CN110844752B - 液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置及方法，适用于钢丝绳罐道，采用扁平化干涉抑摆装置进行90°回转既能在展开时沿径向对尾绳进行限位，又能在收回时归于罐道梁侧面，采用液压驱动使限位轴进行水平回转从尾绳两侧逐步夹持限位，采用限位液压缸设置拉簧，限位轴顶端设置配重，能在断电紧急工况下，使限位轴在拉簧拉力作用下恢复到松开态，支撑轴在配重重力作用下回转到罐道梁侧面，避免干扰提升容器运行，从而对悬垂段扁尾绳摆动进行多点导向控制，从根源上较大程度限制尾绳摆动，结构新颖，性能可靠，保障了立井提升扁尾绳配重平衡系统的安全运行。

Description

液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种矿井提升装备技术，具体涉及一种适用于立井提升机的液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置及方法。

背景技术

立井提升机作为矿井提升装备，主要由电动机、主轴装置、钢丝绳、提升容器、尾绳和导轨构成，担负着提升矿石、下放材料、升降人员和设备的重要任务，是矿山井下与地面的连接枢纽。尾绳作为立井提升机的配重，其两端通过悬挂装置安装于两个提升容器底部，在立井循环的提升和下放过程中起着关键的配重平衡作用。

尾绳分为圆尾绳和扁尾绳两大类。扁尾绳一般设置为两根，其悬挂点可以沿悬挂装置销轴轴心自由摆动。当重载提升容器在窄长井筒中高速运行时，容器本体易于在井筒中横向摆动，而扁尾绳作为安装在提升容器底部的配重，跟随提升容器横向摆动，导致两尾绳在容器本体提升下放过程易于发生碰摩、扭结，从而导致扁尾绳出现磨损、断丝、断股甚至拉断，严重威胁配重系统的安全性。《煤矿安全规程》规定，尾绳每周必须检查1次，断丝超10%报废，或者当断丝数突然增加或者伸长突然加快时，须立即更换，一般报废标准为4年。为保障配重尾绳安全并延长使用寿命，针对扁尾绳摆动控制，现有研究主要在井筒底部设置单层或双层由横纵向滚筒构成的框架限位装置控制尾绳摆动，如专利授权号为ZL201820982001.4、ZL200920306269.7的尾绳隔离保护装置。 但是，上述研究尚存在以下问题：第一，在井筒底部安装框架限位装置，主要利用分绳原理避免弯曲段扁尾绳扭结，并没有从根源上限制扁尾绳摆动，特别是随着开采深度的不断加大，高速重载提升导致扁尾绳大摆动，使占绝大比例的悬垂段扁尾绳之间存在碰摩问题，导致扁尾绳寿命减少；第二，扁尾绳的编织形式也决定了其难以采用导向轮进行同步导向和张紧。因而，有必要研究一种扁尾绳摆动控制装置，针对占绝大比例的悬垂段扁尾绳摆动进行多点导向控制，从根源上较大程度限制扁尾绳摆动，适用窄长井筒且不干扰配重系统的正常运行，并能够容许扁尾绳伸长变形的差异以及纵向窜动，从而保障立井提升配重平衡系统的安全运行，而目前缺乏相应的控制装置。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、可靠性强的液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置悬臂水平纵向固定在钢丝绳罐道中部的罐道梁上，扁尾绳摆动控制装置包括支撑电机、支座、夹板、螺栓、支撑轴支座、支撑轴、干涉抑摆支架、限位液压缸、限位轴、拉簧、带衬垫托辊、挡轮、挡轮衬垫和配重；所述的支座沿水平纵向布置，支座上沿竖直方向一侧设有夹板和螺栓，沿竖直方向另一侧设有支撑轴支座，支撑电机安装于支座上，且支撑电机和支撑轴同轴布置于支撑轴支座，干涉抑摆支架固定于支撑轴上，随支撑轴一同摆动，干涉抑摆支架呈长方形框架结构，两个限位液压缸的缸套和两个限位轴依次对称布置于干涉抑摆支架的两边上，两个限位液压缸的缸套底端与活塞杆顶端之间设有拉簧，两个限位液压缸的活塞杆顶端分别与对称设置的两根限位轴销轴连接，两个限位轴的一端对称设在干涉抑摆支架上，两个限位轴的另一端对称设有配重，两个限位轴靠近配重一侧分别设有两个带衬垫托辊，两个带衬垫托辊之间夹持有挡轮。

