本發(fā)明屬于礦井軌道運(yùn)輸領(lǐng)域，具體涉及一種漸進(jìn)緩沖式吸能器及其使用方法，特別是涉及斜井防跑車裝置的吸能器。

背景技術(shù)：

礦井軌道運(yùn)輸是煤礦生產(chǎn)的重要組成部分，高效的運(yùn)輸系統(tǒng)對于煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)輸事故是僅次于頂板事故的第二大事故，其中串車運(yùn)行中因斷繩、脫銷、連接裝臵斷裂等原因造成的串車與主提升鋼絲繩脫離的跑車事故占運(yùn)輸事故的22.1%，因此對煤礦斜井跑車事故進(jìn)行有效的預(yù)防十分必要。而吸能器是斜井防跑車系統(tǒng)中攔截礦車的最關(guān)鍵組件，其能夠?qū)⒌V車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的熱能，從而攔截住失控礦車。常規(guī)吸能器在礦車撞擊牽引鋼絲繩使吸能器動(dòng)摩擦片從靜止到運(yùn)動(dòng)的過程中由于靜摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動(dòng)摩擦力而對攔截鋼絲繩產(chǎn)生瞬間較大的沖擊，從而可能會造成鋼絲繩的斷裂，而不能夠攔截住礦車。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決常規(guī)吸能器由于靜摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動(dòng)摩擦力，導(dǎo)致的礦車撞擊牽引鋼絲繩時(shí)鋼絲繩斷裂，進(jìn)而不能夠攔截住礦車的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種漸進(jìn)緩沖式吸能器，包括筒體，筒體的一端安裝著方板，方板外壁安裝著軸承座，軸承座上安裝著滾針軸承一，筒體的另外一端安裝著底板，底板內(nèi)側(cè)安裝著軸承座，軸承座上安裝著滾針軸承二，還包括主軸，主軸的一端安裝著繩輪組件，另外一端穿過滾針軸承一內(nèi)孔、方板、伸入筒體內(nèi)，且該端部插入滾針軸承二內(nèi)孔；主軸上套有彈簧，彈簧的一端套在底板軸承座的外圓上，并與底板貼實(shí)，另外一端貼實(shí)在彈簧壓座上，彈簧壓座套在主軸上；彈簧壓座與方板之間設(shè)有間隔套在主軸上的多個(gè)靜摩擦片和動(dòng)摩擦片，筒體的內(nèi)壁上通過鉚釘焊接著靜摩擦片擋塊，每一個(gè)靜摩擦片邊緣的三個(gè)缺口均插入靜摩擦片擋塊；

所述繩輪組件包括繞繩筒、軸套和鋼絲繩，軸套通過平鍵套在主軸的端部，繞繩筒通過腹板固定套在軸套上，鋼絲繩纏繞在繞繩筒上；

所述主軸伸出筒體外的最端部安裝著前法蘭，繞繩筒上依次套裝著中螺旋法蘭、螺旋圍板和后螺旋法蘭，鋼絲繩位于前法蘭和中螺旋法蘭之間，鋼絲繩的一端穿過前法蘭并被固定在前法蘭的端面上，另外一端繞過中螺旋法蘭，在螺旋圍板上纏繞180°后甩出。

所述中螺旋法蘭是邊緣開設(shè)缺口的螺旋環(huán)狀結(jié)構(gòu)，后螺旋法蘭是螺旋環(huán)狀結(jié)構(gòu)，螺旋圍板為同一平面內(nèi)的兩個(gè)端部與圓心連線為270°的扇形結(jié)構(gòu)，扇形由0°到180°過程中半徑r逐漸增大至1.4r，從180°到270°半徑保持1.4r不變。

