优选地，错向保护设置包括从动齿轮上轮齿的设置，所述从动齿轮上的轮齿沿从动齿轮的周向设置，设置轮齿的从动齿轮部分对应的圆心角小于180度且不小于90度，且从动齿轮的半径大于主动齿轮的半径。

优选地，错向保护设置还包括主动齿轮与输出轴通过螺纹相连，所述主动齿轮上设置有内螺纹，输出轴上设置有外螺纹，所述外螺纹和内螺纹相匹配，当主动齿轮转动，驱动挡车栏从控制缺口抬起远离时，主动齿受到从动齿轮反作用力使得主动齿轮旋紧。

优选地，驱动机构为防爆电机，所述防爆电机通过防爆电机安装座固定设置在整体底座上，所述防爆电机上连接有一减速器，所述输出轴上还套接有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧一端与减速器相抵，另一端与主动齿轮相抵。

优选地，减速器为蜗轮蜗杆减速器。

或者优选地，挡车栏包括三个相互平行设置的卡绳槽钢，三个卡绳槽钢通过两个相互平行的轨道条相连，且轨道条均与卡绳槽钢垂直，轨道条与挡车栏轨道对应设置；当挡车栏填充在控制缺口内，卡绳槽钢均横跨挡车栏轨道，且轨道条接通挡车栏轨道。

优选地，挡车栏通过两个相互平行设置的旋转固定轴与传动轴相连，所述旋转固定轴分别与三个卡绳槽钢固定相连，且两个轨道条设置在两个旋转固定轴之间的卡绳槽钢上；

所述旋转固定轴的一端为阶梯状设置，所述传动轴上设置有两个阶梯固定孔，阶梯固定孔的中心轴线与传动轴的中心轴线垂直，两个旋转固定轴设置为阶梯状的一端分别设置在两个阶梯固定孔中。

优选地，所述整体底座上位于挡车栏轨道两侧分别对应设置有两个网架限位板，所述挡车栏上设置有两个挡车栏限位板，当挡车栏填充在控制缺口内，两个挡车栏限位板分别卡合在挡车栏轨道两侧的两个网架限位板之间的区域。

优选地，矿车轨道两侧对应设置有吸能器，所述吸能器通过穿过卡绳槽钢的钢丝绳与挡车栏相连，挡车栏轨道的两端分别通过轨道夹板与矿车轨道相连。

本发明结构简单，正常状态下，挡车栏处于打开状态，即拦车状态，当矿车正常速度运行下行或上行时挡车栏关闭，矿车通过后又打开，因为挡车栏关闭时与矿车轨道平面重合，所以不会因为矿车物料超宽而应影响矿车的上行和下行；当出现跑车时，挡车栏不会关闭，矿车撞上挡车栏，进行拦车；同时在使用过程中，利用传动件上的错向保护装置实现对电机的保护，防止电机过载而造成电机损坏。

附图说明

图1为本发明使用状态结构示意图。

图2为本发明结构示意图。

图3为挡车栏结构示意图。

图4为电机与减速器连接示意图。

图5为传动轴结构示意图。

图6为从动齿轮结构示意图。

附图标记：1-矿车，2-矿车轨道，3-吸能器，4-位置传感器，5-控制器，6-挡车栏，7-整体底座，8-传动轴，13-挡车栏轨道，14-卡板， 16-防爆电机安装座，18-卡绳槽钢，19-轨道条，20-旋转固定轴，21-主动齿轮，22-输出轴，23-蝶形弹簧，24-蜗轮蜗杆减速器，25-防爆电机，26-从动齿轮，28-阶梯固定孔。

具体实施方式

本发明一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏6，包括接通矿车轨道2的网架，所述网架通过传动机构与驱动机构相连；还包括感应机构；

所述网架包括整体底座7和挡车栏6，所述整体底座7的上表面上固定设置有挡车栏轨道13，挡车栏轨道13的两端均与矿车轨道2相连通，挡车栏轨道13上设置有切割掉部分挡车栏轨道13的控制缺口，所述挡车栏6与控制切口相匹配设置；

所述传动机构包括传动轴8，挡车栏6与传动轴8相连，所述传动轴8通过套接在传动轴8上的轴承和轴承安装座与整体底座7转动相连，传动轴8与挡车栏轨道13垂直设置；

所述驱动机构上设置有输出轴22，所述输出轴22通过传动件与传动轴8的一端相连，所述传动件上有错向保护设置；

所述传动轴8绕其中心轴线转动的角度为90度，当传动轴8旋转，挡车栏6填充或者抬起远离控制缺口进而接通或断开挡车栏轨道13的挡车栏6。

传动件包括主动齿轮21和从动齿轮26，所述主动齿轮21套接在输出轴22的一端上，从动齿轮26套接在传动轴8的一端上，所述主动齿轮21和从动齿轮26相 互啮合。

错向保护设置包括从动齿轮26上轮齿的设置，所述从动齿轮26上的轮齿沿从动齿轮26的周向设置，设置轮齿的从动齿轮26部分对应的圆心角小于180度且不小于90度，且从动齿轮26的半径大于从动齿轮26的半径。