所述的挡轮外侧设有挡轮衬垫。

使用上述液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置的控制方法，包括如下步骤：

（a）将扁尾绳摆动控制装置中的支座沿水平纵向通过夹板夹持安装于罐道梁上，并通过螺栓固定，支撑电机和支撑轴同轴安装在支撑轴支座上，并将支撑电机固定在支座上，经干涉抑摆支架依次对称安装两个限位液压缸的缸套和两个限位轴，通过销轴连接限位液压缸的活塞杆和限位轴，将带衬垫托辊、挡轮和配重依次安装于限位轴的另一端；

（b）依据井筒的深度和提升速度，在竖直井筒中布置多个扁尾绳摆动控制装置；

（c）在初始阶段，限位轴处于松开态，此时限位轴沿水平纵向远离扁尾绳，干涉抑摆支架处于收回态，此时干涉抑摆支架沿竖直方向归于罐道梁侧面；

（d）当需要对扁尾绳进行摆动控制时，支撑电机通过支撑轴带动干涉抑摆支架进行90°回转，使干涉抑摆支架由收回态变为展开态，此时干涉抑摆支架沿水平横向展开，限位液压缸的活塞杆伸出，限位液压缸通过销轴推动限位轴由松开态变为限位态，拉簧伸展产生拉力，限位轴从扁尾绳两侧逐步夹持限位，最终沿井筒径向对扁尾绳进行限位，此时扁尾绳在带衬垫托辊和挡轮围定的范围内有限摆动，当扁尾绳碰触到带衬垫托辊或挡轮时，由于带衬垫托辊或挡轮会自由滚动，能对扁尾绳进行自由导向，并能够容许扁尾绳沿竖直方向的纵向窜动以及多扁尾绳之间伸长变形的差异；

（e）当容器本体接近，需要将扁尾绳摆动控制装置收回时，限位液压缸的活塞杆缩回，通过销轴拖动限位轴由限位态变为松开态，拉簧恢复到压缩状态，最终限位轴沿水平纵向远离扁尾绳，支撑电机通过支撑轴带动干涉抑摆支架进行90°回转，使干涉抑摆支架由展开态变为收回态，此时，干涉抑摆支架沿竖直方向归于罐道梁侧面，容器本体沿竖直方向自由提升或下放；

（f）当出现断电紧急工况时，如果此时干涉抑摆支架处于收回态，干涉抑摆支架将不展开，如果干涉抑摆支架处于展开态或展开过程，此时支撑电机无电会自由摆动、限位液压缸活塞杆会自由收缩，限位液压缸活塞杆在拉簧的拉力作用下恢复到压缩状态，使限位轴恢复到松开态，同时，支撑轴将在配重的重力作用下回转，干涉抑摆支架将恢复到收回态，此时，限位轴在拉簧的作用下沿水平纵向远离扁尾绳，干涉抑摆支架在配重的作用下沿竖直方向归于罐道梁侧面，容器本体沿竖直方向自由提升或下放。

所述在竖直井筒中布置多个扁尾绳摆动控制装置为2~6个。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明适用于钢丝绳罐道，通过扁平化干涉抑摆装置进行90°回转既能在展开时沿径向对尾绳进行限位，增强限位效果，又能在收回时归于罐道梁侧面，不干扰提升容器的正常运行；采用液压驱动使限位轴进行水平回转从尾绳两侧逐步夹持限位，能在尾绳动态摆动过程中进行逐步限位；限位轴上设置托辊可以对尾绳进行自由导向，能够容许扁尾绳的纵向窜动以及多尾绳之间伸长变形的差异；托辊上设置摩擦衬垫，从而减轻尾绳的磨损；采用限位液压缸设置拉簧，限位轴顶端设置配重，能在断电紧急工况下，使限位轴在拉簧拉力作用下恢复到松开态，支撑轴在配重重力作用下回转到罐道梁侧面，避免干扰提升容器运行，从而对悬垂段扁尾绳摆动进行多点导向控制，从根源上较大程度限制尾绳摆动，保障了立井提升扁尾绳配重平衡系统的安全运行。其结构简单，操作方便，简单实用，性能可靠，经济性良好，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明装置的安装结构示意图。

