专利名称：矿用防坠制动绳摩擦片卷筒缓冲器的制作方法
技术领域：
本发明涉及矿井安全装置技术领域。
背景技术：
目前，在矿井单绳提升系统中普遍采用安装在提升容器上的抓捕式防坠器防范断 绳坠罐事故，当断绳后防坠器抓捕制动绳(或罐道绳兼做的制动绳)，把提升容器制动在制 动绳上，防止提升容器坠落。在提升容器向下行运行发生坠罐时，由于提升容器的既有速度 和抓捕机构空行程时间内的重力加速度作用，防坠器抓捕时提升容器的瞬时速度将较高， 冲击力很大，为防范下坠提升容器的制动减速度过大造成人身伤害事故，抓捕机构抓捕住 提升容器后，必须进行缓冲制动，使提升容器在允许的减速度范围制动运行一段距离后再 停住，否则，虽然提升容器停住了，但仍可能发生人身伤害事故。在现在的断绳防坠器保护 系统中，普遍配套采用钢绳螺旋缓冲器。钢绳螺旋缓冲器的工作原理是通过螺旋杆调整滑 块位置，压縮穿在滑块与定轮之间的制动钢丝绳发生变形卡紧，当防坠器抓捕后，冲击力拉 拔制动钢丝绳从滑块与定轮之间变形通过，制动钢丝绳的拉拔变形阻力吸收冲击力实现缓 冲制动。由于矿井使用条件严酷，制动钢丝绳因调试拉拔损伤、锈蚀及防锈材料老化等，直 接影响制动钢丝绳拉拔时变形阻力，钢绳螺旋缓冲器存在着制动力不确定的问题。在使用 中，钢绳螺旋缓冲器的缓冲性能都是依据测试缓冲绳拔出长度进行判断，但测试后缓冲绳 还需恢复，还需重新调整压力，其制动力必将发生变化，制动力仍还是不确定数值，制动力 在使用中难以准确标定。在实际中，许多矿井在用的钢绳螺旋缓冲器经现场防坠试验拔出 的长度都偏小，存在缓冲器制动力偏大的问题，若一旦发生断绳事故，可能因减速度过大造 成损害人身健康事故。我国2009年1月1日实施的AQ2019-2008《金属非金属矿山竖井提 升系统防坠器安全性能检测检验规范》，对防坠器制动过程中的减速度规定了具体的技术 指标要求，为了使缓冲器制动力达到安全规范规定的技术指标要求，保护人身安全和健康， 必须解决现有技术中存在的缓冲器制动力不确定的问题和在使用现场难以准确标定的问 题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，具有制动可靠、 制动力稳定、制动力调整方便、制动距离可以较长、安全性好、使用及检测检验方便等特点， 可解决现有技术中存在的缓冲器的制动力不确定和在使用现场难以准确标定的问题。
本发明的技术方案是一种矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，包括缓冲绳、巻 筒、主轴、内摩擦片、外摩擦片、压縮弹簧、压縮弹簧可调结构、固定定位结构。其特征在于 缓冲绳为双绳，两条缓冲绳各有一个端部在巻筒的轴向对称地固定在巻筒的两边，两条缓 冲绳可对称缠绕在巻筒上，两条缓冲绳的另一个端部合并，两条缓冲绳的合并处和连接器 或制动绳相连；巻筒通过巻筒上连接件及轴承与主轴转动配合，巻筒可以绕主轴转动对称 缠绕两条缓冲绳，或两条缓冲绳拉展时转动巻筒；在巻筒的内腔中，主轴的制动段上交错排列设有2片以上(含2片)内摩擦片和外摩擦片组成的摩擦片组，在主轴的制动段上轴向 设置有滑轨或滑槽，在内摩擦片的轴孔设置有与制动段对应的滑槽或凸块，制动段的滑轨 或滑槽卡着内摩擦片只可轴向滑动，不能相对与主轴转动；在巻筒的筒内壁上也设有滑轨 或滑槽，在外摩擦片的外沿设置与筒内壁相配合滑槽或凸块，筒内壁上的滑轨或滑槽卡着 外摩擦片只可沿巻筒内壁轴向滑动，不能相对与巻筒转动，外摩擦片的轴孔大于主轴，是动 配合，可以绕主轴转动；由内摩擦片和外摩擦片组成摩擦片组上设有压縮弹簧及压縮弹簧 可调结构；主轴和其底座之间设有主轴固定定位结构。 