所述主軸伸出筒體外的端面通過螺栓安裝著壓蓋，壓蓋與軸套端面壓緊。

所述鋼絲繩穿過前法蘭后的一段通過多個(gè)鋼絲繩壓塊壓緊盤在前法蘭端面。

所述靜摩擦片為17個(gè)，動(dòng)摩擦片為16個(gè)。

所述鋼絲繩長35m直徑為30mm，分三層纏繞在繞繩筒上。

一種漸進(jìn)緩沖式吸能器的使用方法，先將兩個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器相對而設(shè)安裝于礦井軌道兩側(cè)，并在兩個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器之間安裝網(wǎng)架，然后將長35m直徑為30mm的鋼絲繩一端由其中一個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器前法蘭的孔內(nèi)穿出，并用四個(gè)鋼絲繩壓塊將鋼絲繩該端固定于前法蘭的端面，將鋼絲繩另外一端的余繩分三層纏繞在繞繩筒上，當(dāng)?shù)谌龑永@到中螺旋法蘭的缺口處時(shí)，順著缺口將鋼絲繩繞到螺旋圍板上，在螺旋圍板上繞半圈后將鋼絲繩甩出，然后穿過網(wǎng)架纏繞在另外一個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器的繞繩筒上。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的這種漸進(jìn)緩沖式吸能器及其使用方法，在繩輪組件和筒體之間設(shè)計(jì)了一個(gè)螺旋式緩沖圍板，使吸能器動(dòng)摩擦片從靜止到運(yùn)動(dòng)瞬間最大靜摩擦力比動(dòng)摩擦力還小，并在牽拉過程中鋼絲繩所受的牽引力逐漸增大，并在吸能器動(dòng)摩擦片旋轉(zhuǎn)到180度時(shí)達(dá)到最大牽引力，從而對礦車初始撞擊牽拉鋼絲繩的力起到了緩沖作用，最終攔截住礦車。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是漸進(jìn)緩沖式吸能器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖1的a-a向視圖。

圖4是圖1的b-b向視圖。

附圖標(biāo)記說明：1、繩輪組件；2、平鍵；3、主軸；4、滾針軸承一；5、方板；6、動(dòng)摩擦片；7、靜摩擦片；8、彈簧壓座；9、靜摩擦片擋塊；10、彈簧；11、滾針軸承二；12、筒體；13、鋼絲繩壓塊；14、后螺旋法蘭；15、螺旋圍板；16、中螺旋法蘭；17、前法蘭；18、壓蓋；

1.1、繞繩筒；1.2、軸套；1.3、鋼絲繩。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

為了解決常規(guī)吸能器由于靜摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動(dòng)摩擦力，導(dǎo)致的礦車撞擊牽引鋼絲繩時(shí)鋼絲繩斷裂，進(jìn)而不能夠攔截住礦車的問題，本實(shí)施例提供了一種漸進(jìn)緩沖式吸能器，如圖1所示，包括筒體12，筒體12的一端安裝著方板5，方板5外壁安裝著軸承座，軸承座上安裝著滾針軸承一4，筒體12的另外一端安裝著底板，底板內(nèi)側(cè)安裝著軸承座，軸承座上安裝著滾針軸承二11，還包括主軸3，主軸3的一端安裝著繩輪組件1，另外一端穿過滾針軸承一4內(nèi)孔、方板5、伸入筒體12內(nèi)，且該端部插入滾針軸承二11內(nèi)孔；主軸3上套有彈簧10，彈簧10的一端套在底板軸承座的外圓上，并與底板貼實(shí)，另外一端貼實(shí)在彈簧壓座8上，彈簧壓座8套在主軸3上；彈簧壓座8與方板5之間設(shè)有間隔套在主軸3上的多個(gè)靜摩擦片7和動(dòng)摩擦片6，筒體12的內(nèi)壁上通過鉚釘焊接著靜摩擦片擋塊9，每一個(gè)靜摩擦片7邊緣的三個(gè)缺口均插入靜摩擦片擋塊9；

所述繩輪組件1包括繞繩筒1.1、軸套1.2和鋼絲繩1.3，軸套1.2通過平鍵2套在主軸3的端部，繞繩筒1.1通過腹板固定套在軸套1.2上，鋼絲繩1.3纏繞在繞繩筒1.1上；

所述主軸3伸出筒體12外的最端部安裝著前法蘭17，繞繩筒1.1上依次套裝著中螺旋法蘭16、螺旋圍板15和后螺旋法蘭14，鋼絲繩1.3位于前法蘭17和中螺旋法蘭16之間，鋼絲繩1.3的一端穿過前法蘭17并被固定在前法蘭17的端面上，另外一端繞過中螺旋法蘭16，在螺旋圍板15上纏繞半圈后甩出。