图3是干涉抑摆支架展开与收回动作结构示意图。

图4是限位轴限位与松开动作结构示意图。

图中：1—容器本体，2—钢丝绳罐道，3—扁尾绳悬挂装置，4—扁尾绳摆动控制装置，4-a—支撑电机，4-b—支座，4-c—夹板，4-d—螺栓，4-e—支撑轴支座，4-f—支撑轴，4-g—干涉抑摆支架，4-h—限位液压缸，4-i—限位轴，4-j—拉簧，4-k—带衬垫托辊，4-l—挡轮，4-m—挡轮衬垫，4-n—配重，5—罐道梁，6-扁尾绳。

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描述：

本发明的一种液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置，所述的扁尾绳摆动控制装置4悬臂水平纵向固定在钢丝绳罐道2中部的罐道梁5上，扁尾绳摆动控制装置4包括支撑电机4-a、支座4-b、夹板4-c、螺栓4-d、支撑轴支座4-e、支撑轴4-f、干涉抑摆支架4-g、限位液压缸4-h、限位轴4-i、拉簧4-j、带衬垫托辊4-k、挡轮4-l、挡轮衬垫4-m和配重4-n；所述的支座4-b沿水平纵向布置，支座4-b上沿竖直方向一侧设有夹板4-c和螺栓4-d，沿竖直方向另一侧设有支撑轴支座4-e，支撑电机4-a安装于支座4-b上，且支撑电机4-a和支撑轴4-f同轴布置于支撑轴支座4-e，干涉抑摆支架4-g固定于支撑轴4-f上，随支撑轴4-f一同摆动，干涉抑摆支架4-g呈长方形框架结构，两个限位液压缸4-h的缸套和两个限位轴4-i依次对称布置于干涉抑摆支架4-g的两边上，两个限位液压缸4-h的缸套底端与活塞杆顶端之间设有拉簧4-j，两个限位液压缸4-h的活塞杆顶端分别与对称设置的两根限位轴4-i销轴连接，两个限位轴4-i的一端对称设在干涉抑摆支架4-g上，两个限位轴4-i的另一端对称设有配重4-n，两个限位轴4-i靠近配重4-n一侧分别设有两个带衬垫托辊4-k，两个带衬垫托辊4-k之间夹持有挡轮4-1，所述的挡轮4-l外侧设有挡轮衬垫4-m。

使用上述液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置的控制方法，具体步骤如下：

（a）将扁尾绳摆动控制装置4中的支座4-b沿水平纵向通过夹板4-c夹持安装于罐道梁5上，并通过螺栓4-d固定，支撑电机4-a和支撑轴4-f同轴安装在支撑轴支座4-e上，并将支撑电机4-a固定在支座4-b上，经干涉抑摆支架4-g依次对称安装两个限位液压缸4-h的缸套和两个限位轴4-i，通过销轴连接限位液压缸4-h的活塞杆和限位轴4-i，将带衬垫托辊4-k、挡轮4-l和配重4-n依次安装于限位轴4-i的另一端；

（b）依据井筒的深度和提升速度，在竖直井筒中布置2~6个扁尾绳摆动控制装置4；

（c）在初始阶段，限位轴4-i处于松开态，此时限位轴4-i沿水平纵向远离扁尾绳6，干涉抑摆支架4-g处于收回态，此时干涉抑摆支架4-g沿竖直方向归于罐道梁5侧面；

