CN110844755A - 一种平动缓冲型圆尾绳悬挂装置及方法 - Google Patents

一种平动缓冲型圆尾绳悬挂装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种平动缓冲型圆尾绳悬挂装置及方法，装置包括悬挂卡绳器和平动缓冲器，圆尾绳通过合金浇注的方式固定于锥形套筒中与悬挂卡绳器相连接，卡绳套筒顶端通过连接梁与平动缓冲器连接，平动缓冲器通过顶板固定于容器本体底部，采用钢球朝下型重载万向球轴承承担圆尾绳自重，采用带弹簧重载万向球轴承缓冲圆尾绳的纵向窜动，采用对称圆周布置的缓冲拉簧对底板与摆动轴之间的沿水平方向的平动施加自适应缓冲，能够在承担圆尾绳自重的基础上，缓冲容器本体横向摆动带来的圆尾绳摆动，圆尾绳悬挂装置带阻尼平动，从根源上削弱圆尾绳的摆动，延长圆尾绳的使用寿命，能够有效保障立井提升配重系统的安全运行。

Description

一种平动缓冲型圆尾绳悬挂装置及方法
技术领域
本发明涉及一种矿井提升装备技术领域，尤其是一种适用于立井提升机的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置及方法。
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。圆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，容器本体易于在导轨中横向摆动，而圆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中易于发生碰摩、扭结，从而导致圆尾绳出现磨损、断丝、断股甚至拉断，严重威胁配重系统的安全性。依照目前行业标准《MT 214.3-1990》和《MT 237.3-1991》的圆尾绳悬挂装置，通常将钢丝绳绳头通过合金浇注固定于锥形套筒内，通过推力球轴承的旋转消除圆尾绳在提升过程中由于长度和重量变化引起的扭转力，依靠X轴销轴和Y轴销轴固定于提升容器底部，具备X轴和Y轴转动自由度。当容器本体横向摆动时，传统的尾绳悬挂装置由于惯性，会以销轴为转轴摆动，从而带动尾绳摆动。尾绳沿销轴的摆动不仅带来尾绳的交变提吊和下落，造成尾绳的纵向窜动，加剧了尾绳的摆动和碰摩，而且导致尾绳靠近悬挂装置的结合部位易于产生交变弯矩，造成尾绳悬挂端易于断丝。因而，有必要研究一种新型圆尾绳悬挂装置，改变容器本体与圆尾绳悬挂装置顶端的刚性连接方式，缓冲容器本体横向摆动带来的圆尾绳摆动，从根源上削弱圆尾绳的摆动，延长圆尾绳的使用寿命，保障立井提升配重系统的安全运行，而目前缺乏相应的圆尾绳悬挂装置。
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、使用方便、可靠性强的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置及方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置，包括设在容器本体上的平动缓冲器，平动缓冲器下设有固定两圆尾绳的悬挂卡绳器，所述的悬挂卡绳器包括卡绳套筒、推力球轴承、定位卡销、阶梯轴、插销和锥形套筒，所述的圆尾绳沿竖直方向通过合金浇注的方式固定于锥形套筒中，所述的锥形套筒、阶梯轴和推力球轴承同轴布置，所述的锥形套筒与阶梯轴之间设有插销，所述的阶梯轴压在推力球轴承上，所述的推力球轴承与卡绳套筒之间设有定位卡销，圆尾绳连同锥形套筒和阶梯轴在推力球轴承的承载下沿轴心旋转