滚筒摩擦式缓冲器的制作方法

专利名称：滚筒摩擦式缓冲器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿井用防坠系统中的缓冲器，尤其是一种滚筒摩擦式缓冲器。
背景技术：
目前我国相当多的矿井采用立井单绳罐笼(箕斗)做为提升容器。根据国家《煤矿安全规程》第383条升降人员或升降人员和升降物料的单绳罐笼、带乘人间的箕斗，必须装设可靠的防坠器规定，使用单绳罐笼或单绳提煤箕斗做为提升容器时，均装设了提升容器的防坠器。传统防坠系统一般由以下部分组成 a)装设在井架上部的钢丝绳缓冲器；
b)缓冲钢丝绳和制动钢丝绳及其连接器；
c)装设在罐笼(箕斗)上的防坠(抓捕)器；
d)装设在井底的制动钢丝绳拉紧装置等。其中传统缓冲器结构及工作原理系依靠缓冲轮和调压轮把缓冲钢丝绳压成弯曲状，靠缓冲钢丝绳在缓冲轮和调压轮中间的摩擦来实现缓冲制动力。它的缺点是①缓冲器属提升系统的安全防护设施，作用是"防备万一"，因长期闲置不用，缓冲器内缓冲钢丝绳长期受压，易成"永久变形"而失效。②当提升容器因故下坠，缓冲器中受压的缓冲钢丝绳因剧烈的摩擦力而磨损(压成不规则的椭圆形)，从而每次动作后，需要更换因受压变形而失效的缓冲钢丝绳。③按照国家《煤矿安全规程》每年应做一次断绳下坠试验的要求，每做一次就得更换缓冲钢丝绳。因缓冲钢丝绳另一端用巴氏合金和连接器灌为一体，缓冲钢丝绳和连接器需同步更换，操作极为繁琐，巴氏合金价格昂贵，成本较高，每次更换作业时间较长，严重影响矿方的正常生产，甚至有部分矿井不愿更换连接器，给安全生产造成隐患。为了解决这个问题，人们进行了大量的研究。比如专利号为94242152. 3的专利公
开了一种摩擦滚筒式缓存器，其是在轴的两端固定有锁紧螺母，左端装有弹簧及压盘，中间安装有静摩擦片，轴的两端头固定在轴座上不动，滚筒内表面安装有动摩擦片，动、静摩擦片交替安装。在滚筒外表面缠绕并固定一端的钢丝绳的拉动下，带动滚筒及动摩擦片旋转，使动、静摩擦片间产生缓冲摩擦力。本装置具有一定的优越性，但是其为恒力缓冲，制动时效果不好，并且弹簧机构设置在外边，容易淋雨，影响了其使用寿命。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安全性能高、使用效果好的滚筒摩擦缓冲器。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种滚筒摩擦式缓冲器，其关键技术在于包括底座、安装于底座上的卷筒机构、摩擦制动机构以及调力机构；
所述卷筒机构包括卷筒以及借助压绳板固定于卷筒上的制动绳，所述制动绳的一端伸入井内并固定好，在所述卷筒的内壁上沿其轴向每隔120°设有I个键槽，在所述键槽上固定有三个键；
所述摩擦制动机构为变力缓冲，其包括花键轴、设于花键轴上的内离合片、安装于卷筒内壁上的外离合片、套设于花键轴中部位置的花键轴套以及设于花键轴套外圆上的经预压的碟形弹簧；在所述碟形弹簧两侧的内离合片与外离合片均交错设置，所述内离合片上设有轴肩，在所述轴肩上定位有摩擦片，所述摩擦片的另一侧靠在外离合片上，所述碟形弹簧的两端均靠在外离合片的端面上；
所述外离合片包括三种类型，分别为第一外离合片_、第二外离合片-以及第三外离合片_，在三种外离合片上都均匀开设有三个槽，第一、第二和第三外离合片上的槽依次增大，其中第一外离合片上的槽与键配套设置，所述第二外离合片上的槽所对的圆心角《为 75°，所述第三外离合片-上的槽所对的圆心角P为120° ;第一外离合片、第二外离合片以及第三外离合片从左到右依次装于花键轴上，所述第一外离合片、第二外离合片以及第三外离合片随着卷筒的转动先后投入制动，所述第一外离合随卷筒转过75°后方带动第二外离合片、转过120°后方带动第三外离合片；