上述的巻筒上的连接件为两个端盖，上述的压縮弹簧可调结构为在巻筒的内腔 中的主轴上装有摩擦片压盘，压縮弹簧位于一端盖和一压盘之间，主轴的一端部设有螺纹 段，与端盖外的调节螺母相配合。旋动调节螺母可使主轴轴向移动，改变压縮弹簧的压縮 量，调整摩擦片组的压力。 上述的螺纹段上有轴套，轴套的轴孔中设置有滑道或滑槽，螺纹段上设置有与轴
套相互配合的滑槽或滑道，轴套设置在调节螺母和端盖之间的螺纹段上。主轴转动时调节
螺母和轴套一起转动，调节螺母在主轴上的位置不变、压縮弹簧的压縮量不变，因此无论是
主轴转动还是巻筒和主轴一同转动，摩擦片组的压力不变，摩擦片组的摩擦力稳定。 上述的主轴固定定位结构为具有法兰蜗轮，法兰蜗轮设置在主轴的锁轴段上，法
兰蜗轮的轴孔中设置有滑道或滑槽，锁轴段上设置有与法兰蜗轮轴孔相互配合的滑槽或滑
道，并设有蜗杆、蜗轮壳体，蜗轮壳体固定在底座上，法兰蜗轮和蜗轮壳体或底座间设有保
险固定插销。在蜗轮档盖上设有便于插上和打开保险固定插销的操作孔，打开保险固定插
销，可驱动蜗轮蜗杆机构，通过摩擦片组的摩擦力带动滚筒转动进行调绳和回绳；插上保险
固定插销锁住巻筒不让巻筒转动，通过蜗轮蜗杆机构转动主轴，可以测试巻筒腔内摩擦片
组的摩擦力值。 上述的矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，其特征在于在缓冲绳上设置有防脱绳 卡，底座上设置有带条形孔的挡绳梁，缓冲绳在挡绳梁的带条形孔沿边穿过。当巻筒上缠绕 的缓冲绳拉到防脱绳卡下落在挡绳梁上时，防脱绳卡挡在绳梁的孔沿上，防止脱绳事故。
上述的巻筒是中间大、两头小的双锥筒，两条缓冲绳各有一个端部固定在巻筒两 边，从两边向中部对称缠绕在巻筒上。缓冲绳拉展时从巻筒的中部向两边过渡，缓冲绳拉在 巻筒上的力臂由大向小过渡，由于摩擦片组的摩擦力不变，所以缓冲绳上的制动力将逐渐 增大。 本发明的积极效果是具有制动可靠、制动力稳定、摩擦制动力调整方便、制动距 离可以较长等特点，而且制动工作后制动力保持不变、缓冲绳调整方便、缓冲绳拉出后恢复 方便，制动力测试方便，制动绳张力拉紧方便，可以有效解决现有技术中存在的钢绳螺旋缓 冲器的制动力不确定、不稳定和在使用现场难以准确标定的问题，还可以省去张紧制动绳 的紧绳器，社会效益、经济效益大。 以下结合附图及实施例作详述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
图3为实施例1的缓冲绳防拉脱示意图。
图4为图1缓冲绳拉展后的后视结构示意图。 在附图中1调节螺母、2螺纹段、3自由轴承、4轴套、5端盖、6固定绳夹、7压縮弹 簧、8压盘、9外摩擦片、10内摩擦片、11衬板、12巻筒、13主轴、14制动段、15轴肩、16锁轴 轴承、17蜗轮壳体、18蜗杆、19法兰蜗轮、20保险固定插销、21蜗轮档盖、22孔盖、23锁轴 段、24底座、25缓冲绳、26连接器、27制动绳、28防脱绳卡、29缓冲垫板、30挡绳梁。
具体实施例方式