；所述的平动缓冲器包括连接梁、摆动轴、防尘罩、底板、承载万向球轴承、承载吊板、限位万向球轴承、缓冲弹簧、套筒和顶板；所述的连接梁与卡绳套筒的顶端连接，摆动轴设在连接梁的中部，摆动轴的顶部设有承载吊板，承载万向球轴承、限位万向球轴承和缓冲弹簧以摆动轴为轴心圆周布置，承载万向球轴承设置在承载吊板下部，承载万向球轴承的承载万向球顶压在底板上，限位万向球轴承设置在承载吊板上部，限位万向球轴承的限位万向球顶压在顶板上，缓冲弹簧设置在承载吊板的侧面，缓冲弹簧的另一端固定于套筒上，底板围绕摆动轴沿竖直方向设有通孔，防尘罩固定于摆动轴上，紧贴在底板下部，并覆盖底板的通孔；顶板固定于容器本体的底部。
所述的承载万向球轴承、限位万向球轴承和缓冲弹簧的数量相同，为6个。
所述的承载万向球轴承为钢珠朝下型重载万向球轴承，由承载滚珠和圆周布置的承载万向球构成，所述的承载万向球顶压在底板上，所述的承载滚珠呈半球状包络承载万向球，能使承载万向球在重载下沿水平方向自由摆动。
所述的限位万向球轴承为带弹簧的重载万向球轴承，由圆周布置的限位万向球、限位滚珠和限位压簧构成，所述的限位万向球顶压在顶板上，限位滚珠呈半球状包络限位万向球，限位压簧沿竖直方向顶压在限位滚珠上，限位万向球在贴紧顶板的同时沿水平方向自由摆动。
使用上述装置的平动缓冲型圆尾绳悬挂方法：当容器本体沿水平方向无摆动，底板通孔的轴线与摆动轴的轴线重合时，圆周阵列的承载万向球产生对承载吊板的支撑力F1、F2、F3、F4、F5、F6，
F1+F2+F3+F4+F5+F6＝G
其中：G为两根圆尾绳的重力，缓冲弹簧沿水平方向不产生拉伸或压缩，缓冲弹簧的拉力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6为0；
当容器本体沿水平方向摆动，底板通孔的轴线与摆动轴的轴线不重合时，圆周阵列的承载万向球对承载吊板的支撑力F1、F2、F3、F4、F5、F6始终承担两根圆尾绳的重力G，
承载吊板在承载万向球轴承的支撑和限位万向球轴承的限位下，通过承载万向球在底板上部沿水平方向摆动，承载吊板带动摆动轴在底板通孔范围内沿水平方向摆动，缓冲弹簧沿水平方向产生拉伸或压缩，缓冲弹簧针对拉伸或压缩产生反作用力FL1、FL2、FL3、FL4、FLs、FL6，缓冲弹簧)的反作用力对底板与摆动轴之间的沿水平方向的平动施加缓冲，驱使底板通孔的轴线与摆动轴的轴线趋向于再次重合，直到缓冲弹簧的拉力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6为0，由于底板固定于容器本体，圆尾绳固定于摆动轴，在缓冲弹簧的反作用力下，对底板与摆动轴之间的平动施加缓冲的过程，削弱了容器本体沿水平方向的横向摆动引发的圆尾绳的横向摆动。
有益效果：本发明的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置，采用钢球朝下型重载万向球轴承承担圆尾绳自重，采用带弹簧重载万向球轴承缓冲圆尾绳的纵向窜动，采用对称圆周布置的缓冲拉簧对底板与摆动轴之间的沿水平方向的平动施加自适应缓冲，能够在承担圆尾绳自重的基础上，缓冲容器本体横向摆动带来的圆尾绳摆动，改变容器本体与圆尾绳悬挂装置顶端的刚性连接方式，圆尾绳悬挂装置带阻尼平动，避免因沿销轴摆动引发圆尾绳交变提吊和下落以及在尾绳悬挂结合部分产生弯矩，从根源上削弱圆尾绳的摆动，延长圆尾绳的使用寿命，结构新颖，可靠实用，能够有效保障立井提升配重系统的安全运行。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图。
