专利名称：小型防坠器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿井立井提升系统主提升钢丝绳断绳时防止提升容器坠落的断绳保险装置，俗称防坠器或断绳保险器。
防坠器是一种安装在矿井提升系统中提升容器上，由防坠器的捕绳装置钳住制动钢丝绳的安全保险装置。大、中型矿井使用的防坠器，重量均在1900Kg以上，配套缓冲器为钢性螺纹压紧装置，重量在750Kg以上，《煤矿专用设备图册》第70页，《煤矿机械》(煤炭管理干部技术培训丛书，山西科学教育出版社)第85页介绍有防坠器的工作原理及技术特征，这种防坠器仅适用于大中型矿井提升系统。大、中型矿井提升绞车提升能力大，提升容器都是标准设备，提升负荷变化小，因此能够实现标准化的防坠器。而小型矿井大多数提升系统采用单滚筒提升绞车，提升能力小，一般提升负荷(包括提升容器、货物、小型防坠器)在10000Kg左右，这就要求小型防坠器重量越小越好。而现有标准的防坠器，缓冲器仅重量一项就限制不能适用于小型矿井以及建筑卷扬机提升系统。
为了解决这问题，通常的做法是减小防坠器的体积，减轻防坠器的重量，但对于标准防坠器来说，减小体积保证机械强度，以满足小型矿井提升系统重量要求是很困难的，目前尚无成功经验。
本实用新型的目的是要提供一种称作小型防坠器的设备，它能满足小型矿井提升能力小，空、重负荷变化大的要求，它能在主提升钢丝绳断绳时可靠制动，防止提升容器坠落。
本实用新型的目的是这样实现的改防坠器槽钢本体，笨重铸造轴承架承载结构为钢板一次成型的箱式结构；并将弹簧储能装置、捕绳装置、杠杆组、提升杆等全部装置于箱式本体内成为一个整体，箱体既可替代槽钢，又可作为杠杆轴的支撑轴架，为了减少制动钢丝绳承受的冲击，在制动钢丝绳的上端设置了弹簧油压阻尼缓冲器，既可减小制动钢丝绳承受的制动力，防止弹簧共振，又可减少缓冲器的体积和重量。
本实用新型采用一定厚度的钢板一次成型的箱式结构，对原标准防坠器的结构作了根本的改变，结构比较简单，由于箱式结构本身特性决定，所以减小体积和重量是比较容易实现的。储能装置采用了变节距弹簧，解决了圆柱螺旋弹簧的共振问题，采用了力矩可调节装置，满足空、重提升负荷变化大的要求。
实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是本实用新型提出的小型防坠器的主视图；图2是本实用新型提出的小型防坠器的俯视图；图3是本实用新型提出的小型防坠器配套的缓冲器的剖视图；图4是图所示本实用新型提出的小型防坠器中心部分结构剖视图5是图1所示本实用新型提出的小型防坠器中心部分结构原理图；下面结合图1和图2详细说明依据本实用新型提出的小型防坠器的箱式结构及其它装置的位置关系、细节及工作情况。
本实用新型包括一个钢板一次成型的本体2与捕绳装置8构成的箱式结构整体，箱体内装置有主提升杆1、变节距弹簧储能装置3、平衡轴4、调节螺母5、悬挂杆6、杠杆组7、及支撑于本体上的杠杆轴9。图1和图2共同显示出本实用新型提出的小型防坠器的箱式结构及其它装置的结构关系，箱式结构是用一定材质和一定厚度的钢板焊接或螺纹联接而成的，图1显示出箱式结构的长与高。图2显示出箱式结构的宽与外型，箱体的中心部位是力距调节装置和变节距弹簧储能装置，它通过杠杆与两端的捕绳装置相连接，图中显示的是静止装态的相互位置关系。