如图1所示，该矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，由缓冲绳25、巻筒12、端盖5、 主轴13、轴套4、外摩擦片9、内摩擦片10、压縮弹簧7、调节螺母1、自由轴承3、锁轴轴承16、 法兰蜗轮19、保险固定插销20、底座24等组成；主轴13上设置有螺纹段2、制动段14、轴肩 15和锁轴段23 ;在巻筒两端设置有两个端盖5，组成腔体滚筒；端盖上设有轴孔，主轴13穿 在端盖轴孔中，制动段14和轴肩15设置在滚筒腔体内，螺纹段2和锁轴段23设置在滚筒 腔体外，主轴13的两端设置在自由轴承3和锁轴轴承16中，自由轴承3和锁轴轴承16设 置在底座24上；制动段14上设置有两个压盘8 ;外摩擦片9和内摩擦片10都是圆形平板 状，中间有轴孔，两种摩擦片多片交错重叠穿在两个压盘8之间，组成摩擦片组；外摩擦片9 的轴孔大于制动段14的直径，可以在制动段14上转动；内摩擦片10外径小于滚筒腔体内 径，可以在滚筒腔体内转动；在摩擦片组对应的滚筒内腔的壁上轴向设置有滑轨或滑槽，外 摩擦片9的外沿设置有与滚筒内腔壁上滑轨或滑槽相配合的滑槽或凸块，滑轨或滑槽卡着 外摩擦片9不能相对与滚筒转动，但可以沿滑轨或滑槽轴向滑动；在制动段14上，轴向也设 置有滑轨或滑槽，内摩擦片10的轴孔上也设置有与制动段14相配合的滑槽或凸块，滑轨或 滑槽卡着内摩擦片10不能相对与制动段14转动，但可以沿滑轨或滑槽轴向滑动；压縮弹簧 7串联支撑在摩擦片组与端盖5之间或者摩擦片组与轴肩14之间，轴肩15挡在摩擦片组和 压縮弹簧7的一边；在螺纹段2上设置有调节螺母l，旋动调节螺母l，可以调节轴肩14在 滚筒腔体内的轴向位置，改变压縮弹簧7的压縮量，改变摩擦片组受到的压力，从而改变摩 擦片组间的摩擦力；在锁轴段23上，设置有法兰蜗轮19，法兰蜗轮19的轴孔中设置有轴向 滑槽或滑道，在锁轴段23设置有与法兰蜗轮19轴孔相配合的滑道或滑槽，旋动调节螺母1 调节轴肩14在滚筒腔体内的轴向位置时，锁轴段23可在法兰蜗轮19的轴孔中轴向滑动， 但不能相对于法兰蜗轮19转动；保险固定插销20是螺杆插销，在法兰蜗轮19和锁轴轴承 16上设置有对应的插孔，法兰蜗轮19由螺杆插销插在锁轴轴承16上的插孔中，锁定主轴 13不能转动。巻筒12上设置有绳槽衬板ll，缓冲绳25为双绳，两条缓冲绳25各有一个端 部由固定绳卡6在巻筒的轴向对称地固定在巻筒12的两边，两条缓冲绳25对称缠绕在巻 筒衬板11上，两条缓冲绳25的另一个端部合并，两条缓冲绳的合并端通过连接器26与制 动绳27相连。 如图1所示，法兰蜗轮19是蜗轮蜗杆驱动结构，设置有蜗轮壳体17、蜗杆18、蜗轮 档盖21、手孔盖22 ;蜗轮档盖21挡在法兰蜗轮19外边，蜗轮档盖21上有便于插上和打开 保险固定插销20的操作孔，操作孔上设置有孔盖22。卸下孔盖22，打开保险固定插销20， 可转动蜗轮蜗杆机构，通过摩擦片组的摩擦力带动滚筒12转动进行缓冲绳调绳和回绳，还 可以拉紧制动绳，可省去专为拉紧制动绳的紧绳器，而且拉动制动绳的距离大。锁住巻筒不让巻筒转动，通过蜗轮蜗杆机构转动主轴，还可以方便地测试巻筒腔内摩擦片组间的摩擦 力值。 如图1所示，在调节螺母1与端盖5之间的主轴13上有轴套4，轴套4的内孔设置 有滑道或滑槽，主轴13上设置有与轴套4的内孔相互配合的滑槽或滑道，轴套4穿在自由 轴承3中。主轴13转动时调节螺母1和轴套4与主轴13 —同转动，调节螺母1在主轴13 上的位置不变、压縮弹簧7的压縮行程不变，摩擦片组的压力不变、摩擦力不变。