带齿型制动轨的单向挂钩式制动矿车的制作方法

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带齿型制动轨的单向挂钩式制动矿车，属于煤矿机械装备技术领域。

背景技术：

斜井矿车制动轨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，难于普及使用；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带齿型制动轨的单向挂钩式制动矿车，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，本带齿型制动轨的单向挂钩式制动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，齿型制动轨平行于矿车轨道设置、并固定安装在两件矿车轨道之间，齿型制动轨的上平面沿前后方向上设有均布的齿形结构；

所述的制动防跑车装置包括对应齿型制动轨位置设置的跑车信息采集装置、传动装置和制动装置；

所述的跑车信息采集装置包括拉杆和拉板；拉杆前后方向水平穿过机架上的导向孔，拉杆上靠近矿车车体一侧的杆体上设有尺寸大于机架的导向孔的定位轴肩，拉杆的前端与圆环链连接，拉杆的后端与拉板的前端铰接连接；

所述的传动装置包括扇形轮和牵引钢丝绳；扇形轮的圆心位置通过铰接销轴铰接安装在机架上，扇形轮的扇形结构面对矿车车体内侧设置，扇形轮的扇形结构半径位置与拉板的后端铰接连接，扇形轮的外圆弧轮面上还设有绳槽；牵引钢丝绳的一端固定安装在扇形轮上、且牵引钢丝绳通过绳槽绕在扇形轮的外圆弧轮面上；

所述的制动装置包括制动臂和制动压簧机构；制动臂前后方向设置在矿车车体的下方，制动臂位于矿车车体前后方向上内侧的位置套接安装在矿车轮轴上、且制动臂在矿车轮轴的轴向方向上轴向定位，制动臂位于矿车车体前后方向外侧的端部设有与其固定连接的、与齿型制动轨的齿形结构尺寸配合的、左右方向设置的制动轴；制动压簧机构包括压簧，压簧的底端定位顶靠在制动臂上、位于矿车轮轴前后方向的外侧，压簧的顶端定位顶靠在机架上；所述的牵引钢丝绳的另一端固定安装在制动臂上、且牵引钢丝绳的安装位置位于制动臂套接矿车轮轴的套接安装位置在前后方向上的外侧。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的扇形轮的铰接销轴上还设有与扇形轮固定连接的、向上延伸的手柄杆；所述的制动防跑车装置还包括开关装置，开关装置包括平行于矿车轮轴轴线方向穿接在手柄杆杆体上的插销和对应设置在机架上的定位孔。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的插销沿轴线方向间隔开有两圈梯形定位槽，所述的手柄杆上对应位于靠近插销尾部的梯形定位槽的位置开有螺孔，螺孔中自外向内依次设有定位螺钉、弹簧和钢球，钢球顶靠在插销的梯形定位槽内。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的制动臂套接在矿车轮轴上的套接位置设置成沿制动臂长度方向上的长圆孔结构，制动臂位于矿车车体前后方向上的内侧端部还固定设有对应长圆孔结构的缓冲机构，缓冲机构包括壳体、轴卡、缓冲弹簧和端盖，壳体是中空结构，壳体的中空结构自内向外依次设置轴卡、缓冲弹簧和端盖，轴卡卡接在矿车轮轴上，缓冲弹簧一端顶靠在轴卡上、另一端顶靠在端盖上，端盖与壳体固定连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的端盖与壳体通过螺纹连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的制动轴上套装有制动套筒，制动套筒与制动轴滚动连接。

作为本实用新型传动装置的制动压簧机构的一种实施方式，所述的制动压簧机构还包括制动臂压簧座、机架压簧座和球面动压簧座；制动臂压簧座固定安装在制动臂上，机架压簧座对应制动臂压簧座固定安装在机架上，制动臂压簧座和机架压簧座互相对应的面均设置成球面凹窝结构；球面动压簧座是半球型结构，其球面结构的尺寸与制动臂压簧座和机架压簧座的球面凹窝结构尺寸配合，球面动压簧座的平面结构上设有与所述的压簧尺寸配合盲孔结构，两件球面动压簧座分别与制动臂压簧座和机架压簧座球面安装连接形成动配合，压簧顶靠在两件球面动压簧座的盲孔结构上。

与现有技术相比，本带齿型制动轨的单向挂钩式制动矿车一旦发生绞车牵引钢丝绳断绳或者脱钩的情况，矿车前端连接部分拉杆即失去牵引力，在压簧的恢复弹力作用下制动臂绕矿车轮轴的中心顺时针旋转，制动臂旋转过程中一方面牵拉牵引钢丝绳使扇形轮绕其圆心逆时针旋转、同时扇形轮带动拉板拉动拉杆后移，由于两节矿车之间没有牵引力，进而实现拉近两节矿车之间的距离；另一方面制动臂的制动轴落下卡入齿型制动轨的齿形结构内，实现本矿车的抱死停止状态，制动防跑车装置结构简单、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是本实用新型处于制动状态时的结构示意图；