本实用新型的工作状态提升杆1受提升重力作用向上位移，压缩储能弹簧，弹簧储能装置驱动杠杆组7绕杠杆轴9转动拨动捕绳装置8松开制动钢丝绳，本实用新型提出的小型防坠器与提升容器一起根据提升系统的指令上下移动。
静止即制动状态当提升系统连接提升杆1的主提升钢丝绳断绳时，提升杆1受提升重力及储能装置机械能的共同作用向下位移，储能装置驱动杠杆组7绕杠杆轴9转动拨动捕绳装置8抓捕制动钢丝绳，从而防止提升容器因主提升钢丝绳断绳而坠落，引起安全保险作用。
下面结合图3详细说明本实用新型提出的小型防坠器配套的缓冲器的细节及工作情况。
本实用新型提出的小型防坠器配套的缓冲器由图3显示出来。缓冲器由铸造外壳、弹簧，阻尼板与联接制动钢丝绳的拉杆组成，阻尼板与拉杆通过螺纹连接，阻尼板从中间将缓冲器壳体内腔隔开，一边为储油室，一边为工作室。静止状态缓冲器通过阻尼板，拉杆由弹簧承载制动钢丝绳的重力，钢丝绳的重力较小，弹簧压缩较小。动态即工作状态提升钢丝绳断时，本实用新型提出的小型防坠器动作抓捕制动钢丝绳，总提升质量T及加速度动能共同作用于制动钢丝绳，通过制动钢丝绳作用于缓冲器阻尼板压缩弹簧，其压力使工作室的液压油通过阻尼板上的阻尼孔缓慢排至储备油室，由于产生阻尼现象，弹簧缓慢压缩，对本实用新型提出的小型防坠器的制动过程起缓冲作用，当小型防坠器动作结束即静止时，缓冲器承载减至制动钢丝绳重力加1/2T，弹簧变形部分恢复，当小型防坠器解除制动，缓冲器弹簧复位至静止状态。
缓冲器采用弹簧油压阻尼装置实现，既防止共振，又减轻了重量。
下面结合图4及图5详细说明依据本实用新型提出的小型防坠器的变节距弹簧储能装置制动力矩调节装置的细节及工作情况。
本实用新型提出的小型防坠器的变节距弹簧储能装置、制动力矩调节装置包括与主提升钢丝绳连接的丁字形提升杆1箱式结构本体2，变节距弹簧储能装置3，平衡轴4平衡轴上的调节螺母5，悬挂提升容器的悬挂杆6，与储能装置3连接的杠杆组7，图示各零部件处于静止状态即制动状态。
平衡轴4下部内螺纹与悬挂杆6联接，上部外螺纹与调节螺母5构成矩形孔与丁字形的提升杆1间隙配合。变节距弹簧储能装置3与杠杆组7铰连，同心装配在提升杆1、平衡轴4外边，共同装配在箱式结构本体2之中，储能装置的变节距弹簧其特性线方程以P＝(0.1-0.2)F2为适宜。
通过调节螺母5可调节丁字型提升杆在平衡轴4中的行程，提升杆的行程等于储能装置弹簧的压缩行程，弹簧压缩行程增大，储能装置储能量增大，通过杠杆组传递至捕绳装置的制动力矩也增大，相反则减小，所以调节螺母5即等于调节本实用新型提出的小型防坠器的制动力矩。悬挂杆6与平衡轴4螺纹的调节关系是转动悬挂杆6，可调节平衡轴4的上下位置，平衡轴4上下位移带动提升杆1变节距弹簧储能装置3上下位移，其作用一是预压储能装置的变节距弹簧；二是对调节螺母5的作用的补充；三是通过杠杆组对捕绳装置间隙的调整。
下面结合图5详细说明依据本实用新型提出的小型防坠器的提升负荷自动平衡装置与变节距弹簧储能装置自动保护装置的细节及工作原理。
该装置包括一主提升杠杆1，箱式结构本体2，变节距储能装置3，平衡架4，调节螺母5，悬挂杆6，图示处于静止即制动状态。
箭头所示的T为总提升质量、G为提升负荷质量。Q为本实用新型提出的小型防坠器的质量，P为变节距弹簧储能装置储能量，P’为平衡架承载质量，F’为提升调节行程。