所述调力结构包括安装于花键轴右端的依次设置的用于压紧并密封的右端盖、右轴座、带槽螺母以及固定圈，在所述固定圈上设有调节螺栓，所述调节螺栓的一端顶在右轴座上;
所述花键轴的左端依次设有左端盖、左轴座。所述第一离合片设置I个，第二离合片设置3个，其余为第三离合片。所述外离合片通过外圆定位于卷筒的内壁上。所述摩擦片为石棉树脂铜丝摩擦片，所述内离合片以及外离合片为Mn钢板。所述卷筒的左端外圆上设有用于固定制动绳的的绳槽，所述制动绳的一端通过压绳板固定于绳槽处。还包括设于卷筒机构外部的起包括作用的防护罩。本发明的工作原理是卷筒内设有摩擦制动机构，当主提升钢丝绳连接件意外断裂时，在提升容器下坠的同时，钢丝绳因承受拉力而下坠，拖动滚筒机构转动，滚筒内腔的碟形弹簧因缓冲器在安装前已经过了标定与调力(即通过调力机构施加了压紧力)，始终处于受压状态，使其因受压产生的弹力传递到相配合的摩擦制动机构上。滚筒外壳因受钢丝绳拉动而转动，转动产生的摩擦力一即缓冲制动力对下坠容器起到了缓冲作用，有效的保护乘罐人员的生命安全。采用上述技术方案所产生的有益效果在于
I、本发明为变力缓冲，因为外离合片外缘上具有三种不同的槽宽，在卷筒的内壁上每隔120°的方向均匀开有三个键槽，在键槽内装有三条固定键，与卷筒连接为一个整体。三种外离合片按顺序投入转动，当卷筒在刚开始转动的一瞬间，仅有第一离合片投入制动，阻力很小，当转过75°后第二离合片也投入制动，制动力增大，当其转过120°后第三离合片投入制动，这时才达到额定的制动力值，从而能有效减轻对制动钢丝绳和乘罐人员的冲击，有效的保护了人员的生命安全。并且其制动可靠，使矿井提升系统的防坠器操作便捷，降低了使用成本。2、本产品的碟形弹簧设置在卷筒内部，避免了淋水、潮湿的侵蚀，能显著延长使用寿命。


图I是本发明的结构示意图2是图I的左视不意图3是图I的俯视不意图4图I的后视不意图5卷筒上键的设置示意图； 图6是第一外离合片的示意图7是图6的A-A剖视图8是第二外离合片的示意图9是第三外离合片的示意其中，I、底座；2、左轴座；3、花键轴；4、摩擦片；5、卷筒；6、蝶形弹簧；7、制动绳；8、固定圈；9、防护罩；10、内离合片；11、外离合片，11-1、第一外离合片，11-2、第二外离合片，11-3、第三外离合片；12、花键套；13、右端盖；14、带槽螺母；15、右轴座；16、左端盖；17、调节螺栓；18、轴肩；19、绳槽；20、压绳板；21、键；22、槽；23、。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参见附图I-附图5，其中附图I为旋转剖视图，本发明的结构中包括底座I、安装于底座I上的卷筒机构、摩擦制动机构、调力机构以及扣在卷筒机构外部的防护罩9。其中，所述卷筒机构包括卷筒5，卷筒5的左端外圆上设有绳槽19，制动绳7的一头通过设置的多个压绳板20固定于绳槽19处，另一端引入井筒中，在井底固定好，在所述卷筒7的内壁上设有三个键槽，这三个键槽沿卷筒7的轴向设置，每两个键槽之间隔120°，在键槽上配套固定有三个键21。所述摩擦制动机构为变力缓冲，其制动时摩擦力逐步增大，其包括花键轴3、设于花键轴3上的多个内离合片10、通过其外圆定位安装于卷筒7内壁上的外离合片11、套设于花键轴3中部位置的花键轴套12以及设于花键轴套12外圆上的经预压的碟形弹簧6 ；碟形弹簧6的两端靠在两侧外离合片上，其两侧的内离合片10与外离合片11都交错设置，在所述内离合片10的右端设有轴肩，通过该轴肩定位安装有摩擦片4，所述摩擦片4的另一侧贴合住外离合片11，即碟形弹簧6的两端均靠在外离合片11的端面上。