图2是本实用新型处于非制动状态时的结构示意图；

图3是本实用新型制动防跑车装置处于制动状态时的局部放大图；

图4是本实用新型制动防跑车装置处于非制动状态时的局部放大图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是图4的B-B剖视图旋转；

图7是图4的C-C剖视图旋转；

图8是图4的D-D阶梯剖视图。

图中：1、拉杆；2、机架；3、拉板；4、扇形轮，4-1、绳槽，4-2、手柄杆，5、牵引钢丝绳，6、制动臂，6-1、制动轴，6-2、壳体，6-3、轴卡，6-4、缓冲弹簧，6-5、端盖，6-6、制动套筒，7、制动压簧机构，7-1、压簧，7-2、制动臂压簧座，7-3、机架压簧座，7-4、球面动压簧座，8、矿车轮轴，9、插销，9-1、定位螺钉，9-2、弹簧，9-3、钢球，10、齿型制动轨。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明(以下以相对于矿车车体的方向面向矿车车体的方向为内侧、背离矿车车体的方向为外侧描述)。

如图1、图2所示，本带齿型制动轨的单向挂钩式制动矿车，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2上，箭头方向为矿车前进方向，齿型制动轨10平行于矿车轨道设置、并固定安装在两件矿车轨道之间，齿型制动轨10的上平面沿前后方向上设有均布的齿形结构。

所述的制动防跑车装置包括对应齿型制动轨10位置设置的跑车信息采集装置、传动装置和制动装置。

如图3、图4所示，所述的跑车信息采集装置包括拉杆1和拉板3；拉杆1前后方向水平穿过机架2上的导向孔，拉杆1可在机架2的导向孔内前后滑动，拉杆1上靠近矿车车体一侧的杆体上设有尺寸大于机架2的导向孔的定位轴肩，该定位轴肩将牵引矿车前进时的牵引力作用到机架2上，拉杆1的前端通过销轴与前节矿车的圆环链连接，拉杆1的后端通过销轴与拉板3的前端铰接。

所述的传动装置包括扇形轮4和牵引钢丝绳5；扇形轮4的圆心位置通过铰接销轴铰接安装在机架2上，扇形轮4的扇形结构面对矿车车体内侧设置，扇形轮4的扇形结构半径位置与拉板3的后端通过销轴铰接，拉杆1在机架2的导向孔内前后滑动可带动扇形轮4沿其圆心旋转，如图7所示，扇形轮4的外圆弧轮面上还设有绳槽4-1；牵引钢丝绳5的一端固定安装在扇形轮4上、且牵引钢丝绳5通过绳槽4-1绕在扇形轮4的外圆弧轮面上。

所述的制动装置包括制动臂6和制动压簧机构7；制动臂6前后方向设置在矿车车体的下方，如图8所示，制动臂6位于矿车车体前后方向上内侧的位置套接安装在矿车轮轴8上、且制动臂6在矿车轮轴8的轴向方向上轴向定位，制动臂6位于矿车车体前后方向外侧的端部设有与其固定连接的、与齿型制动轨10的齿形结构尺寸配合的、左右方向设置的制动轴6-1；制动压簧机构7包括压簧7-1，压簧7-1的底端定位顶靠在制动臂6上、位于矿车轮轴8前后方向的外侧，压簧7-1的顶端定位顶靠在机架2上；所述的牵引钢丝绳5的另一端固定安装在制动臂6上、且牵引钢丝绳5的安装位置位于制动臂6套接安装矿车轮轴8的套接安装位置在前后方向上的外侧。

如图2、图4所示，本矿车在被牵引钢丝绳牵引正常使用时，被牵引的拉杆1的定位轴肩顶靠在机架2上给矿车车体传递牵引动力，同时拉杆1带动拉板3向前移动，进而使扇形轮4绕其圆心顺时针旋转，扇形轮4旋转过程中牵拉牵引钢丝绳5使制动臂6绕矿车轮轴8的中心逆时针旋转、制动臂6的制动轴6-1被拉起脱离齿型制动轨10的齿形结构，此时压簧7-1处于压缩状态，实现本矿车正常行驶的非抱死状态。

如图1、图3所示，当牵引矿车组的钢丝绳断绳后，拉杆1失去牵引力，在压簧7-1的恢复弹力作用下制动臂6绕矿车轮轴8的中心顺时针旋转，制动臂6旋转过程中一方面牵拉牵引钢丝绳5使扇形轮4绕其圆心逆时针旋转、同时扇形轮4带动拉板3拉动拉杆1后移，由于两节矿车之间没有牵引力，进而实现拉近两节矿车之间的距离；另一方面制动臂6的制动轴6-1落下卡入齿型制动轨10的齿形结构内，实现本矿车的抱死停止状态。