错向保护设置还包括主动齿轮21与输出轴22通过螺纹相连，所述主动齿轮21上设置有内螺纹，输出轴22上设置有外螺纹，所述外螺纹和内螺纹相匹配，当主动齿轮21转动，驱动挡车栏6从控制缺口抬起远离时，主动齿受到从动齿轮26反作用力使得主动齿轮21旋紧。

驱动机构为防爆电机25，所述防爆电机25通过防爆电机安装座16固定设置在整体底座7上，所述防爆电机25上连接有一减速器，所述输出轴22上还套接有蝶形弹簧23，所述蝶形弹簧23一端与减速器相抵，另一端与主动齿轮21相抵。

减速器为蜗轮蜗杆减速器24。

挡车栏6包括三个相互平行设置的卡绳槽钢18，三个卡绳槽钢18通过两个相互平行的轨道条19相连，且轨道条19均与卡绳槽钢18垂直，轨道条19与挡车栏轨道13对应设置；当挡车栏6填充在控制缺口内，卡绳槽钢18均横跨挡车栏轨道13，且轨道条19接通挡车栏轨道13。

挡车栏6通过两个相互平行设置的旋转固定轴20与传动轴8相连，所述旋转固定轴20分别与三个卡绳槽钢18固定相连，且两个轨道条19设置在两个旋转固定轴20之间的卡绳槽钢18上；

所述旋转固定轴20的一端为阶梯状设置，所述传动轴8上设置有两个阶梯固定孔28，阶梯固定孔28的中心轴线与传动轴8的中心轴线垂直，两个旋转固定轴20设置为阶梯状的一端分别设置在两个阶梯固定孔28中。

所述整体底座7上位于挡车栏轨道13两侧分别对应设置有两个网架限位板14，所述挡车栏6上设置有两个挡车栏限位板，当挡车栏6填充在控制缺口内，两个挡车栏限位板分别卡合在挡车栏轨道两侧的两个网架限位板之间的区域，从而使得当矿车1经过挡车栏轨道13，若矿车1出现倾斜，网架限位板14保护挡车栏轨道13不偏离控制缺口。

矿车轨道2两侧对应设置有吸能器3，所述吸能器3通过穿过卡绳槽钢18的钢丝绳与挡车栏6相连，挡车栏轨道13的两端分别通过轨道夹板与矿车轨道2相连。

感应机构包括安装在矿车轨道2一侧，且沿矿车轨道2长度方向布置的两个位置传感器4、电机相连的控制器5以及设置在传动轴8一侧的两个感应传感器，感应限位板焊接在传动轴8上，和传动轴8一起转动，两个感应传感器固定设置在感应安装支架上，感应安装支架焊接在靠近传动轴8的整体底座7上，一个感应传感器的设置位置为：当挡车栏6全开时，该感应传感器感应到感应限位板，并向控制器5发出信号；另一个感应传感器的设置位置为：当挡车栏6全关时，该感应传感器感应到感应限位板，并向控制器5发出信号。

本发明安装前，应根据现场计算所得防护距离选好安装位置，在选好的安装位置的矿车轨道2正下方挖出基础坑，将矿车轨道2切割掉和挡车栏轨道13等长的部分，把本装置放在基础坑内，垫平使挡车栏轨道13和矿车轨道2在一个平面上，用轨道夹板把矿车轨道2和挡车栏轨道13的两端连接起来，并用水泥浇筑基础坑。

在正常运作时，挡车栏6处于打开状态，矿车1正常速度运行下行或上行时，当矿车1到达一个位置传感器4于设定位置时，该位置传感器4会发出信号给控制器5，控制器5控制电机开始动作，通过驱动主动齿轮21旋转，进而带动传动轴8转动，使挡车栏6旋转，当挡车栏6的导轨条旋转至控制缺口内，并接通挡车栏轨道13时，一个感应传感器会发出信号给控制器5，控制器5控制电机停止动作，此时，挡车栏6关闭，矿车1正常速度运行下行或上行通过；在矿车1通过后到达另一位置的位置传感器4时，该位置传感器4会给控制器5发出信号，控制器5控制电机反向转动，通过驱动主动齿轮21旋转，进而带动传动轴8转动，使挡车栏6旋转，当挡车栏6旋转到给定位置时，另一感应传感器发出信号给控制器5，控制器5控制电机停止运动。

