CN206278115U - 一种防跑车装置和矿车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种防跑车装置和矿车，防跑车装置包括棘轮、外环、摩擦体、弹性杆和控制开关；棘轮设置在外环内，且棘轮的多个轮齿与外环之间形成多个楔形空间；每个楔形空间内均设有一个摩擦体；弹性杆的一端与摩擦体连接，另一端与棘轮的轮齿连接，以使摩擦体能够在楔形空间内移动；控制开关通过一根穿过弹性杆内的钢丝绳与摩擦体连接，以控制弹性杆的伸长或缩短；矿车包括防跑车装置，当发生跑车时，由于弹性杆的推力及外环的摩擦力作用，使得摩擦体在楔形空间内处于楔紧状态，外环与棘轮间无相对运动，矿车依靠车轮与轨道间的摩擦力停止在轨道上，从而实现对矿车的制动。由于矿车制动过程为匀减速运动，故矿车制动过程平稳，制动可靠性高。

Description

一种防跑车装置和矿车

技术领域

本实用新型涉及斜巷施工领域，具体而言，涉及一种防跑车装置和矿车。

背景技术

目前，在斜巷运输中大部分采用串车提升，有的斜巷还兼作行人巷道，一旦发生斜巷跑车事故，就会给设备和作业人员的安全带来极大的威胁。因此，在斜巷运输过程中必须使用安全可靠的防跑车装置。目前，用于矿山斜巷的防跑车装置各具特色，如测力式防跑车装置、测距式防跑车装置、测速式防跑车装置等。

由于很多防跑车装置都是采用紧急方式制动，在制动过程中，飞速向下运动的矿车动能很大，因而紧急制动过程中很有可能发生矿车倾覆，导致矿车脱轨撞坏电缆等线路，容易引起二次事故。另外，紧急制动过程中矿车车轮与轨道间的摩擦易产生火花，这对于煤矿井施工是极其危险的，很有可能引发井下瓦斯、煤尘爆炸等事故，直接威胁整个矿井的安全。

基于此，本实用新型提供了一种防跑车装置和矿车以解决上述技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种防跑车装置和矿车，其中防跑车装置采用内摩擦式棘轮机构，作为矿车车轮，使得制动过程变得更加平稳、可靠。

本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，包括棘轮、外环、摩擦体、弹性杆和控制开关；

所述棘轮设置在所述外环内，且所述棘轮的多个轮齿与所述外环之间形成多个楔形空间；

每个所述楔形空间内均设有一个所述摩擦体；

所述弹性杆的一端与所述摩擦体连接，另一端与所述棘轮的轮齿连接，以使所述摩擦体能够在所述楔形空间内移动；

所述控制开关与所述摩擦体连接，以控制所述弹性杆伸长或缩短。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，所述摩擦体为滚柱；

所述滚柱的轴线与所述棘轮的轴线平行。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，所述棘轮的轮齿包括前齿面和后齿面，所述前齿面的倾斜度大于所述后齿面的倾斜度；

所述楔形空间由其中一个所述轮齿的前齿面、与所述轮齿相邻的轮齿的后齿面和所述外环闭合形成。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，所述控制开关包括钢丝绳、钢丝绳转盘和离合扳手；

所述钢丝绳的一端穿过所述弹性杆，并与所述摩擦体连接；

所述钢丝绳的另一端绕在所述钢丝绳转盘上；

所述钢丝绳转盘与所述离合扳手连接。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，所述前齿面设有孔槽，所述孔槽正对所述楔形空间；

所述弹性杆设置在所述孔槽内，以使所述弹性杆能够在所述孔槽内伸长或缩短，并带动所述摩擦体在所述楔形空间内移动。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，所述棘轮的轮齿为4～6个。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，还包括耐磨体，所述耐磨体设置在所述后齿面上；

所述摩擦体置于所述耐磨体与所述外环之间的空间内。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，所述棘轮的中心位置设有通孔，所述通孔用于与车轴连接。