图2是本发明装置的平动缓冲器结构示意图。
图3是本发明装置的平动缓冲工作原理示意图。
图中：1-容器本体，2-平动缓冲器，2-a-连接梁，2-b-摆动轴，2-c-防尘罩，2-d-底板，2-e-承载万向球轴承，2-e-a-承载滚珠，2-e-b-承载万向球，2-f-承载吊板，2-g-限位万向球轴承，2-g-a-限位万向球，2-g-b-限位滚珠，2-g-c-限位压簧，2-h-缓冲弹簧，2-i-套筒，2-j-顶板，3-悬挂卡绳器，3-a-卡绳套筒，3-b-推力球轴承，3-c-定位卡销，3-d-阶梯轴，3-e-插销，3-f-锥形套筒，4-圆尾绳。
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：
本发明的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置，主要由容器本体1、平动缓冲器2和固定两根圆尾绳4的悬挂卡绳器3构成，平动缓冲器2设在容器本体1下方，悬挂卡绳器3设在平动缓冲器2下方，所述的悬挂卡绳器3由卡绳套筒3-a、推力球轴承3-b、定位卡销3-c、阶梯轴3-d、插销3-e和锥形套筒3-f构成，圆尾绳4沿竖直方向通过合金浇注的方式固定于锥形套筒3-f中，锥形套筒3-f、阶梯轴3-d和推力球轴承3-b同轴布置，锥形套筒3-d与阶梯轴3-d之间设有插销3-e，阶梯轴3-b压在推力球轴承3-b上，推力球轴承3-b与卡绳套筒3-a之间设有定位卡销3-e，圆尾绳4连同锥形套筒3-f和阶梯轴3-d在推力球轴承3-b承载下沿轴心旋转；平动缓冲器2由连接梁2-a、摆动轴2-b、防尘罩2-c、底板2-d、承载万向球轴承2-e、承载吊板2-f、限位万向球轴承2-g、缓冲弹簧2-h、套筒2-i和顶板2-j构成，两个卡绳套筒3-a顶端通过连接梁2-a连接，连接梁2-a中间设有摆动轴2-b，摆动轴2-b顶部设有承载吊板2-f，多个承载万向球轴承2-e、限位万向球轴承2-g和缓冲弹簧2-h以摆动轴2-b为轴心圆周布置，承载万向球轴承2-e设置在承载吊板2-f下部，限位万向球轴承2-g承载万向球2-e-b顶压在底板2-d上，限位万向球轴承2-g设置在承载吊板2-f上部，限位万向球轴承2-g限位万向球2-g-a顶压在顶板2-j上，缓冲弹簧2-h设置在承载吊板2-f侧面，缓冲弹簧2-h的另一端固定于套筒2-i上，底板2-d围绕摆动轴2-b沿竖直方向设有通孔，防尘罩2-c固定于摆动轴2-b上，紧贴在底板2-d下部并能够覆盖底板2-d的通孔；平动缓冲器2通过顶板2-j固定于容器本体1底部。
所述的承载万向球轴承2-e、限位万向球轴承2-g和缓冲弹簧2-h的数量相同，为6个；所述的承载万向球轴承2-e为钢珠朝下型重载万向球轴承，由承载滚珠2-e-a和承载万向球(2-e-b)构成，圆周布置的承载万向球2-e-b顶压在底板2-d上，承载滚珠2-e-a呈半球状包络承载万向球2-e-b，能使承载万向球2-e-b在重载下沿水平方向自由摆动；所述的限位万向球轴承2-g为带弹簧重载万向球轴承，由限位万向球2-g-a、限位滚珠2-g-b和限位压簧2-g-c构成，圆周布置的限位万向球2-g-a顶压在顶板2-j上，限位滚珠2-g-b呈半球状包络限位万向球2-g-a，限位压簧2-g-c沿竖直方向顶压限位滚珠2-g-b，使限位万向球2-g-a在贴紧顶板(2-j)的同时沿水平方向自由摆动。
本发明的平动缓冲型圆尾绳悬挂方法：当容器本体1沿水平方向无摆动、底板2-d通孔的轴线与摆动轴2-b的轴线重合时，圆周阵列的承载万向球2-e-b产生对承载吊板2-f的支撑力F1、F2、F3、F4、F5、F6，