参见附图7-附图9，所述外离合片11包括三种结构类型，分别为第一外离合片11-1、第二外离合片11-2以及第三外离合片11-3，在三种外离合片的外缘上都均匀开设有三个开口的槽，第一外离合片11-1、第二外离合片11-2以及第三外离合片11-3上的槽宽依次增大，其中第一外离合片11-1上的槽22与键21配套设置，所述第二外离合片11-2上的槽22的整个宽度所对应的圆心角a为75° (也可根据需要设置为其他角度)，所述第三外离合片11-3上的槽22所对的圆心角P为120° (也可根据需要设置为其他角度);第一外离合片11-1、第二外离合片11-2以及第三外离合片11-3从左到右依次装于花键轴13上，三种外离合片的设置位置有一定的要求，要保证所述第一外离合片11-1、第二外离合片
11-2以及第三外离合片11-3随着卷筒5的转动先后投入制动，使制动力逐步增大，直到达到额定的制动力值；因此初始位置时，第一外离合片11-1的槽正好与键21配合制动，此时三个键21应位于第二离合片11-2以及第三离合片11-3上的槽22的一侧，该侧是与卷筒5的转动方向相反的那侧，以便随着滚筒5的转动，使三种结构的外离合片顺序投入制动；在本发明中第一外离合11-1随卷筒5转过75°就带动第二外离合片11-2开始制动，待转过120°后方带动第三外离合片11-3，此时达到最大的额定力值。所述调力结构包括安装于花键轴3右端的依次设置的用于压紧并密封的右端盖13、右轴座15、带槽螺母14以及固定圈8，在所述固定圈8上设有调节螺栓17，所述调节螺栓的一端顶在右轴座15上，可通过调节螺栓17的旋进或旋出来通过各个部件将力传递到碟形弹簧6，从而根据需要改变制动力的大小。所述花键轴3的左端从内离合片10到外依次设有轴套、左端盖16、左轴座2，其中左轴座2和右轴座15支撑于底座I上。所述摩擦片4为石棉树脂铜丝摩擦片，所述内离合片10以及外离合片11为16Mn钢板。
装配时，先将花键轴3的大头(即图I中的左端)装上左轴座2并竖起，在密封环内装入0型密封圈，再把左端盖16套在轴肩处定位，再依次交替装入内离合片10、摩擦片4、外离合片11，由于外离合片11外缘上槽22的宽度不同，即其外缘上凸块宽窄不相同，必须按顺序装配，先装凸块最宽(即槽宽最小的第一外离合片11-1，再装中宽的，最后再装最窄的，不可装乱)，再装入花键套12、碟形弹簧6，再套入卷筒装上右端盖13，再在花键轴3上套装上右轴座15，旋上带槽螺母14并预紧，将左端盖16用螺栓拧紧，最后装上固定圈8。制动绳(采用钢丝绳)在矿井安装现场安装，将组装好的缓冲器固定在底架上，并且将带槽螺母14拧紧，将制动绳的一头用压绳板20固定于滚筒5的左端，再利用卷筒5两端台阶上的孔将钢丝绳7缠绕于卷筒5上，制动绳7的另一端引入井筒中，在井底固定好。再将缓冲器按预先计算好的制动力调整好即可，最后将防护罩9扣好并固定。本发明将缓冲钢丝绳和制动钢丝绳合为一体，使用同一条钢丝绳，上端固定在缓冲器的卷筒上，下端直接下垂至井底，用拉紧装置拉紧后，固定在井底固定梁上。与最早的缓冲器相比，取消了原来缓冲钢丝绳和制动钢丝绳之间的连接器，使机构更加简单，操作及维护保养更为简单。
权利要求