优选的，本实用新型实施例提供了一种防跑车装置，其中，所述外环的内表面为橡胶材质。

本实用新型实施例提供了一种矿车，包括车体，以及四个所述的防跑车装置；

所述车体包括前车轴和后车轴，其中两个所述防跑车装置分别设置在所述前车轴的两端，另外两个所述防跑车装置分别设置在所述后车轴的两端。

本实用新型实施例提供的一种防跑车装置和矿车，其中，防跑车装置包括棘轮、外环、摩擦体、弹性杆和控制开关；棘轮设置在外环内，且棘轮的多个轮齿与外环之间形成多个楔形空间；每个楔形空间内均设有一个摩擦体；弹性杆的一端与摩擦体连接，另一端与棘轮的轮齿连接，以使摩擦体能够在楔形空间内移动；控制开关通过一根穿过弹性杆内的钢丝绳与摩擦体或弹性杆连接，以控制弹性杆伸长或缩短；矿车包括防跑车装置，当发生跑车时，由于弹性杆的推力及外环的摩擦力作用，使得摩擦体在楔形空间内处于楔紧状态，外环与棘轮间无相对运动，矿车依靠车轮与轨道间的摩擦力停止在轨道上，从而实现对矿车的制动。由于矿车制动过程为匀减速运动，故矿车制动过程平稳，制动可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例1所提供的一种防跑车装置整体结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例1所提供的一种防跑车装置中轮齿的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例1所提供的一种防跑车装置中一个制动单元的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例2所提供的一种矿车在巷道斜面运行的示意图。

附图中数字代表意义如下：

图标：100-防跑车装置；110-棘轮；111-前齿面；112-后齿面；113-孔槽；114-耐磨体；120-外环；130-摩擦体；140-弹性杆；150-控制开关；151-钢丝绳；152-钢丝绳转盘；153-离合扳手；200-车体；300-轨道；400-卷扬机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是采用热插拔方式连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

目前，在斜巷施工过程中，用于矿山斜巷的防跑车装置各具特色，如测力式防跑装置、测距式防跑装置、测速式防跑装置等。通过现场调查发现，目前各种防跑车装置使用效果好的所占比例偏低，主要存在以下几方面的缺点：①原有的防跑车装置在安装、调试、使用和维护上都比较繁琐，设备中所使用的电子原件抗尘、抗腐蚀性能差，经长时间使用后性能不稳定，增加了防跑车装置的故障率；②原有的防跑车装置都设置在巷道本身，由于巷道施工空间狭小，施工工序转换频繁，防跑车装置拆装也相应频繁，这就使得防跑车装置在使用过程中的费用投入比较高；③易引起二次事故。由于很多防跑车装置都是采用紧急方式制动，在制动过程中，飞速向下运动的矿车动能很大，因而紧急制动过程中很有可能发生矿车倾覆，导致矿车脱轨撞坏电缆等线路。另外，紧急制动过程中矿车车轮与轨道的摩擦易产生火花，这对于煤矿井巷施工是极其危险的，很有可能引发井下瓦斯、煤尘爆炸等事故，直接威胁整个矿井的安全。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例1提供的一种防跑车装置100，包括棘轮110、外环120、摩擦体130、弹性杆140和控制开关150；

所述棘轮110设置在所述外环120内，且所述棘轮110的多个轮齿与所述外环120之间形成多个楔形空间；

每个所述楔形空间内均设有一个所述摩擦体130；

所述弹性杆140的一端与所述摩擦体130连接，另一端与所述棘轮110的轮齿连接，以使所述摩擦体130能够在所述楔形空间内移动；

所述控制开关150通过一根穿过弹性杆140的钢丝绳151与所述摩擦体130连接，从而控制所述弹性杆140的伸长或缩短。

具体的，所述防跑车装置100作为斜巷矿车车轮使用，在卷扬机400牵引矿车沿巷道斜面向上运动前，操作所述控制开关150使钢丝绳151处于松弛状态，此时所述弹性杆140处于伸长状态，摩擦体130被弹性杆140顶在所述外环120与所述棘轮110之间形成的楔形空间内部处于半楔紧状态。在矿车向上运动过程中，所述外环120沿顺时针方向旋转，同时由于摩擦力的作用，所述摩擦体130被所述外环120挤出外环120与棘轮110之间的楔形空间，即摩擦体130向着楔形空间的大端移动，此时弹性杆140处于压缩状态，摩擦体130不起作用。若矿车在向上运动过程中意外脱钩，此时矿车所受到的牵引力消失，仅受重力作用，矿车将沿轨道300方向匀减速向上运动，直至速度减为零，此时矿车有向下运动的趋势，所述外环120将做逆时针方向旋转，由于弹性杆140的推力以及外环120的摩擦力作用，摩擦体130、外环120、和棘轮110间处于楔紧状态，外环120与棘轮110之间无相对运动，此时矿车停在轨道300上，从而实现了对矿车的制动。

在矿车发生跑车过程中矿车的速度及动能变化有两个阶段：①矿车所受牵引力消失前的匀速上行阶段，此阶段矿车动能不变；②矿车所受牵引力消失后的匀减速上行至速度为零阶段，此阶段矿车动能逐渐减小至零。

通过对矿车发生意外脱钩过程中速度及动能变化分析可知，本实用新型实施例1提供的防跑车装置可以对矿车发生跑车前进行自行制动，并且制动过程中矿车做匀减速运动，制动过程平稳，不易引起二次事故。所以，本实用新型实施例1提供的防跑车装置100在适用性及安全性等方面均能满足斜巷施工条件。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，所述摩擦体130优选为滚柱；

