单向双轨碟簧制动式矿车的制作方法

本实用新型涉及一种具有制动功能的矿车，具体是一种适用于煤矿斜井运输的单向双轨碟簧制动式矿车，属于煤矿机械装备技术领域。

背景技术：

斜井矿车轨道运输是煤矿等矿山广泛采用的一种运输方式，其运输形式是通过安装在斜井上方的绞车牵引矿车组进行运输，矿车运行时若出现断绳、断链或断销等现象就会引发矿车或矿车组列跑车的问题，致使安全生产伤亡事故发生。

目前常用的防跑车装置具有以下两种形式，一种是在矿井中通过传感器检测矿车的运行速度，一旦发现失速情况利用挡车网或者挡车栏阻挡矿车，这种方式不足之处在于：拦截装置重量较大，现场安装搬运及维修不便；拦截装置只能一次性使用，既浪费材料，又破坏了矿井生产的连续性，处理事故费时又费力。

另一种是在矿车上安装电子检测设备，采用制动爪对矿车制动，这种方式的缺陷在于：设备调试、维护程序复杂等繁杂，设备中所使用的电子产品抗尘、抗腐蚀性能差，经长时间使用后电子产品性能不稳定，有时还会在关键时刻失灵、失效或误动作；更有甚者，一个斜井要多段拦截才能达到较理想的效果，这不仅增加矿山成本，而且还达不到100％的拦截效果。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种单向双轨碟簧制动式矿车，结构简单、成本低，能够在斜巷中除去变坡点以外的任何位置因断绳、脱钩等造成跑车事故时主动制动，而且便于安装与维护，特别适用于煤矿斜井运输作业。

为实现上述目的，本单向双轨碟簧制动式矿车包括制动防跑车装置，制动防跑车装置安装在矿车前进方向的机架上；

制动防跑车装置包括摇杆、传动齿轮副和制动组件；

摇杆中部的通孔中安装有用于连接前节矿车圆环链的销轴，摇杆上端通过固定安装在机架上的挡板限位并可在挡板的槽中摇动，摇杆的下端与摇杆轴的中间部位固定安装连接，摇杆轴通过轴承座安装在机架上；

摇杆轴的两端分别通过传动齿轮副与左右对称设置的制动组件中的制动轴连接，套装在制动轴上的传动齿轮副的下齿套的内表面是与制动轴的外螺纹配合的多线内螺纹、且两侧的螺纹副旋向相反；左右对称设置的制动轴分别安装在左右对称设置的、安装在机架上的游动碟簧支架内；游动碟簧支架下端相对于轨道内侧和外侧的位置分别设有支撑套和制动挡板，制动挡板通过销轴螺栓固定安装在游动碟簧支架上，支撑套的中间设有具有开孔的中隔板，外侧端设有端板；制动轴安装在支撑套内部并与支撑套滑动连接；设置在支撑套内的碟簧组一端与制动组件连接、另一端顶靠在中隔板上；制动挡板的下端对应轨道的外侧面位置设有耐磨滑块。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的传动齿轮副包括一个中心与摇杆轴轴端固定连接的扇形齿轮，扇形齿轮与下齿套的外齿齿部配合并啮合。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的下齿套的一端通过安装在支撑套上的推力轴承支承、另一端通过套装在盲轴上的向心轴承支承，所述盲轴通过螺栓固定在支撑套的端板上；推力轴承套装在制动轴上，一端定位在下齿套上、另一端定位在中隔板上；盲轴距离制动轴的轴端设有移动间隙。

作为本实用新型的优选方案，所述的制动组件还包括开有盲孔的花键轴以及固定在轴端的耐磨滑块，碟簧组安装在花键轴的盲孔内，制动时耐磨滑块与轨道侧面接触；支撑套的一端设有花键孔，花键轴与花键孔构成花键移动副。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的游动碟簧支架通过左右方向设置的导向槽安装在机架上；所述的制动防跑车装置还包括制动间隙调整机构，制动间隙调整机构包括限位板、调整架、调整弹簧、调整螺栓及定位螺母；可以沿垂直于轨道方向水平移动的限位板位于游动碟簧支架的外侧固定安装在机架上，游动碟簧支架上端的外侧与限位板之间设有移动间隙；调整架设置在端板的内侧并固定安装在机架上；调整螺栓与调整架螺纹连接，定位螺母与调整螺栓螺纹配合设置在调整螺栓与调整架之间；调整弹簧一端顶靠在制动挡板的内侧面上、另一端通过挡圈顶靠在调整螺栓上。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的制动防跑车装置还包括开关机构，开关机构包括偏心轮、偏心轴和拨杆，偏心轴穿过机架上的安装孔并通过键与偏心轮相连，偏心轴与拨杆通过键相连，拨杆带动偏心轮及偏心轴围绕机架的孔旋转，偏心轮与摇杆在矿车向前运动时相接触。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的拨杆的一端开有固定孔，机架上开有两个对称的定位孔，定位销穿过拨杆上的固定孔将其固定在机架的定位孔上；定位销与拨杆动联接，定位销的销轴上开有两个环形槽，拨杆的侧面开有螺纹孔，螺钉的一端通过弹簧连接一个钢球，螺钉安装在螺纹孔内，且钢球与其中一个环形槽相互配合。