（d）当需要对扁尾绳6进行摆动控制时，支撑电机4-a通过支撑轴4-f带动干涉抑摆支架4-g进行90°回转，使干涉抑摆支架4-g由收回态变为展开态，此时干涉抑摆支架4-g沿水平横向展开，限位液压缸4-h的活塞杆伸出，限位液压缸4-h通过销轴推动限位轴4-i由松开态变为限位态，拉簧4-j伸展产生拉力，限位轴4-i从扁尾绳6两侧逐步夹持限位，最终沿井筒径向对扁尾绳6进行限位，此时扁尾绳6在带衬垫托辊4-k和挡轮4-l围定的范围内有限摆动，当扁尾绳6碰触到带衬垫托辊4-k或挡轮4-l时，由于带衬垫托辊4-k或挡轮4-l会自由滚动，能对扁尾绳6进行自由导向，并能够容许扁尾绳6沿竖直方向的纵向窜动以及多扁尾绳6之间伸长变形的差异；

（e）当容器本体1接近，需要将扁尾绳摆动控制装置4收回时，限位液压缸4-h的活塞杆缩回，通过销轴拖动限位轴4-i由限位态变为松开态，拉簧4-j恢复到压缩状态，最终限位轴4-i沿水平纵向远离扁尾绳6，支撑电机4-a通过支撑轴4-f带动干涉抑摆支架4-g进行90°回转，使干涉抑摆支架4-g由展开态变为收回态，此时，干涉抑摆支架4-g沿竖直方向归于罐道梁5侧面，容器本体1沿竖直方向自由提升或下放；

（f）当出现断电紧急工况时，如果此时干涉抑摆支架4-g处于收回态，干涉抑摆支架4-g将不展开，如果干涉抑摆支架4-g处于展开态或展开过程，此时支撑电机4-a无电会自由摆动、限位液压缸4-h活塞杆会自由收缩，限位液压缸4-h活塞杆在拉簧4-j的拉力作用下恢复到压缩状态，使限位轴4-i恢复到松开态，同时，支撑轴4-f将在配重4-n的重力作用下回转，干涉抑摆支架4-g将恢复到收回态，此时，限位轴4-i在拉簧4-j的作用下沿水平纵向远离扁尾绳6，干涉抑摆支架4-g在配重4-n的作用下沿竖直方向归于罐道梁5侧面，容器本体1沿竖直方向自由提升或下放。

Claims (4)

1.一种液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置，其特征在于：所述的扁尾绳摆动控制装置（4）悬臂水平纵向固定在钢丝绳罐道（2）中部的罐道梁（5）上，扁尾绳摆动控制装置（4）包括支撑电机（4-a）、支座（4-b）、夹板（4-c）、螺栓（4-d）、支撑轴支座（4-e）、支撑轴（4-f）、干涉抑摆支架（4-g）、限位液压缸（4-h）、限位轴（4-i）、拉簧（4-j）、带衬垫托辊（4-k）、挡轮（4-l）、挡轮衬垫（4-m）和配重（4-n）；所述的支座（4-b）沿水平纵向布置，支座（4-b）上沿竖直方向一侧设有夹板（4-c）和螺栓（4-d），沿竖直方向另一侧设有支撑轴支座（4-e），支撑电机（4-a）安装于支座（4-b）上，且支撑电机（4-a）和支撑轴（4-f）同轴布置于支撑轴支座（4-e），干涉抑摆支架（4-g）固定于支撑轴（4-f）上，随支撑轴（4-f）一同摆动，干涉抑摆支架（4-g）呈长方形框架结构，两个限位液压缸（4-h）的缸套和两个限位轴（4-i）依次对称布置于干涉抑摆支架（4-g）的两边上，两个限位液压缸（4-h）的缸套底端与活塞杆顶端之间设有拉簧（4-j），两个限位液压缸（4-h）的活塞杆顶端分别与对称设置的两根限位轴（4-i）销轴连接，两个限位轴（4-i）的一端对称设在干涉抑摆支架（4-g）上，两个限位轴（4-i）的另一端对称设有配重（4-n），两个限位轴（4-i）靠近配重（4-n）一侧分别设有两个带衬垫托辊（4-k），两个带衬垫托辊（4-k）之间夹持有挡轮（4-l）。

