后卸式斜井箕斗防下滑优化设计

冯静

（徐州煤矿安全设备制造有限公司，江苏  徐州221011）

摘  要：针对传统的后卸式斜井箕斗牵引架联结装置存在的弊端及隐患进行了改进优化，采用了一种新型的联结方式，阐述了该联结方式的结构设计。相较于传统的联结方式，改进后的联结形式更加安全可靠，有效地提高了斜井箕斗运行中的安全性。并依据规程要求，加装保险绳。

关键词：后卸式斜井箕斗；牵引装置；保险绳；安全；可靠

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0引言

后卸式斜井箕斗应用于井筒倾斜角度为20°~40°的斜井中，配合单绳缠绕式提升机提升煤炭、矿石、矸石等的一种运输设备：箕斗在井底装载位置时，矿仓的矿石通过装载设备计量斗装入箕斗斗箱；箕斗提升至地面矿仓时，通过卸载曲进行卸载。这种提升方式具有稳定性好提升量大等优点，被广泛用于各中小矿井。

后卸式斜井箕斗主要由斗箱，行走轮组，扇形闸门及其回转轴组，牵引架及其回转轴组，牵引架连接装置等组成。斗箱是箕斗装载矿石的容器。它是用槽钢或角钢构成框架，用钢板焊成箱体，箱体的侧面和底面焊有数条加强筋。斗箱的上部和尾部是敞开式的，以便装卸矿石。行走轮组是箕斗运行的重要部件，它除承担箕斗的全部重量外，还要引导箕斗沿轨道运行。牵引架是由两根竖向槽钢和横向槽钢组合梁用连接板铆接成门式框架，竖向槽钢尾部与回转轴组相连。扇形闸门是由一块弧形钢板和两块侧板焊接，并与一组角钢与轴套相边而成。在闸门体两侧板固定一组卸载轮组，供开启闸门用。牵引架和闸门通过回转轴组件与斗箱连接。行走轮组用轴承铆接与斗箱底部。

牵引架联结装置是钢丝绳与箕斗牵引架相联结的中间环节，保证了斜井箕斗正常的运行。

通用设计中后卸式斜井箕斗牵引架联结装置是由护绳环，连接板，十字轴等主要零件组成，如图1所示，钢丝绳穿过护绳环用五付绳卡固定，护绳环借助两侧连结板和十字轴与拉杆相连，而拉杆尾部设弹簧托支撑在牵引架横梁上，十字轴可以保证护绳环转动的灵活性，但同时也存在安全隐患。《煤矿安全规程》(2022版)第四百一十六条(六)的规定：“倾斜井巷运输时，矿车之间的连接、矿车与钢丝绳之间的连接，必须使用不能自行脱落的连接装置，并加装保险绳”，据此对牵引架联结装置部分进行了优化改进，并加装了保险绳。

图1

1.护绳环  2.销轴  3.连接板  4.十字轴 

5.拉杆    6.拉簧组件    7.绳卡

图2

1.锁绳器  2.卸扣  3.套环  4.钢丝绳夹 

5.钢丝绳  6.绳卡  7.楔形绳环  8.销轴  9.换向接头  10.销轴  11. 拉杆  12. 拉簧组件  13.联结板

1  楔形绳环用于牵引架联结装置

如图2所示，在此优化设计中，去掉了护绳环与十字轴，改用楔形绳环与换向接头的连接方式。换向接头借助销轴、锁紧螺母分别与拉杆及楔形绳环连接，其余结构不变。

一方面，楔形绳环为双面楔紧式，外部由两块侧板及两块带槽压板组成，内部空间容纳有可内外滑动的楔状桃形环，提升钢丝绳穿过桃形环后，拉紧钢丝绳，桃形环向内侧滑动，锁紧钢丝绳并越拉越紧，不会出现钢丝绳滑出的情况，同时，可自动调位，使钢丝绳上的夹紧力均匀分布，并且由于绳槽圆弧的表面平滑，夹紧后钢丝绳整体变扁，不会损伤钢丝绳，双面夹紧的形式提供了很高的可靠度。但需注意安装时为了保护钢丝绳，桃形环的入口弯曲处应抹上钢丝绳油，在定期检查时还要再抹钢丝绳油，钢丝绳拉过处也要涂抹黄油。

另一方面，使用十字轴时若其中一个拉杆断裂，十字轴脱落会导致箕斗下滑的风险，更换为换向接头和销轴的连接方式后，有效的避免了这种风险，此时若其中一个拉杆不慎断裂，由于销轴是用螺母闭死的，此时销轴不会从拉杆中脱落，故箕斗还可以被另一个拉杆拉住，提高了箕斗运行时的安全性。

综上，此种方法有效解决了通用设计中绳卡数量多，锁绳不稳定，十字轴可能滑出拉杆，连接器上部易断丝等问题，既满足了规程要求又大大地提高了斜井箕斗设备运行中的安全性。

2  加装保险绳的结构设计

因箕斗在运行中，可能会出现因养护不当等原因导致的牵引架断裂或牵引架回转轴断裂等事故，为了避免此类事故发生时导致的箕斗下滑，造成巨大损失，除了适当加强牵引架的强度如在两竖向槽钢处焊接加强板或采用更大规格的槽钢等方法外，依据规程要求，还需加装保险绳，如图2所示，在楔形绳环的前部加装了保险绳，此保险绳由锁绳器，卸扣，套环，钢丝绳夹，钢丝绳及焊接在斗箱上的连接板组成。

锁绳器及焊接在斗箱底架槽钢梁上的联结板分别用卸扣与套环连接，钢丝绳绕过套环用钢丝绳夹夹紧固定，钢丝绳的长度可比两套环的距离大6～8mm，保持略微松弛的状态。

如图3所示，锁绳器是由两个同样大小的夹板通过12副8.8级螺栓连接而成，夹板为45号钢，组装前需经过无损探伤检查，保证内部无裂纹等缺陷，确保夹板强度。锁绳器中间孔的尺寸依据提升绳绳径确定，圆弧表面光滑，锐角倒圆弧角，防止割绳。安装时，仅需将提升钢丝绳穿过锁绳器，拧紧两侧螺栓夹紧提升钢丝绳即可，相较于用绳夹将保险绳固定在提升钢丝绳上，锁绳器安装便捷，强度更高，受力更小，可提供的夹紧力更大，安全系数更高。

图3

在此保险绳结构中，除锁绳器及联结板外均为标准件，可依据箕斗提升吨位及受力大小等情况选择不同型号，购买方便，可替换性好。

3  结束语

    矿山能源在我国经济发展民生保障中扮演着重要的角色，可靠安全的矿用设备在矿山的开采运输中的作用毋庸置疑，设备的可靠性，安装的快捷性，维修养护的便捷性都能提高矿产的经济性，能有效地保障能源供给，促进经济和社会发展。此次优化设计中就满足了矿用设备各项性能的要求。连接装置采用的楔形绳环具有结构紧凑，外形美观，安装方便快捷，连接安全可靠等优点，保险绳结构合理，更换方便，可移植性强，能很好的避免了箕斗因牵引部分故障而导致的下滑等事故。

参考文献：

[1] 国家矿山安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：应急管理出版社,2022.

[2] 杜庆永，胡长华，刘凤先. 楔形联接装置的分析与探讨[J]. 煤矿机械，2016,37（01）：215-217.

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