1.一种滚筒摩擦式缓冲器，其特征在于包括底座(I)、安装于底座(I)上的卷筒机构、摩擦制动机构以及调力机构；所述卷筒机构包括卷筒(5)以及借助压绳板(20)固定于卷筒(5)上的制动绳(7)，所述制动绳(7)的一端伸入井内并固定好，在所述卷筒(7)的内壁上沿其轴向每隔120°设有I个键槽，在所述键槽上固定有三个键(21)；所述摩擦制动机构为变力缓冲，其包括花键轴(3)、设于花键轴(3)上的内离合片(10)、安装于卷筒(7)内壁上的外离合片(11)、套设于花键轴(3)中部位置的花键轴套(12)以及设于花键轴套(12)外圆上的经预压的碟形弹簧(6);在所述碟形弹簧(6)两侧的内离合片(10 )与外离合片(11)均交错设置，所述内离合片(10 )上设有轴肩，在所述轴肩上定位有摩擦片(4)，所述摩擦片(4)的另一侧靠在外离合片(11)上，所述碟形弹簧(6)的两端均靠在外离合片(11)的端面上；所述外离合片(11)包括三种类型，分别为第一外离合片(11-1)、第二外离合片(11-2)以及第三外离合片(11-3)，在三种外离合片上都均匀开设有三个槽，第一、第二和第三外离合片上的槽宽依次增大，其中第一外离合片(11-1)上的槽(22)与键(21)配套设置，所述第二外离合片(11-2)上的槽(22)所对的圆心角a为75°，所述第三外离合片(11_3)上的槽(22)所对的圆心角P为120° ;第一外离合片(11-1)、第二外离合片(11-2)以及第三外离合片(11-3)从左到右依次装于花键轴(13)上，所述第一外离合片(11-1 )、第二外离合片(11-2)以及第三外离合片(11-3)随着卷筒(5)的转动先后投入制动，所述第一外离合(11-1)随卷筒(5)转过75°后方带动第二外离合片(11-2)、转过120°后方带动第三外离合片(11-3)；所述调力结构包括安装于花键轴(3)右端的依次设置的用于压紧并密封的右端盖(13)、右轴座(15)、带槽螺母(14)以及固定圈(8)，在所述固定圈(8)上设有调节螺栓(17)，所述调节螺栓的一端顶在右轴座(15)上；所述花键轴(3)的左端依次设有左端盖(16)、左轴座(2)。
2.根据权利要求I所述的滚筒摩擦式缓冲器，其特征在于所述第一外离合片(11-1)设置I个，第二外离合片(11-2)设置3个，其余为第三外离合片(11-3)。
3.根据权利要求I或2所述的滚筒摩擦式缓冲器，其特征在于所述外离合片(11)通过外圆定位于卷筒(7)的内壁上。
4.根据权利要求I所述的滚筒摩擦式缓冲器，其特征在于所述摩擦片(4)为石棉树脂铜丝摩擦片，所述内离合片(10)以及外离合片(11)为16Mn钢板。
5.根据权利要求I或2所述的滚筒摩擦式缓冲器，其特征在于所述卷筒(7)的左端外圆上设有用于固定制动绳的(7)的绳槽(19)，所述制动绳(7)的一端通过压绳板(20)固定于绳槽(19)处。
6.根据权利要求3所述的滚筒摩擦式缓冲器，其特征在于还包括设于卷筒机构外部的起保护作用的防护罩(9)。
全文摘要
本发明公开了一种滚筒摩擦式缓冲器，其包括底座、卷筒机构、摩擦制动机构和调力机构；卷筒机构包括卷筒和制动绳，在卷筒的内壁设有键；摩擦制动机构为变力缓冲，其包括花键轴、内离合片、外离合片、花键轴套和碟形弹簧；内离合片与外离合片交错设置，内离合片的轴肩上设有摩擦片；外离合片有三种类型，三种外离合片上的槽逐渐增大，其随着卷筒的转动先后投入制动；调力结构包括右端盖、右轴座、带槽螺母、固定圈和调节螺栓。本发明的优点是为变力缓冲，三种外离合片按顺序投入转动，直至达到额定的制动力值，能有效减轻对制动钢丝绳和乘罐人员的冲击，有效的保护人员的生命安全；其制动可靠，使矿井提升系统的防坠器操作便捷，降低了成本。
文档编号B66B5/28GK102730513SQ20121024706
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者冯狗旦, 史生保, 王彦民 申请人:石家庄市矿区恒通机械有限公司