具體的，各個(gè)部件的連接如下：

滾針軸承二11安裝于筒體12的底板軸承座的內(nèi)孔里，用螺栓將軸承壓板固定于軸承座上端面上；主軸3直徑小的一端插入滾針軸承二11的內(nèi)孔；彈簧10套到主軸3上，并使其下端內(nèi)圓套在筒體12的底板軸承座的外圓上，且下端面貼實(shí)筒體12的內(nèi)底面；彈簧壓座8內(nèi)孔安裝于主軸3上且其下端面與彈簧10的頂端貼實(shí)；將17個(gè)靜摩擦片7和16個(gè)動(dòng)摩擦片6交叉安裝于主軸3的方形斷面的位置，并保證靜摩擦片7周邊的三個(gè)矩形缺口插到靜摩擦片擋塊9上，使其不能旋轉(zhuǎn)；靜摩擦片擋塊9通過鉚釘焊接在筒體12的內(nèi)壁三等分位置上；帶軸承座方板5安裝到主軸3上并用螺栓將其固定在筒體12的圓法蘭上；滾針軸承一4的外圈安裝于帶軸承座方板5的軸承座內(nèi)孔中，主軸3位于滾針軸承一4的內(nèi)孔中；用沉頭螺釘將軸承壓板固定在帶軸承座方板5的軸承座上；繩輪組件1整體通過平鍵2固定于主軸3上；將長13米直徑30的鋼絲繩1.3從前法蘭17上的的長條孔穿出，并將鋼絲繩該端固定于前法蘭17的上端面上；將鋼絲繩1.3另外一端分三層纏繞，具體的纏繞方式是：先在繞繩筒1.1上從前法蘭17到中螺旋法蘭16之間纏繞完第一層繩后反向纏繞第二層繩，到達(dá)前法蘭17后再反向纏繞第三層繩，第三層繩到達(dá)中螺旋法蘭16時(shí)順中螺旋法蘭16缺口處纏繞到螺旋圍板15，在螺旋圍板15上纏繞180°（即半圈）后將鋼絲繩1.3甩出。

本實(shí)施例提供的漸進(jìn)緩沖式吸能器的工作原理如下：

當(dāng)串車運(yùn)行中因斷繩、脫銷、連接裝臵斷裂等原因造成串車與主提升鋼絲繩脫離跑車，礦車撞擊擋車欄并牽拉繞繩筒1.1上的鋼絲繩1.3時(shí)，鋼絲繩1.3便會驅(qū)動(dòng)繩輪組件1旋轉(zhuǎn)，繩輪組件1便會帶動(dòng)主軸3旋轉(zhuǎn)，主軸3的矩形截面段就會帶動(dòng)16片動(dòng)摩擦片6旋轉(zhuǎn)，16片動(dòng)摩擦片旋轉(zhuǎn)時(shí)會與17片靜摩擦片相對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生非常大的動(dòng)摩擦力（由于彈簧10的彈力轉(zhuǎn)化為16片動(dòng)摩擦片和17片靜摩擦片之間的正壓力，從而產(chǎn)生大約10噸的動(dòng)摩擦力）；在礦車牽引繩輪組件1旋轉(zhuǎn)的過程中，這個(gè)動(dòng)摩擦力便會逐步的將礦車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能，從而最終攔截住礦車；為了達(dá)到煤礦按運(yùn)輸安全的在攔截過程中鋼絲繩1.3的拉出長度為0.3—10米相關(guān)規(guī)定，可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)大彈簧對動(dòng)靜摩擦片的壓力來調(diào)節(jié)摩擦力的大小，從而滿足鋼絲繩的拉出長度為0.3—10米的要求。

本發(fā)明提供的這種漸進(jìn)緩沖式吸能器，通過在繩輪組件處設(shè)計(jì)的由中螺旋法蘭、螺旋圍板和后螺旋法蘭組成的螺旋式緩沖結(jié)構(gòu)，使吸能器動(dòng)摩擦片從靜止到運(yùn)動(dòng)瞬間最大靜摩擦力比動(dòng)摩擦力還小，并在牽拉過程中鋼絲繩所受的牽引力逐漸增大，并在吸能器動(dòng)摩擦片旋轉(zhuǎn)到180度時(shí)達(dá)到最大牽引力，從而對礦車初始撞擊牽拉鋼絲繩的力起到了緩沖作用，最終攔截住礦車。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖3和圖4所示，所述中螺旋法蘭16是邊緣開設(shè)缺口的螺旋環(huán)狀結(jié)構(gòu)，后螺旋法蘭14是螺旋環(huán)狀結(jié)構(gòu)，螺旋圍板15為同一平面內(nèi)的兩個(gè)端部與圓心連線為270°的扇形結(jié)構(gòu)，扇形由0°到180°過程中半徑r逐漸增大至1.4r，從180°到270°半徑保持1.4r不變。