2.根据权利要求1所述的一种液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置，其特征在于：所述的挡轮（4-l）外侧设有挡轮衬垫（4-m）。

3.一种使用权利要求1所述液压驱动式钢丝绳罐道扁尾绳摆动控制装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）将扁尾绳摆动控制装置（4）中的支座（4-b）沿水平纵向通过夹板（4-c）夹持安装于罐道梁（5）上，并通过螺栓（4-d）固定，支撑电机（4-a）和支撑轴（4-f）同轴安装在支撑轴支座（4-e）上，并将支撑电机（4-a）固定在支座（4-b）上，经干涉抑摆支架（4-g）依次对称安装两个限位液压缸（4-h）的缸套和两个限位轴（4-i），通过销轴连接限位液压缸（4-h）的活塞杆和限位轴（4-i），将带衬垫托辊（4-k）、挡轮（4-l）和配重（4-n）依次安装于限位轴（4-i）的另一端；

（b）依据井筒的深度和提升速度，在竖直井筒中布置多个扁尾绳摆动控制装置（4）；

（c）在初始阶段，限位轴（4-i）处于松开态，此时限位轴（4-i）沿水平纵向远离扁尾绳（6），干涉抑摆支架（4-g）处于收回态，此时干涉抑摆支架（4-g）沿竖直方向归于罐道梁（5）侧面；

（d）当需要对扁尾绳（6）进行摆动控制时，支撑电机（4-a）通过支撑轴（4-f）带动干涉抑摆支架（4-g）进行90°回转，使干涉抑摆支架（4-g）由收回态变为展开态，此时干涉抑摆支架（4-g）沿水平横向展开，限位液压缸（4-h）的活塞杆伸出，限位液压缸（4-h）通过销轴推动限位轴（4-i）由松开态变为限位态，拉簧（4-j）伸展产生拉力，限位轴（4-i）从扁尾绳（6）两侧逐步夹持限位，最终沿井筒径向对扁尾绳（6）进行限位，此时扁尾绳（6）在带衬垫托辊（4-k）和挡轮（4-l）围定的范围内有限摆动，当扁尾绳（6）碰触到带衬垫托辊（4-k）或挡轮（4-l）时，由于带衬垫托辊（4-k）或挡轮（4-l）会自由滚动，能对扁尾绳（6）进行自由导向，并能够容许扁尾绳（6）沿竖直方向的纵向窜动以及多扁尾绳（6）之间伸长变形的差异；

（e）当容器本体（1）接近，需要将扁尾绳摆动控制装置（4）收回时，限位液压缸（4-h）的活塞杆缩回，通过销轴拖动限位轴（4-i）由限位态变为松开态，拉簧（4-j）恢复到压缩状态，最终限位轴（4-i）沿水平纵向远离扁尾绳（6），支撑电机（4-a）通过支撑轴（4-f）带动干涉抑摆支架（4-g）进行90°回转，使干涉抑摆支架（4-g）由展开态变为收回态，此时，干涉抑摆支架（4-g）沿竖直方向归于罐道梁（5）侧面，容器本体（1）沿竖直方向自由提升或下放；

（f）当出现断电紧急工况时，如果此时干涉抑摆支架（4-g）处于收回态，干涉抑摆支架（4-g）将不展开，如果干涉抑摆支架（4-g）处于展开态或展开过程，此时支撑电机（4-a）无电会自由摆动、限位液压缸（4-h）活塞杆会自由收缩，限位液压缸（4-h）活塞杆在拉簧（4-j）的拉力作用下恢复到压缩状态，使限位轴（4-i）恢复到松开态，同时，支撑轴（4-f）将在配重（4-n）的重力作用下回转，干涉抑摆支架（4-g）将恢复到收回态，此时，限位轴（4-i）在拉簧（4-j）的作用下沿水平纵向远离扁尾绳（6），干涉抑摆支架（4-g）在配重（4-n）的作用下沿竖直方向归于罐道梁（5）侧面，容器本体（1）沿竖直方向自由提升或下放。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述在竖直井筒中布置多个扁尾绳摆动控制装置（4）为2~6个。

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