淺談豎井提升機(jī)快速應(yīng)急救援機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

吳梅發(fā)

(福建馬坑礦業(yè)股份有限公司，福建 龍巖 364000)

0 引 言

豎井提升機(jī)因其提升效率高，在礦井中得到廣泛使用，提升機(jī)簡(jiǎn)單可分為纏繞式和摩擦式兩種方式，提升容器主要分為罐籠、箕斗和吊桶。其主要機(jī)械傳動(dòng)工作原理：主電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器，減速器驅(qū)動(dòng)主滾筒，由主滾筒帶動(dòng)提升容器，最終實(shí)現(xiàn)人員或物料的提升和下放功能。在現(xiàn)場(chǎng)使用過程中，提升機(jī)主軸傳動(dòng)部件，如主電機(jī)、聯(lián)軸器、減速器齒輪和主軸，出現(xiàn)故障時(shí)，提升機(jī)配套的制動(dòng)裝置將使提升機(jī)處于制動(dòng)停機(jī)至檢修狀態(tài)，這時(shí)提升容器內(nèi)的人員及物料大多處在井筒中間。因此，需要用既便利又安全的方法及時(shí)解救罐籠(或吊桶)里被困的人員，或如何將物料提升或下放至井口、井中或井底的安全出口位置，但目前的豎井提升機(jī)卻又缺少一套快速應(yīng)急救援備用的機(jī)械傳動(dòng)裝置，故本文提出豎井提升機(jī)快速應(yīng)急救援機(jī)械慢傳裝置設(shè)想。

1 傳統(tǒng)豎井提升機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)工作原理

主軸傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)豎井提升機(jī)(圖1)工作原理如下：主電機(jī)通電→主電機(jī)與減速器轉(zhuǎn)接聯(lián)軸器→減速器轉(zhuǎn)動(dòng)→驅(qū)動(dòng)主滾筒→上提或下放人員或物料→帶動(dòng)主軸的軸編碼器，實(shí)時(shí)檢測(cè)提升容器運(yùn)行位置。

圖1 傳統(tǒng)豎井提升機(jī)示意圖

2 豎井提升機(jī)快速應(yīng)急救援機(jī)械慢傳裝置設(shè)計(jì)

豎井提升機(jī)快速應(yīng)急救援機(jī)械慢傳裝置主要功能特點(diǎn)：快速、應(yīng)急、慢傳。 “快速”就是當(dāng)主軸機(jī)械傳動(dòng)裝置出故障情況下，通過專用機(jī)械裝置快速切換到慢傳裝置，即盡量在最短的時(shí)間內(nèi)將被困在井中的人員或物料安全解救出來。“應(yīng)急”就是在提升機(jī)正常工作時(shí)，該慢傳裝置不參與工作，而當(dāng)主軸機(jī)械傳動(dòng)裝置出故障時(shí)，該慢傳裝置才投入使用?！奥齻鳌敝饕强紤]到增加的慢傳裝置設(shè)計(jì)制造成本應(yīng)盡量低，并且其占地面積應(yīng)盡量小，不重復(fù)考慮主軸傳動(dòng)裝置所承擔(dān)的高速機(jī)械傳動(dòng)功能。

為使慢傳裝置實(shí)現(xiàn)以上功能，并兼顧與主軸機(jī)械傳動(dòng)裝置之間的有效銜接，設(shè)計(jì)增加慢傳裝置后，將豎井提升機(jī)整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)布置成如圖2所示，即將慢傳裝置與主軸傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)布置成“一”字形，并由原來主軸傳動(dòng)裝置檢測(cè)速度及行程傳感器-軸編碼器,通過增設(shè)一個(gè)齒輪副后，將軸編碼器布設(shè)成與傳動(dòng)軸平行的方式，最終達(dá)到主軸機(jī)械傳動(dòng)裝置與慢傳裝置共用一個(gè)軸編碼器功效。根據(jù)規(guī)程規(guī)范要求，設(shè)計(jì)的慢傳裝置作用在主滾筒上運(yùn)行線速度為0.3～0.5 m/s，在滿足提升機(jī)所需機(jī)械負(fù)荷及強(qiáng)度情況下，將其設(shè)計(jì)成盡量小的尺寸，如圖2所示。