与现有技术相比，本单向双轨碟簧制动式矿车一旦发生绞车牵引钢丝绳断绳或者脱钩的情况，矿车前端连接部分失去牵引力，摇杆失去约束力，摇杆即带动摇杆轴通过轴承相对于机架摇动，由于多线螺旋机构反行程不自锁，通过传动齿轮副与制动轴之间的螺旋传动系统，使得游动碟簧支架中的碟簧组失去约束力，碟簧组在弹簧力的作用下推动制动组件与轨道的内侧面接触，通过制动组件和制动挡板与轨道内侧面之间的摩擦力将跑车矿车制动在轨道上，制动防跑车装置由于是采用左右对称设置的两套制动组件同时对左右两侧的轨道进行抱紧制动，因此制动效率更高，且不需另外铺设制动轨道，结构简单、成本低、便于安装与维护，特别适用于煤矿斜井运输作业。

附图说明

图1是本实用新型矿车布置位置示意图；

图2是本实用新型制动防跑车装置的结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B向局部视图；

图5是图3的C-C剖视图；

图6是图4的D-D剖示图；

图7是图3中制动组件的局部放大结构示意图；

图8是游动碟簧支架的结构示意图；

图9是图8的E-E剖视图。

图中：1、摇杆；2、挡板；3、机架；4、销轴；5、摇杆轴；6、扇型齿轮；7、下齿套；8、盲轴；9、向心轴承；10、推力轴承；11、碟簧组；12、游动碟簧支架；12-1、支撑套；12-1-1、花键孔；12-1-2、中隔板；12-1-3、端板；12-2、制动挡板；14、拨杆；15、偏心轮；16、偏心轴；17、定位销；18、螺钉；19、弹簧；20、钢球；21、制动组件；21-1、花键轴；21-2、耐磨滑块；21-3、制动轴；22、轨道；23、制动间隙调整机构；23-1、限位板；23-2、调整架；23-3、调整弹簧；23-4调整螺栓；23-5、定位螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种单向碟簧制动式矿车，包括制动防跑车装置，制动防跑车装置安装在矿车前进方向的机架3上，箭头方向为矿车前进方向。

如图2和图3所示，制动防跑车装置包括摇杆1、传动齿轮副和制动组件21，摇杆1中部的通孔中安装有用于连接前节矿车圆环链的销轴4，摇杆1通过销轴4与前节矿车的圆环链联接，摇杆1上端通过固定安装在机架3上的挡板2限位并可在挡板2的槽中摇动，摇杆1的下端与摇杆轴5的中间部位固定安装连接，摇杆轴5通过轴承座安装在机架3上。

摇杆轴5的两端分别通过传动齿轮副与左右对称设置的制动组件21中的制动轴21-3连接，套装在制动轴21-3上的齿轮副的下齿套7的内表面是与制动轴21-3的外螺纹配合的多线内螺纹、且两侧的螺纹副旋向相反；左右对称设置的制动轴21-3分别安装在左右对称设置的、安装在机架3上的游动碟簧支架12内；游动碟簧支架12下端相对于轨道22内侧和外侧的位置分别设有支撑套12-1和制动挡板12-2，制动挡板12-2通过销轴螺栓固定于游动碟簧支架12上，支撑套的中间设有具有开孔的中隔板12-1-2，外侧端设有端板12-1-3；制动轴21-3安装在支撑套12-1内部并与支撑套12-1滑动连接；设置在支撑套12-1内的碟簧组11一端与制动组件21连接、另一端顶靠在中隔板12-1-2上；制动挡板12-2的下端对应轨道22的外侧面位置设有耐磨滑块21-2。