在礦車撞擊擋車欄并牽拉鋼絲繩1.3的過程中鋼絲繩1.3從靜止到動(dòng)的瞬間會有一個(gè)最大靜摩擦力，該力是繩輪組件1運(yùn)動(dòng)后的動(dòng)摩擦力的1.4倍以上，從而會對鋼絲繩有一個(gè)猛然沖擊的過程，對鋼絲繩的使用安全產(chǎn)生很大的隱患，為使最大靜摩擦力時(shí)的鋼絲繩牽引力基本和動(dòng)摩擦力大小相同，本產(chǎn)品在繩輪組件設(shè)計(jì)了一個(gè)螺旋式緩沖機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)有一個(gè)螺旋圍板，該螺旋圍板總共圍繞270°，從0°到180°過程中半徑逐漸增大1.4倍，從180°到270°半徑保持1.4倍不變，而鋼絲繩出螺旋圍板的位置就設(shè)置在180°到270°的范圍內(nèi)；由于半徑增大1.4倍從而使鋼絲繩在初始的最大靜摩擦力時(shí)所受的牽引力成為原來的1/1.4=0.71倍，大致與動(dòng)摩擦力相等，最終起到了對鋼絲繩的牽拉緩沖作用。

實(shí)施例3：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖1所示，所述主軸3伸出筒體12外的端面通過螺栓安裝著壓蓋18，壓蓋18與軸套1.2端面壓緊。螺栓將壓蓋19固定于主軸端頭，壓住軸套1.2端面以防止繩輪組件軸向脫出。

實(shí)施例4：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖2所示，為了固定鋼絲繩1.3在受牽引力時(shí)不被甩脫，所述鋼絲繩1.3穿過前法蘭17后的一段通過多個(gè)鋼絲繩壓塊13壓緊盤在前法蘭17端面。通過多次試驗(yàn)，本實(shí)施例得出的最佳數(shù)量為所述靜摩擦片7為17個(gè)，動(dòng)摩擦片6為16個(gè)。為了達(dá)到煤礦按運(yùn)輸安全的在攔截過程中鋼絲繩的拉出長度為0.3—10米相關(guān)規(guī)定，所述鋼絲繩1.3長35m直徑為30mm，分三層纏繞在繞繩筒1.1上。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例提供了一種漸進(jìn)緩沖式吸能器的使用方法，先將兩個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器相對而設(shè)安裝于礦井軌道兩側(cè)，并在兩個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器之間安裝網(wǎng)架，然后將長35m直徑為30mm的鋼絲繩1.3一端由其中一個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器前法蘭17的孔內(nèi)穿出，并用四個(gè)鋼絲繩壓塊13將鋼絲繩1.3該端固定于前法蘭17的端面，將鋼絲繩1.3另外一端的余繩分三層纏繞在繞繩筒1.1上，當(dāng)?shù)谌龑永@到中螺旋法蘭16的缺口處時(shí)，順著缺口將鋼絲繩1.3繞到螺旋圍板15上，在螺旋圍板15上繞半圈后將鋼絲繩1.3甩出，然后穿過網(wǎng)架纏繞在另外一個(gè)漸進(jìn)緩沖式吸能器的繞繩筒1.1上。當(dāng)串車運(yùn)行中因斷繩、脫銷、連接裝臵斷裂等原因造成串車與主提升鋼絲繩脫離跑車，礦車撞擊擋車欄并牽拉繞繩筒1.1上的鋼絲繩1.3時(shí)，鋼絲繩1.3便會驅(qū)動(dòng)繩輪組件1旋轉(zhuǎn)，繩輪組件1便會帶動(dòng)主軸3旋轉(zhuǎn)，主軸3的矩形截面段就會帶動(dòng)16片動(dòng)摩擦片6旋轉(zhuǎn)，16片動(dòng)摩擦片旋轉(zhuǎn)時(shí)會與17片靜摩擦片相對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生非常大的動(dòng)摩擦力，在礦車牽引繩輪組件旋轉(zhuǎn)的過程中，這個(gè)動(dòng)摩擦力便會逐步的將礦車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能，從而最終攔截住礦車。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。