传动轴8穿过轴承安装座上的轴承转动设置在整体底座7上，传动轴8通过从动齿轮26和主动齿轮21与减速器相连，减速器与电机连接。

所述传动轴8上设置有两个阶梯通孔，所述旋转固定轴20的一端设置成与阶梯通孔相匹配的阶梯轴端，所述旋转固定轴20的阶梯轴端伸入阶梯通孔中，实现挡车栏6与传动轴8的连接，并通过螺栓相连，当挡车栏6受到矿车1的冲击，由于旋转固定轴20和传动轴8连接处的旋转固定轴20的阶梯轴端直径较细，碰撞后易断裂，从而实现旋转固定轴20和传动轴8的断开。

轴承安装座和整体底座7焊接在一起，并通过水泥浇筑实现固定。

轴承安装座可以使档车栏平稳旋转同时也可起支撑作用，感应传感器在整体底座7上易于安装。

所述矿车1导轨两侧对称设有吸能器3，所述吸能器3通过穿过卡绳槽钢18的钢丝绳与挡车栏6连接。

当出现跑车时，挡车栏6来不及关闭，矿车1撞上挡车栏6，由于挡车栏6和传动轴8通过螺栓连接，挡车栏6受到矿车1的冲击会在旋转固定轴20和传动轴8连接处断开，后随着矿车1移动，此时吸能器3开始工作，通过穿过卡绳槽钢18的钢丝绳与挡车栏6连接拦住矿车1，从而起到防止跑车的目的。

吸能器3安装在挡车栏6前方的过道两侧，本实施例中吸能器3的具体结构组成可参考专利号ZL200720031081.7，也可使用其他市售的防跑车装置吸能器3。

控制器5为PLC控制器5。

正常状态下，挡车栏6处于打开状态，即拦车状态，当矿车1正常速度运行下行或上行时挡车栏6关闭，矿车1通过后挡车栏6又打开，因为挡车栏6关闭时与矿车轨道2平面重合，所以不会因为矿车1物料超宽而应影响矿车1的上行和下行。

当出现跑车时，挡车栏6来不及关闭，矿车1撞上挡车栏6，挡车栏6受到矿车1的冲击会和旋转固定件断开，后随着矿车1移动，此时吸能器3开始工作，从而起到防止跑车的目的。

主动齿轮21与减速机输出轴22采用螺纹固定方式，根据具体执行机构组件安装的左、右侧的不同选用左旋或右旋螺纹，左、右旋螺纹的选取原则为主动齿轮21驱动挡车栏6抬起时，主动齿轮21受到从动齿轮26的反作用力方向正好是将主动齿轮21旋紧的方向，反之会旋松旋出；在主动齿轮21后减速机输出轴22的轴肩之间反向安装两个蝶形弹簧23，当主动齿轮21被旋紧时碟形弹簧被压缩，弹簧力的作用使主动齿轮21和减速机输出轴22螺纹之间产生预紧力。当挡车栏6关闭时预紧力很大，螺纹处不会松动，主动齿轮21，驱动从动齿轮26使挡车栏6落下，落下到位后，若感应传感器的关闭信号未能及时给电机断电，此时电机继续旋转，主动齿轮21被旋松，从而保护传动部件。

假设挡车栏6处于水平关闭状态，此时启动电机，电机旋转带动减速机运行从而减速机输出轴22带动主动齿轮21旋转，如果主动齿轮21的旋向正好是使挡车栏6继续水平关闭，那么如果主动齿轮21与减速机输出轴22采用键的联接方式，电机就会因超负荷无法转动而损坏，本发明采用的是螺纹固定方式，且左、右旋螺纹的选取原则为主动齿轮21驱动挡车栏6抬起时，主动齿轮21受到从动齿轮26的反作用力方向正好是将主动齿轮21旋紧的方向，反之会旋松旋出，也就是说此时电机输出轴22的旋转通过螺纹传动会将主动齿轮21退出传动轴8从而使主动齿轮21和从动齿轮26脱开而保护了电机。

假设挡车栏6处于水平关闭状态，此时启动电机，电机旋转带动减速机运行从而减速机输出轴22带动主动齿轮21旋转，如果主动齿轮21的旋向正好是使挡车栏6抬起，而由于左、右旋螺纹的选取原则为主动齿轮21驱动挡车栏6抬起时，主动齿轮21受到从动齿轮26的反作用力方向正好是将主动齿轮21旋紧，这时主动齿轮21继续转动，带动从动齿轮26旋转，挡车栏6被抬起。所以挡车栏6正常抬起处于竖直状态后停止。

本发明结构简单，正常状态下，挡车栏6处于打开状态，即拦车状态，当矿车1正常速度运行下行或上行时挡车栏6关闭，矿车1通过后又打开，因为挡车栏6关闭时与矿车轨道2平面重合，所以不会因为矿车1物料超宽而应影响矿车1的上行和下行；当出现跑车时，挡车栏6不会关闭，矿车1撞上挡车栏6，进行拦车；同时在使用过程中，利用传动件上的错向保护装置实现对电机的保护，防止电机过载而造成电机损坏。