本矿车在被牵引钢丝绳牵引正常使用时，摇杆1承受的约束力通过传动齿轮副与制动轴21-3之间的螺旋传动系统使得游动碟簧支架12 中的蝶形弹簧11被制动轴21-3拉伸处于压缩状态；一旦发生绞车牵引钢丝绳断绳或者脱钩的情况，本矿车前端连接部分便失去了牵引力，摇杆1失去约束力，摇杆1带动摇杆轴5通过轴承相对于机架3摇动，由于多线螺旋机构反行程不自锁，通过传动齿轮副与制动轴21-3之间的螺旋传动系统，使得游动碟簧支架12中的蝶形弹簧11失去约束力，蝶形弹簧11在弹簧力的作用下，推动制动组件21与轨道22接触，通过制动组件21和制动挡板12-2与轨道22之间的摩擦力，将跑车矿车制动在轨道22上。

由于扇形齿轮的力臂较长，因此作为本实用新型的进一步改进方案，如图2所示，所述的传动齿轮副包括一个中心与摇杆轴5轴端固定连接的扇形齿轮6，如图3所示，扇形齿轮6与下齿套7的外齿齿部配合并啮合，扇形齿轮6与下齿套7所组成的传动齿轮副在制动或者拉动状态下更容易传递动力矩。

作为本实用新型的进一步改进方案，如图3、图5所示，所述下齿套7的一端通过安装在支撑套上的推力轴承10支承，另一端通过套装在盲轴8上的向心轴承9支承，所述盲轴8通过螺栓固定在支撑套12-1的端板12-1-3上；推力轴承10套装在制动轴21-3上，一端定位在下齿套7上、另一端定位在中隔板12-1-2上；盲轴8距离制动轴21-3的轴端设有移动间隙；下齿套7通过上述结构支承在游动碟簧支架12上，摇杆1将动力依次通过摇杆轴5、扇形齿轮6、下齿套7传递给制动轴21-3，制动轴21-3带动制动组件21克服碟簧组11的弹性力向远离轨道22的方向移动。

由于花键移动副较其他线性动联接的导向性更优，因此作为本实用新型的优选方案，如图7 所示，所述的制动组件21包括开有盲孔的花键轴21-1以及固定在轴端的耐磨滑块21-2，碟簧组11安装在花键轴21-1的盲孔内，制动时耐磨滑块21-2与轨道22内侧面接触；支撑套12-1的一端设有花键孔12-1-1，花键轴21-1 与花键孔12-1-1 构成花键移动副。

由于固定在花键轴21-1轴端的耐磨滑块21-2制动过程中会产生磨损，为了便于调整耐磨滑块21-2与轨道22侧面之间的间隙，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的游动碟簧支架12通过左右方向设置的导向槽安装在机架3上，如图3 所示，所述的制动防跑车装置还包括制动间隙调整机构23，制动间隙调整机构23包括限位板23-1、调整架23-2、调整弹簧23-3、调整螺栓23-4及定位螺母23-5；可以沿垂直于轨道方向水平移动的限位板23-1位于游动碟簧支架12的外侧固定安装在机架3上，游动碟簧支架12上端的外侧与限位板23-1之间设有移动间隙；调整架23-2设置在端板12-1-3的内侧并固定安装在机架3上；调整螺栓23-4与调整架23-2螺纹连接，定位螺母23-5与调整螺栓23-4螺纹配合设置在调整螺栓23-4与调整架23-2之间；调整弹簧23-3一端顶靠在制动挡板12-2的内侧面上、另一端通过挡圈顶靠在调整螺栓23-4上；当花键轴21-1轴端的耐磨滑块21-2磨损后，通过旋入调整螺栓23-4使调整弹簧23-3顶着端板12-1-3、使游动碟簧支架12整体沿着导向槽的垂直于轨道22前进方向向右或向左移动，移动的间隙由限位板23-1调整位置控制，进而实现花键轴21-1轴端的耐磨滑块21-2及制动挡板12-2与轨道22之间的间隙相等。

为了实现当矿车在水平巷道运输过程中制动防跑车装置不工作，作为本实用新型的进一步改进方案，如图4 所示，所述的制动防跑车装置还包括开关机构，开关机构包括偏心轮15、偏心轴16和拨杆14，偏心轴16穿过联接机架3上的安装孔并通过键与偏心轮15相连，偏心轴16与拨杆14通过键相连，拨杆14带动偏心轮15及偏心轴16围绕机架3的孔旋转，偏心轮15与摇杆1在矿车向前运动时相接触；当矿车在水平巷道运输过程中可以通过开关机构将制动装置关闭，拨杆14通过偏心轴16带动偏心轮旋转，偏心轮通过挤压摇杆1，一方面可以使摇杆1与机架上的挡板2接触，摇杆1上的牵引力通过挡板2作用到矿车联接机架上，另一方面通过传动齿轮副、螺旋副带动制动组件21远离轨道22。