所述滚柱的轴线与所述棘轮110的轴线平行。

本实用新型实施例1提供的防跑车装置100，制动时，是通过摩擦体130与外环120内壁以及耐磨体114之间的摩擦力来实现的，摩擦体130与外环120内壁以及耐磨体114之间的接触面积越大，摩擦体130所能承受的载荷越大，制动效果就越好，因此，上述摩擦体130优选为滚柱，相比滚珠，增大了接触面积，能够达到较好的制动效果。

需要强调的是，所述摩擦体130为滚柱只是本实施例1的一个优选方案，摩擦体130不仅仅限于滚柱，还可以是不规则的柱状体，该柱状体与外环120接触的面为转弯半径较大的弧面，以增加接触面积，从而增强制动效果。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，所述棘轮110的轮齿包括前齿面111和后齿面112，所述前齿面111的倾斜度大于所述后齿面112的倾斜度，具体由图2所示。

所述楔形空间由其中一个所述轮齿的前齿面111、与所述轮齿相邻的轮齿的后齿面112和所述外环120闭合形成。

不同的棘轮110具有不同的轮齿，一般的棘轮110的轮齿分为规则对称的和不规则对称的。本实施例1采用了不规则对称的棘轮110轮齿，即轮齿的前齿面111的倾斜度大于后齿面112的倾斜度，以使前齿面111、相邻轮齿的后齿面112和外环120共同形成一个有效的楔形空间。如果使用齿形规则对称的轮齿，比如前齿面111和后齿面112的倾斜度相同且对称，则无法得到一个有效的楔形空间。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，所述控制开关150包括钢丝绳151、钢丝绳转盘152和离合扳手153；

所述钢丝绳151的一端穿过所述弹性杆140，并与所述摩擦体130连接；

所述钢丝绳151的另一端缠绕在所述钢丝绳转盘152上，并且钢丝绳转盘152与所述离合扳手连接153。

矿车沿巷道向上运动前，应事先闭合控制开关150，使所述钢丝绳151处于松弛状态，此时摩擦体130被弹性杆140顶在所述外环120与所述棘轮110之间形成的楔形空间内部处于半楔紧状态。本实施例1提供的防跑车装置100，控制开关150包括钢丝绳151、钢丝绳转盘152和离合扳手153。控制开关150闭合时，钢丝绳151处于松弛状态，弹性杆140不受压而向外伸长；控制开关150打开时，钢丝绳151处于拉紧状态，摩擦体130受到拉力作用压缩弹性杆140，此时摩擦体130处于楔形空间的大端处，远离所述外环120，避免与外环120产生摩擦，从而减少了矿车运动过程中的阻力。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，所述前齿面111设有孔槽113，所述孔槽113正对所述楔形空间；

所述弹性杆140设置在所述孔槽113内，以使所述弹性杆140能够在所述孔槽113内伸长或缩短，并带动所述摩擦体130在所述楔形空间内移动。

将所述弹性杆140设置在孔槽113中，能够限制所述弹性杆140的运动方向，从而限制了所述摩擦体130在所述楔形空间内的运动方向，避免所述摩擦体130由于所述弹性杆140的柔性在楔形空间内随意摆动，阻碍矿车的运动或制动。图3所示为一个制动单元的结构示意图，一个制动单元包括一个楔形空间内的摩擦体130、弹性杆140和控制开关150。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，所述棘轮110的轮齿优选为4～6个。

当轮齿数量过多时，每个轮齿与外环120形成的楔形空间就较小，相应的弹性杆140也较小，弹性杆140给摩擦体130的推力就较小，防跑车装置100的制动效果不佳；而轮齿数量过少时，相应的摩擦体130的数量就过少，在防跑车装置克服相同转矩制动矿车的情况下，每个摩擦体130所承担的力较大，这样有损摩擦体130的使用寿命。另外，在防跑车装置使用一段时间后，个别弹性杆140的伸缩动作会有所迟缓，相应的摩擦体130制动效果就不好，此时若其他制动单元内的摩擦体动作可靠就可以起到补充的作用。如果轮齿齿数量过少，相应的制动单元就较少，防跑车装置的制动可靠性就会降低。因此，本实施例1中，所述棘轮110的轮齿优选为4～6个。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，还包括耐磨体114，所述耐磨体114设置在所述后齿面112上；