摩擦片组 设在巻筒腔内，受外界环境影响小。 如图2所示，两条缓冲绳25对称缠绕在巻筒衬板11上。 如图3所示，缓冲绳端部由固定绳夹6压在巻筒12上，在固定绳夹6前部，交叉 90°设置有4个防脱绳卡28，底座24上有两个挡绳梁30设置成带条形孔，缓冲垫板29设 置在挡绳梁30的带条形孔上面，缓冲绳25设置在两个挡绳梁30的带条形孔沿边穿过。当 巻筒12上缠绕的缓冲绳25全部拉展到防脱绳卡28下落在挡绳梁30上时，脱绳卡28卡在 挡绳梁30的孔沿上，防止脱绳事故。 如图4所示，当缠绕在巻筒衬板11上的两条缓冲绳25全部拉展到防脱绳卡28处 后，防脱绳卡28就下落卡在挡绳梁30带条形孔沿上面的缓冲垫板29上，挡住缓冲绳25，保 护固定绳夹6，防止脱绳，且保持制动绳的中心位置不改变。 上述实施例中，巻筒可以是中间大、两头小的双锥筒，两条缓冲绳各有一个端部固 定在巻筒两边，从巻筒的两边向中部对称缠绕在巻筒上。缓冲绳拉展时从巻筒的中部向两 边过渡，缓冲绳拉在巻筒上的力臂由大向小过渡，由于巻筒内摩擦片组的摩擦力不变，所以 缓冲绳上的制动力将逐渐增大，有利于改善罐笼制动特性。在采用锥形巻筒时，两条缓冲绳 拉展时其合并处的运动轨迹将产生偏移，应在制动绳上设置导绳套或导绳轮，保持井筒中 制动绳在罐笼导向套中的位置不变。 上述实施例中，外摩擦片和内摩擦片之间还可以夹有摩擦系数较大的专用摩擦 片，增加摩擦片组的摩擦力，也可以改善外摩擦片和内摩擦片摩擦面之间老化及杂质等对 摩擦力的影响。 上述实施例中，采用锥形巻筒时，防脱绳卡和挡绳梁应设置在制动绳的绳段上。为 了简化巻筒上结构，防脱绳卡和挡绳梁也可以设置在制动绳的绳段上。 上述实施例适用于抓捕式制动绳防坠保护系统，当发生断绳时防坠器把罐笼抓捕 在制动绳上，冲击力通过与制动绳连接的缓冲绳拉动巻筒转动，摩擦片组产生摩擦力进行 制动。合理设计摩擦片组的摩擦系数和巻筒上缓冲绳缠绕长度，可实现下坠罐笼在设定的 减速度范围和制动距离内平稳制动。 一旦因故巻筒上缠绕的缓冲绳绳全部拉展时，防脱绳 卡下落卡在挡绳梁上，可防止脱绳事故。本发明在应用中，摩擦片组的最小静摩擦力应大于 制动绳重力和张紧力之和并有富裕系数，保证不发生自行拉动巻筒误动作；摩擦片组的最 大静摩擦力应符合安全规范对最小载荷和最大载荷条件下制动减速度的要求。
权利要求
一种矿用防坠制动绳摩擦片卷筒缓冲器，包括缓冲绳(25)、卷筒(12)、主轴(13)、内摩擦片(10)、外摩擦片(9)、压缩弹簧(7)、弹簧压力可调结构和主轴固定定位结构，其特征在于所述的缓冲绳(25)为双绳，两条缓冲绳(25)各有一个端部固定在卷筒(12)上，两条缓冲绳(25)对称缠绕在卷筒(12)上，两条缓冲绳(25)的另一个端部合并，两条缓冲绳(25)的合并处和连接器(26)或制动绳(27)相连，卷筒(12)通过卷筒(12)上的连接件及轴承与主轴(13)转动配合，在卷筒(12)的内腔中，主轴(13)的制动段(14)上设有内摩擦片(10)和外摩擦片(9)交叉排列组成的摩擦片组，在主轴(13)的制动段(14)上轴向设置有滑轨或滑槽，在内摩擦片(10)的轴孔上设置有与制动段(14)互相配合的滑槽或凸块，内摩擦片(10)只可轴向滑动；在卷筒(12)的筒内壁上设有滑轨或滑槽，在外摩擦片(9)的外沿设置有与筒内壁互相配合滑槽或凸块，外摩擦片(9)只可沿卷筒内壁轴向滑动，外摩擦片(9)的轴孔大于主轴(13)的制动段(14)，是动配合；由内摩擦片(10)和外摩擦片(9)交叉排列组成摩擦片组的轴向设有压缩弹簧(7)及弹簧压力可调结构；主轴(13)和其底座(24)之间设有主轴固定定位结构。