Claims (9)

1.一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，包括接通矿车轨道（2）的网架，所述网架通过传动机构与驱动机构相连；还包括感应机构；其特征在于，

所述网架包括整体底座（7）和挡车栏（6），所述整体底座（7）的上表面上固定设置有挡车栏轨道（13），挡车栏轨道（13）的两端均与矿车轨道（2）相连通，挡车栏轨道（13）上设置有切割掉部分挡车栏轨道（13）的控制缺口，所述挡车栏（6）与控制切口相匹配设置；

所述传动机构包括传动轴（8），挡车栏（6）与传动轴（8）相连，所述传动轴（8）通过套接在传动轴（8）上的轴承和轴承安装座与整体底座（7）转动相连，传动轴（8）与挡车栏轨道（13）垂直设置；

所述驱动机构上设置有输出轴（22），所述输出轴（22）通过传动件与传动轴（8）的一端相连，所述传动件上有错向保护设置；

所述传动轴（8）绕其中心轴线转动的角度为90度，当传动轴（8）旋转，挡车栏（6）填充或者抬起远离控制缺口进而接通或断开挡车栏轨道（13）的挡车栏（6）；

错向保护设置包括主动齿轮（21）与输出轴（22）通过螺纹相连，所述主动齿轮（21）上设置有内螺纹，输出轴（22）上设置有外螺纹，所述外螺纹和内螺纹相匹配，当主动齿轮（21）转动，驱动挡车栏（6）从控制缺口抬起远离时，主动齿受到从动齿轮（26）反作用力使得主动齿轮（21）旋紧，反之会旋松旋出，电机输出轴（22）的旋转通过螺纹传动会将主动齿轮（21）退出传动轴（8）从而使主动齿轮（21）和从动齿轮（26）脱开而保护电机。

2.如权利要求1所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述传动件包括主动齿轮（21）和从动齿轮（26），所述主动齿轮（21）套接在输出轴（22）的一端上，从动齿轮（26）套接在传动轴（8）的一端上，所述主动齿轮（21）和从动齿轮（26）相互啮合。

3.如权利要求2所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述错向保护设置还包括从动齿轮（26）上轮齿的设置，所述从动齿轮（26）上的轮齿沿从动齿轮（26）的周向设置，设置轮齿的从动齿轮（26）部分对应的圆心角小于180度且不小于90度，且从动齿轮（26）的半径大于主动齿轮（21）的半径。

4.如权利要求3所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述驱动机构为防爆电机（25），所述防爆电机（25）通过防爆电机安装座（16）固定设置在整体底座（7）上，所述防爆电机（25）上连接有一减速器，所述输出轴（22）上还套接有蝶形弹簧（23），所述蝶形弹簧（23）一端与减速器相抵，另一端与主动齿轮（21）相抵。

5.如权利要求4所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述减速器为蜗轮蜗杆减速器（24）。

6.如权利要求1-5任意一项所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述挡车栏（6）包括三个相互平行设置的卡绳槽钢（18），三个卡绳槽钢（18）通过两个相互平行的轨道条（19）相连，且轨道条（19）均与卡绳槽钢（18）垂直，轨道条（19）与挡车栏轨道（13）对应设置；当挡车栏（6）填充在控制缺口内，卡绳槽钢（18）均横跨挡车栏轨道（13），且轨道条（19）接通挡车栏轨道（13）。

7.如权利要求6所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述挡车栏（6）通过两个相互平行设置的旋转固定轴（20）与传动轴（8）相连，所述旋转固定轴（20）分别与三个卡绳槽钢（18）固定相连，且两个轨道条（19）设置在两个旋转固定轴（20）之间的卡绳槽钢（18）上；

所述旋转固定轴（20）的一端为阶梯状设置，所述传动轴（8）上设置有两个阶梯固定孔（28），阶梯固定孔（28）的中心轴线与传动轴（8）的中心轴线垂直，两个旋转固定轴（20）设置为阶梯状的一端分别设置在两个阶梯固定孔（28）中。

8.如权利要求7所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述整体底座（7）上位于挡车栏轨道（13）两侧分别对应设置有两个网架限位板（14），所述挡车栏（6）上设置有两个挡车栏限位板，当挡车栏（6）填充在控制缺口内，两个挡车栏限位板分别卡合在挡车栏轨道两侧的两个网架限位板之间的区域。

9.如权利要求8所述一种具有错向保护设置的电机直驱底升式挡车栏，其特征在于，所述矿车轨道（2）两侧对应设置有吸能器（3），所述吸能器（3）通过穿过卡绳槽钢（18）的钢丝绳与挡车栏（6）相连，挡车栏轨道（13）的两端分别通过轨道夹板与矿车轨道（2）相连。