F1+F2+F3+F4+F5+F6＝G
其中，G为两根圆尾绳4的重力，缓冲弹簧2-h沿水平方向不产生拉伸或压缩，缓冲弹簧2-h的拉力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6为0；
当容器本体1沿水平方向摆动、底板2-d通孔的轴线与摆动轴2-b的轴线不重合时，圆周阵列的承载万向球2-e-b对承载吊板2-f的支撑力F1、F2、F3、F4、F5、F6始终承担两根圆尾绳4的重力G，承载吊板2-f在承载万向球轴承2-e的支撑和限位万向球轴承2-g的限位下，通过承载万向球2-e-b在底板2-d上部沿水平方向摆动，承载吊板2-f带动摆动轴2-b在底板2-d通孔范围内沿水平方向摆动，缓冲弹簧2-h沿水平方向产生拉伸或压缩，缓冲弹簧2-h针对拉伸或压缩产生反作用力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6，缓冲弹簧2-h的反作用力对底板2-d与摆动轴2-b之间的沿水平方向的平动施加缓冲，驱使底板2-d通孔的轴线与摆动轴2-b的轴线趋向于再次重合，直到缓冲弹簧2-h的拉力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6为0，由于底板2-d固定于容器本体1，圆尾绳4固定于摆动轴2-b，在缓冲弹簧2-h的反作用力下，对底板2-d与摆动轴2-b之间的平动施加缓冲的过程，也即削弱了容器本体1沿水平方向的横向摆动引发的圆尾绳4的横向摆动。

Claims (5)

1.一种平动缓冲型圆尾绳悬挂装置，其特征在于：它包括设在容器本体(1)上的平动缓冲器(2)，平动缓冲器(2)下设有固定两圆尾绳(4)的悬挂卡绳器(3)，所述的悬挂卡绳器(3)包括卡绳套筒(3-a)、推力球轴承(3-b)、定位卡销(3-c)、阶梯轴(3-d)、插销(3-e)和锥形套筒(3-f)，所述的圆尾绳(4)沿竖直方向通过合金浇注的方式固定于锥形套筒(3-f)中，所述的锥形套筒(3-f)、阶梯轴(3-d)和推力球轴承(3-b)同轴布置，所述的锥形套筒(3-f)与阶梯轴(3-d)之间设有插销(3-e)，所述的阶梯轴(3-d)压在推力球轴承(3-b)，所述的推力球轴承(3-b)与卡绳套筒(3-a)之间设有定位卡销(3-e)，圆尾绳(4)连同锥形套筒(3-f)和阶梯轴(3-d)在推力球轴承(3-b)的承载下沿轴心旋转；所述的平动缓冲器(2)包括连接梁(2-a)、摆动轴(2-b)、防尘罩(2-c)、底板(2-d)、承载万向球轴承(2-e)、承载吊板(2-f)、限位万向球轴承(2-g)、缓冲弹簧(2-h)、套筒(2-i)和顶板(2-j)；所述的连接梁(2-a)与卡绳套筒(3-a)的顶端连接，摆动轴(2-b)设在连接梁(2-a)的中部，摆动轴(2-b)的顶部设有承载吊板(2-f)，承载万向球轴承(2-e)、限位万向球轴承(2-g)和缓冲弹簧(2-h)以摆动轴(2-b)为轴心圆周布置，承载万向球轴承(2-e)设置在承载吊板(2-f)下部，承载万向球轴承(2-e)的承载万向球(2-e-b)顶压在底板(2-d)上，限位万向球轴承(2-g)设置在承载吊板(2-f)部，限位万向球轴承(2-g)的限位万向球(2-g-a)顶压在顶板(2-j)上，缓冲弹簧(2-h)设置在承载吊板(2-f)的侧面，缓冲弹簧(2-h)的另一端固定于套筒(2-i)，底板(2-d)围绕摆动轴(2-b)沿竖直方向设有通孔，防尘罩(2-c)固定于摆动轴(2-b)，紧贴在底板(2-d)下部，并覆盖底板(2-d)的通孔；顶板(2-j)固定于容器本体(1)的底部。