圖2 豎井提升機(jī)快速應(yīng)急救援機(jī)械慢傳裝置示意圖

機(jī)械慢傳裝置專門設(shè)計(jì)可撥動(dòng)式快速切換內(nèi)外齒輪離合器，即將外齒輪通過平鍵固定安裝在慢傳裝置減速器的軸伸出端上，而內(nèi)齒輪則用平鍵固定在滾筒非主軸傳動(dòng)側(cè)軸承伸出端，并通過裝在外齒輪外側(cè)撥動(dòng)桿的撥動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外齒輪嚙合或分離。為防止慢傳裝置工作時(shí)外齒輪從內(nèi)齒輪中脫離，在撥動(dòng)桿上還裝有防松脫機(jī)械閉鎖裝置。該慢傳裝置可正反向操作，一旦主軸機(jī)械傳動(dòng)裝置出故障，盤動(dòng)慢傳減速箱外齒輪，確保與主軸內(nèi)齒輪對(duì)齊，而后通過手動(dòng)撥桿快速將外齒輪推向內(nèi)齒輪后，使內(nèi)外齒輪嚙合到位，啟動(dòng)慢傳裝置，使停在井筒中提升容器內(nèi)的人員或物料提升或下放至井口、井中或井底車場(chǎng)馬頭門等安全地帶，最終完成人員或物料安全應(yīng)急救援任務(wù)。

3 提升機(jī)正常工作及應(yīng)急救援慢傳裝置工作程序

提升機(jī)正常運(yùn)行機(jī)械工作流程為：將慢傳裝置離合器撥動(dòng)桿11向左撥至慢傳裝置減速器側(cè)，主電機(jī)通電→主電機(jī)與減速器轉(zhuǎn)接聯(lián)軸器→減速器轉(zhuǎn)動(dòng)→驅(qū)動(dòng)主滾筒→實(shí)現(xiàn)上提或下放人員或物料工作任務(wù)。一旦主軸側(cè)機(jī)械傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，使用應(yīng)急救援慢傳裝置工作流程：將損壞部件拆除，使其與主軸完全有效分離，然后將慢傳裝置離合器撥動(dòng)桿11向右撥至主滾筒側(cè)，使離合器內(nèi)外齒輪嚙合→慢傳裝置電機(jī)通電→慢傳裝置電機(jī)與減速器轉(zhuǎn)接聯(lián)軸器→慢傳裝置減速器轉(zhuǎn)動(dòng)→驅(qū)動(dòng)主滾筒→慢速上提或下放人員或物料到井口、井中或井底安全位置→完成人員或物料的應(yīng)急解救工作任務(wù)。

4 結(jié)束語

在礦井基建和生產(chǎn)過程中，由于豎井的提升效率比較高且提升能力比較大，因此提升人員及物料時(shí)經(jīng)常采用豎井提升方式，但目前國內(nèi)提升機(jī)只設(shè)有一套主軸機(jī)械傳動(dòng)裝置，尚未考慮應(yīng)急救援用機(jī)械慢傳裝置，一旦主軸機(jī)械傳動(dòng)裝置發(fā)生機(jī)械故障，如主軸斷軸、主電機(jī)燒毀、聯(lián)軸器斷銷、減速器齒輪損壞等情況下，機(jī)械電氣保護(hù)裝置動(dòng)作，提升容器便停止在井筒中間，給人員解救及物料的安全帶來不良影響。本文提出豎井提升機(jī)設(shè)計(jì)第二機(jī)械傳動(dòng)裝置——慢速裝置設(shè)想，可實(shí)現(xiàn)提升機(jī)機(jī)械傳動(dòng)雙線制，為提升機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供更加完備的建設(shè)性意見。