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，所述的扇形轮4的铰接销轴上还设有与扇形轮4固定连接的、向上延伸的手柄杆4-2；所述的制动防跑车装置还包括开关装置，开关装置包括平行于矿车轮轴8轴线方向穿接在手柄杆4-2杆体上的插销9和对应设置在机架2上的定位孔；矿车需要在水平巷道运输时，操作人员可以自后方向前方拉动手柄杆4-2使扇形轮4绕其圆心顺时针旋转拉起制动臂6的制动轴6-1，当插销9对正机架2上的定位孔时将插销9插入机架2上的定位孔内即可实现制动臂6的定位。

为了防止插销9在制动臂6定位状态时因振动等原因非正常脱离机架2的定位孔，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的插销9沿轴线方向间隔开有两圈梯形定位槽，所述的手柄杆4-2上对应位于靠近插销9尾部的梯形定位槽的位置开有螺孔，螺孔中自外向内依次设有定位螺钉9-1、弹簧9-2和钢球9-3，钢球9-3顶靠在插销9的梯形定位槽内；当制动臂6定位状态时插销9处于插入状态，钢球9-3顶靠在位于靠近插销9尾部的梯形定位槽内；当制动臂6非定位状态时插销9处于拔出状态，钢球9-3顶靠在位于靠近插销9头部的梯形定位槽内，可以防止插销9丢失。

在制动臂6的制动轴6-1落下卡入齿型制动轨10的齿形结构内进行制动的过程中，为了减缓制动臂6对矿车轮轴8的瞬间冲击力，进而实现防止矿车轮轴8因瞬间受力过大而弯曲损伤，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的制动臂6套接在矿车轮轴8上的套接位置设置成沿制动臂6长度方向上的长圆孔结构，制动臂6位于矿车车体前后方向上的内侧端部还固定设有对应长圆孔结构的缓冲机构，如图4、图8所示，缓冲机构包括壳体6-2、轴卡6-3、缓冲弹簧6-4和端盖6-5，壳体6-2是中空结构，壳体6-2的中空结构自内向外依次设置轴卡6-3、缓冲弹簧6-4和端盖6-5，轴卡6-3卡接在矿车轮轴8上，缓冲弹簧6-4一端顶靠在轴卡6-3上、另一端顶靠在端盖6-5上，端盖6-5与壳体6-2固定连接；当制动臂6的制动轴6-1落下卡入齿型制动轨10的齿形结构内进行制动的过程中，制动臂6作用在矿车轮轴8上的瞬间冲击力被缓冲弹簧6-4缓解，进而实现减缓制动臂6对矿车轮轴8的瞬间冲击力、冲击力逐渐增大作用在矿车轮轴8上。

为了便于调节缓冲弹簧6-4的缓冲力，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的端盖6-5与壳体6-2通过螺纹连接，通过旋转端盖6-5可以实现压紧或松开缓冲弹簧6-4，进而实现调节缓冲弹簧6-4的缓冲力。

为了防止制动轴6-1卡入齿型制动轨10的齿形结构内的过程中制动轴6-1的表面与齿型制动轨10的齿形结构之间的滑动摩擦造成制动轴6-1损伤，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的制动轴6-1上套装有制动套筒6-6，制动套筒6-6与制动轴6-1滚动连接。

作为本实用新型传动装置的制动压簧机构7的一种实施方式，如图3、图4所示，所述的制动压簧机构7还包括制动臂压簧座7-2、机架压簧座7-3和球面动压簧座7-4；制动臂压簧座7-2固定安装在制动臂6上，机架压簧座7-3对应制动臂压簧座7-2固定安装在机架2上，制动臂压簧座7-2和机架压簧座7-3互相对应的面均设置成球面凹窝结构；球面动压簧座7-4是半球型结构，其球面结构的尺寸与制动臂压簧座7-2和机架压簧座7-3的球面凹窝结构尺寸配合，球面动压簧座7-4的平面结构上设有与所述的压簧7-1尺寸配合盲孔结构，两件球面动压簧座7-4分别与制动臂压簧座7-2和机架压簧座7-3球面安装连接形成动配合，压簧7-1顶靠在两件球面动压簧座7-4的盲孔结构上。

本带齿型制动轨的单向挂钩式制动矿车一旦发生绞车牵引钢丝绳断绳或者脱钩的情况，矿车前端连接部分拉杆1即失去牵引力，在压簧7-1的恢复弹力作用下制动臂6绕矿车轮轴8的中心顺时针旋转，制动臂6旋转过程中一方面牵拉牵引钢丝绳5使扇形轮4绕其圆心逆时针旋转、同时扇形轮4带动拉板3拉动拉杆1后移，由于两节矿车之间没有牵引力，进而实现拉近两节矿车之间的距离；另一方面制动臂6的制动轴6-1落下卡入齿型制动轨10的齿形结构内，实现本矿车的抱死停止状态，制动防跑车装置结构简单、成本低、便于安装与维护，特别适用于煤矿斜井运输作业。