所述摩擦体130置于所述耐磨体114与所述外环120之间的空间内。

由于在矿车工作过程中摩擦体130始终与外环120及耐磨体114相接触，故对各构件的耐磨性要求较高，因为外环120内侧上每个点均会与摩擦体130接触，所以外环120整体采用耐磨材料；但是由于棘轮110体积较大，且工作中仅每个轮齿的后齿面112受摩擦力作用，所以为增加耐磨性，在每个轮齿的后齿面112上镶嵌一块耐磨体114，为防止耐磨体114在工作中脱落，将耐磨体114截面做成梯形，这样既保证了棘轮110的耐磨性要求又节约了棘轮110的制作成本。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，所述棘轮110的中心位置设有通孔，所述通孔用于与车轴连接。

进一步的，本实用新型提供的一种防跑车装置100，所述外环120的内表面为橡胶材质，以增大制动时的摩擦力

实施例2

如图4所示，本实用新型实施例2提供的一种矿车，包括车体200，以及四个前述的防跑车装置100；

所述车体200包括前车轴和后车轴，其中两个所述防跑车装置100分别设置在所述前车轴的两端，另外两个所述防跑车装置100分别设置在所述后车轴的两端。

具体的，在斜巷施工过程中，巷道斜面上设置有轨道300，矿车在卷扬机400的牵引下沿轨道300运动，在卷扬机400牵引矿车沿巷道斜面向上运动前，操作所述控制开关150使钢丝绳151处于松弛状体，此时所述弹性杆140处于伸长状态，摩擦体130被弹性杆140顶在所述外环120与所述棘轮110之间形成的楔形空间内部处于半楔紧状态。在矿车向上运动过程中，所述外环120沿顺时针方向旋转，同时由于摩擦力的作用，所述摩擦体130被所述外环120挤出外环120与棘轮110之间的楔形空间，即摩擦体130向着楔形空间的大端移动，此时弹性杆140处于压缩状态，摩擦体130不起作用。若矿车在向上运动过程中意外脱钩，此时矿车所受到的牵引力消失，仅受重力作用，矿车将沿轨道300方向匀减速向上运动，直至速度减为零，此时矿车有向下运动的趋势，所述外环120将做逆时针方向旋转，由于弹性杆140的推力以及外环120的摩擦力作用，摩擦体130、外环120，以及棘轮110间处于楔紧状态，外环120与棘轮110之间无相对运动，此时矿车停在轨道300上，从而实现了对矿车的制动。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种防跑车装置，其特征在于，包括棘轮、外环、摩擦体、弹性杆和控制开关；

所述棘轮设置在所述外环内，且所述棘轮的多个轮齿与所述外环之间形成多个楔形空间；

每个所述楔形空间内均设有一个所述摩擦体；

所述弹性杆的一端与所述摩擦体连接，另一端与所述棘轮的轮齿连接，以使所述摩擦体能够在所述楔形空间内移动；

所述控制开关与所述摩擦体连接，以控制所述弹性杆伸长或缩短。

2.根据权利要求1所述的一种防跑车装置，其特征在于，所述摩擦体为滚柱；

所述滚柱的轴线与所述棘轮的轴线平行。

3.根据权利要求1所述的一种防跑车装置，其特征在于，所述棘轮的轮齿包括前齿面和后齿面，所述前齿面的倾斜度大于所述后齿面的倾斜度；

所述楔形空间由其中一个所述轮齿的前齿面、与所述轮齿相邻的轮齿的后齿面和所述外环闭合形成。

4.根据权利要求1所述的一种防跑车装置，其特征在于，所述控制开关包括钢丝绳、钢丝绳转盘和离合扳手；

所述钢丝绳的一端穿过所述弹性杆，并与所述摩擦体连接；

所述钢丝绳的另一端绕在所述钢丝绳转盘上；

所述钢丝绳转盘与所述离合扳手连接。

5.根据权利要求3所述的一种防跑车装置，其特征在于，所述前齿面设有孔槽，所述孔槽正对所述楔形空间；

所述弹性杆设置在所述孔槽内，以使所述弹性杆能够在所述孔槽内伸长或缩短，并带动所述摩擦体在所述楔形空间内移动。

6.根据权利要求1所述的一种防跑车装置，其特征在于，所述棘轮的轮齿为4～6个。

7.根据权利要求3所述的一种防跑车装置，其特征在于，还包括耐磨体耐磨体，所述耐磨体设置在所述后齿面上；

所述摩擦体置于所述耐磨体与所述外环之间的空间内。

8.根据权利要求1所述的一种防跑车装置，其特征在于，所述棘轮的中心位置设有通孔，所述通孔用于与车轴连接。

9.根据权利要求1所述的一种防跑车装置，其特征在于，所述外环的内表面为橡胶材质。

10.一种矿车，其特征在于，包括车体，以及四个如权利要求1～8任意一项所述的防跑车装置；

所述车体包括前车轴和后车轴，其中两个所述防跑车装置分别设置在所述前车轴的两端，另外两个所述防跑车装置分别设置在所述后车轴的两端。