2. 根据权利要求1所述的矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，其特征在于所述的巻筒 (12)上的连接件为两个端盖(5)，所述的弹簧压力可调结构为在巻筒(12)的内腔中的主 轴(13)上装有摩擦片压盘(8)，压縮弹簧(7)位于一端盖(5)和一压盘(8)之间，主轴(13) 的一端部设有螺纹段(2)，与端盖(5)外的调节螺母(1)相配合。
3. 根据权利要求2所述的矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，其特征在于所述的螺纹 段(2)上有轴套(4)，轴套(4)的轴孔中设置有滑道或滑槽，螺纹段(2)上设置有与轴套(4) 相互配合的滑槽或滑道，轴套(4)设置在调节螺母(1)和端盖(5)之间的螺纹段(2)上。
4. 根据权利要求1所述的矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，其特征在于所述的主轴 固定定位结构为具有法兰蜗轮(19)，法兰蜗轮(19)设置在主轴(13)的锁轴段(23)上，法 兰蜗轮(19)的轴孔中设置有滑道或滑槽，锁轴段(23)上设置有与法兰蜗轮(19)轴孔相互 配合的滑槽或滑道，并设有蜗杆(18)、蜗轮壳体(17)，蜗轮壳体(17)固定在底座(24)上， 法兰蜗轮(19)和蜗轮壳体(17)或底座(24)间设有保险固定插销(20)。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，其特征在于在 缓冲绳(25)上设置有防脱绳卡(2S)，底座(24)上设置有带条形孔的挡绳梁(30)，缓冲绳(25) 在挡绳梁(30)的带条形孔沿边穿过。
6. 根据权利要求1、2、3或4所述的矿用防坠制动绳摩擦片巻筒缓冲器，其特征在于所 述的巻筒(12)是中间大、两头小的双锥筒，两条缓冲绳(25)各有一个端部固定在巻筒(12) 两边，从两边向中部对称缠绕在巻筒(12)上。
全文摘要
本发明的目的是提供一种矿用防坠制动绳摩擦片卷筒缓冲器，涉及矿井安全装置技术领域。两条缓冲绳固定在卷筒上对称缠绕，两缓冲绳的另一端合并和连接器或制动绳相连，卷筒通过卷筒上的连接件及轴承与主轴转动配合，卷筒内腔中固定有可沿卷筒轴向滑动的外摩擦片，主轴上固定有可轴向滑动的内摩擦片，两种摩擦片在轴向相互交错排列，并设有压缩弹簧及压力可调结构和缓冲绳防拉脱结构。本发明可解决现有技术中存在的钢绳螺旋缓冲器制动力不确定和在使用中难以准确标定制动力的问题。具有制动可靠、制动力稳定、制动力调整方便、制动距离较长、安全性好、缓冲绳调绳回方便、制动力测试方便、张紧制动绳方便等特点。
文档编号B66B5/28GK101759078SQ20091026394
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者吴忠海, 孔晓峰, 张慧朋, 张胜田, 李建龙, 李朝博, 葛鑫, 赵文飞 申请人:河北省安全生产监督管理局安全科学技术中心