为了便于控制拨杆14，作为本实用新型的进一步改进方案，如图4 和图6 所示，所述的拨杆14的一端开有固定孔，联接机架3上开有两个对称的定位孔，定位销17穿过拨杆上的固定孔将其固定在联接机架3的定位孔上；定位销17与拨杆14 动联接，定位销17的销轴上开有两个环形槽，拨杆的侧面开有螺纹孔，螺钉18的一端通过弹簧19连接一个钢球20，螺钉18安装在螺纹孔内，且钢球20与其中一个环形槽相互配合；将定位销17从联接机架3上的定位孔外拔，由于弹簧19的弹性力，钢球20与定位销17上的另一圈环形孔啮合将定位销固定，此时拨杆14不受约束；然后转动拨杆180°并将定位销插入另一个对称的定位孔上，钢球与定位销上的另一圈环形孔啮合可以防止定位销丢失。

本单向双轨碟簧制动式矿车的具体工作过程如下：

如图3所示，图示位置处于制动状态( 即矿车通过制动组件21与斜井轨道22的摩擦力将矿车组制动在轨道22上)，开关机构处于如图2、4所示的关闭状态。

当前部矿车将牵引力传递到摇杆1上时，如图2 所示，摇杆1相对于联接机架3向矿车前进方向沿顺时针转动，摇杆1通过摇杆轴5带动扇形齿轮6顺时针转动，内螺纹下齿套7逆时针方向旋转；图3中，右侧的制动轴21-3 与下齿套7的螺纹副为右旋，左侧的制动轴21-3 与下齿套7的螺纹副为左旋，制动组件21与游动碟簧支架12之间是移动花键联接，当下齿套7逆时针旋转时，左侧制动轴21-3带动制动组件21沿着花键向右侧远离左侧轨道22运动，右侧制动轴21-3带动制动组件21沿着花键向左侧远离右侧轨道22运动，碟簧组11处于压缩状态，从而使制动组件21离开轨道22，使得轨道22与制动组件21之间产生一个间隙，该间隙的大小取决于摇杆1与挡板2之间的距离。

当前部矿车突然失去牵引力时，由于碟簧的弹性恢复力，碟簧组11推动制动组件21压紧在轨道22的内侧面上，通过制动组件21和制动挡板12-2上的耐磨块21-2与轨道22内侧面之间的摩擦力实现矿车制动，由于多线螺旋机构正反行程都不自锁，因此制动组件21带动制动轴21-3直线移动并通过螺旋副带动下齿套7反向旋转，下齿套7与扇形齿轮6啮合带动摇杆1相对于机架3向车后方向摇动，其结果是拉近了两节矿车之间的距离，由于此时整个矿车组没有外来牵引力、是通过摇杆1拉力使矿车相互拉近，所以在设计计算时，摇杆1拉力的大小要适当。

当矿车在水平巷道运输过程中，可以通过开关机构将制动装置关闭，如图6所示，将定位销17自机架3上的定位孔内向外拔出，钢球20与定位销17上的另一圈环形孔啮合，将定位销定位，此时，钥匙拨杆14不受约束，如图4 所示，顺时针180°转动拨杆14，拨杆14通过键带动偏心轴16转动，如图2所示，偏心轴16通过键带动偏心轮180°转动，偏心轮15通过挤压摇杆1一方面使摇杆1与挡板2接触，摇杆1上的牵引力通过挡板2直接作用到矿车的机架3上，另一方面通过扇形齿轮副、螺旋副带动制动组件21脱离轨道22。

本单向双轨碟簧制动式矿车一旦发生绞车牵引钢丝绳断绳或者脱钩的情况，矿车前端连接部分失去牵引力，摇杆1失去约束力，摇杆1即带动摇杆轴5通过轴承相对于机架3摇动，由于多线螺旋机构反行程不自锁，通过传动齿轮副与制动轴21-3之间的螺旋传动系统，使得游动碟簧支架12中的碟簧组11失去约束力，碟簧组11在弹簧力的作用下推动制动组件21与轨道22的内侧面接触，通过制动组件21和制动挡板12-2与轨道22内侧面之间的摩擦力将跑车矿车制动在轨道22上，制动防跑车装置由于是采用左右对称设置的两套制动组件21同时对左右两侧的轨道22进行抱紧制动，因此制动效率更高，且不需另外铺设制动轨道，结构简单、成本低、便于安装与维护，特别适用于煤矿斜井运输作业。