当提升负荷质量G增加时，提升杆1带动变节距弹簧储能装置3向上位移，提升杆调节行程F’减小，调节螺母5与平衡架4接触时，F’＞0，平衡架承载质量P’等于零，当F’＝0，P’＝0的临界状态时，变节距弹簧储能装置能量P达到设计预定值，当G值继续增加时，因为F’＝0，平衡架承载质量P’增加，平衡架4将增加的G值平衡于提升杆1、悬挂杆6及自身，起到提升负荷的自动平衡作用。
调整调节螺母5，改变F’值的大小，等于改变储能装置变节距弹簧的压缩行程，由于F’的值是根据提升负荷质量G确定的，当提升负荷质量G增加，调节螺母5随提升杆1带动弹簧储能装置，向上位移，F’逐渐减小，当F’＝0以后，储能装置的变节距弹簧压缩到预定值，无论提升负荷质量G如何改变，平衡架4自动将提升负荷G平衡于提升杆1、悬挂杆6及自身，起到自动保护变节距弹簧储能装置的作用。
提升负荷自动平衡装置与储能装置自动保护工作原理用数学表达式分析如下当G＝0时，T＝P＝Q F’＞0
G＝ΔG时， T1＝P1＝Q+ΔGF’＞0G＝2ΔG时， T2＝P2＝Q+2ΔG F’＞0…… …… ……G＝nΔG时，Tn＝Pn＝Q+nΔG设F’＝0当F’＝0，P’＝0时为临界平衡状态由如下平衡式表示T＝Pn+P’根据平衡式可知P′↑→Pn↓→F′↑→P′↓→Pn↑→F′↓→P′↑→Pn↓……当G＝(n+1)ΔG时，Tn+1＝Pn+ΔG∵F’＝0， ∴Pn不变，P’＝ΔG当G＝(n+2)ΔG时，Tn+2＝Pn+2ΔG，P’＝2ΔG…… …………G＝(n+n)ΔG时，Tn+n＝Pn+nΔG，P’＝nΔG由上述平衡式知，当F’＝0时，G值增量Pn不变，平衡架承载质量P’随G值增量增加，由平衡架4平衡于提升杆1、调节螺母5、悬挂杆6和箱式结构本体2组成的平衡装置上，储能装置的储能量不变。
当G减小时， P’减小当G＜nΔG时，P’＝0，平衡架4不受力综上述，由平衡架4与提升杆1、调节螺母5、悬挂杆6、箱式结构本体2和变节距弹簧储能装置3组成的平衡装置，既起到制动力矩调节作用，提升负荷自动平衡作用，又起到变节距弹簧储能装置的自动保护作用。
制动力矩调节装置、提升负荷自动平衡装置和变节距弹簧储能装置自动保护装置的实现，可以采用硬联接装置如平衡轴和平衡架，可以采用铰接方式，也可以采用软联接如圆环链、传动链等装置来实现，能起到同样的作用。
权利要求1.安装于立井提升容器上的小型防坠器，它由弹簧储能装置、捕绳装置、传递制动力矩的杠杆机构组成。其特征在于将弹簧储能装置3、捕绳装置8、杠杆组7共同装配于由钢板一次成型的本体2构成的箱体内，形成整体箱式结构，并与弹簧油压阻尼缓冲器配套。
2.根据权利要求1所述的小型防坠器，其特征是配套装置缓冲器安装于制动钢丝绳的上端，一旦小型防坠器动作抓捕制动钢丝绳，弹簧油压阻尼动作，实现对制动钢丝绳冲击力的减缓。
3.根据权利要求1所述的小型防坠器，其特征是由钢板一次成型的本体2构成的箱式结构。
专利摘要小型防坠器是一种安装于提升容器上,在主提升钢丝绳断绳时防止提升容器坠落的安全保险装置,它适用于小型垂直提升矿井、建筑卷扬机提升系统,它必须满足体积小、重量轻、制动可靠的要求。其主要结构及装置特点为,整体结构为箱式结构,满足机械强度要求;储能装置的变节距弹簧防止共振,提高储能量:制动力矩调节装置、提升负荷自动平衡装置及储能装置自动保护装置满足空、重提升负荷变化大的要求,从而使小型矿井、建筑卷扬机提升系统实现断绳保护。
文档编号B66B5/02GK2298232SQ9621345
公开日1998年11月25日 申请日期1996年6月6日 优先权日1996年6月6日
发明者张学强, 沈银龙 申请人:张学强, 沈银龙