2.根据权利要求1所述的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置，其特征在于：所述的承载万向球轴承(2-e)、限位万向球轴承(2-g)和缓冲弹簧(2-h)的数量相同，为6个。
3.根据权利要求1所述的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置，其特征在于：所述的承载万向球轴承(2-e)为钢珠朝下型重载万向球轴承，由承载滚珠(2-e-a)和圆周布置的承载万向球(2-e-b)构成，所述的承载万向球(2-e-b)顶压在底板(2-d)，所述的承载滚珠(2-e-a)呈半球状包络承载万向球(2-e-b)，能使承载万向球(2-e-b)在重载下沿水平方向自由摆动。
4.根据权利要求1所述的平动缓冲型圆尾绳悬挂装置，其特征在于：所述的限位万向球轴承(2-g)为带弹簧的重载万向球轴承，由圆周布置的限位万向球(2-g-a)、限位滚珠(2-g-b)和限位压簧(2-g-c)构成，所述的限位万向球(2-g-a)顶压在顶板(2-j)上，限位滚珠(2-g-b)呈半球状包络限位万向球(2-g-a)，限位压簧(2-g-c)沿竖直方向顶压在限位滚珠(2-g-b)上，限位万向球(2-g-a)在贴紧顶板(2-j)的同时沿水平方向自由摆动。
5.使用权利要求1所述装置的平动缓冲型圆尾绳悬挂方法，其特征在于：当容器本体(1)沿水平方向无摆动，底板(2-d)通孔的轴线与摆动轴(2-b)的轴线重合时，圆周阵列的承载万向球(2-e-b)产生对承载吊板(2-f)的支撑力F1、F2、F3、F4、F5、F6，
F1+F2+F3+F4+F5+F6＝G
其中：G为两根圆尾绳(4)的重力，缓冲弹簧(2-h)沿水平方向不产生拉伸或压缩，缓冲弹簧(2-h)的拉力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6为0；
当容器本体(1)沿水平方向摆动，底板(2-d)通孔的轴线与摆动轴(2-b)的轴线不重合时，圆周阵列的承载万向球(2-e-b)对承载吊板(2-f)的支撑力F1、F2、F3、F4、F5、F6始终承担两根圆尾绳(4)的重力G，承载吊板(2-f)在承载万向球轴承(2-e)的支撑和限位万向球轴承(2-g)的限位下，通过承载万向球(2-e-b)在底板(2-d)部沿水平方向摆动，承载吊板(2-f)带动摆动轴(2-b)在底板(2-d)通孔范围内沿水平方向摆动，缓冲弹簧(2-h)沿水平方向产生拉伸或压缩，缓冲弹簧(2-h)针对拉伸或压缩产生反作用力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6，缓冲弹簧(2-h)的反作用力对底板(2-d)与摆动轴(2-b)之间的沿水平方向的平动施加缓冲，驱使底板(2-d)通孔的轴线与摆动轴(2-b)的轴线趋向于再次重合，直到缓冲弹簧(2-h)的拉力FL1、FL2、FL3、FL4、FL5、FL6为0，由于底板(2-d)固定于容器本体(1)，圆尾绳(4)固定于摆动轴(2-b)，在缓冲弹簧(2-h)的反作用力下，对底板(2-d)与摆动轴(2-b)之间的平动施加缓冲的过程，削弱了容器本体(1)沿水平方向的横向摆动引发的圆尾绳(4)的横向摆动。
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