【正文】 防掉繩裝置的應(yīng)用 在安裝誤差或調(diào)整不好的情況下 ,如 :凹弧段處、凸弧段前后較容易掉繩 ,加裝防掉繩托輪 (壓輪 )和限繩器 ,可收到較好的效果。在凹弧段針對鋼絲繩打梁的問題 ,采用單輪壓輪和多輪壓輪 ,使鋼絲繩在凹弧段折曲 ,可以有效地避免繩打梁 ,并且在壓輪前后 ,以防掉繩 (如圖 2 所示 )。 使 4 個托輪共同承受載荷 ,可在受 沖擊時退讓 ,有效地降低沖擊 ,減緩磨損 ,提高乘坐的舒適性和托輪的使用壽命。在巷道直線段采用單輪托輪 ,可以承受較輕載荷 ,在凸弧段采用多輪托輪承受較大載荷。具有通訊距離遠(yuǎn) ,抗干擾能力強(qiáng) ,可并網(wǎng)與全礦安全監(jiān)視系統(tǒng)實現(xiàn)通訊。拉緊部分采用動滑輪結(jié)構(gòu) ,拉緊重錘可節(jié)省一 半 ,并且調(diào)整重錘高度簡單 ,單人即可操作。乘人器采用固定鉤式 ,上端用卡爪卡住鋼絲繩 ,下端有一座板 ,中間有一橫桿用來掛工具包或乘人趴在上面 ,最下面 4 是蹬桿。托輪是用來在中間段承載 ,承受鋼絲繩、乘人、乘人器的重量。 機(jī)尾有一從動繩輪 ,鋼絲繩在此換向。機(jī)頭繩輪中鑲有聚氨酯繩襯 ,本設(shè)計采用 k28 進(jìn)口材料，用來提高摩擦力 ,并減少鋼絲繩的磨損。由機(jī)頭驅(qū)動繩輪牽引鋼絲繩 ,乘人器卡在鋼絲繩上隨之運動 ,隨著巷道的起伏而變化 ,保持距地面 200mm高度。用地下礦用架空索道來輸送礦工，其目的是縮短礦工上下井的路途時間，減輕礦工上下井的體能消耗。 架空乘人裝置結(jié)構(gòu) 地下礦用架空索道，俗名猴車，主要用于地下礦山。從 1949 年至今，約建單線索道 50 余條，雙線索道 30余條，總長約 380 公里，每小時貨運量達(dá)到 7000 噸。 我國第一條雙線索道大約建立在 1910 年前后，而第一條單線索道約建于 1927 年間。從此這種新型的運輸設(shè)備，在世界上開 始了迅速的發(fā)展。根據(jù)查考，奧地利阿巴奇在 1870 年獲得索道報索器專利，并于 1873年德國用它架設(shè)了活動循環(huán)式雙線貨運索道。但是麻繩、溜索的強(qiáng)度都很低，限制了索道的發(fā)展。 到了唐宋末年間，在南方常有利用竹篾編成溜索，作為跨河流、越深谷的交通工具。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 架空乘人裝置概況 架空乘人裝置發(fā)展史 在遠(yuǎn)古時代，人們就已使用樹藤，竹篾和麻繩作為纜索進(jìn)行空中運輸，我國在公元 2020年的三國時期就有筑吊橋為空中通道的記載。 對輔助運輸設(shè)備有以下要求： （ 1）安全可靠； （ 2）能在水平、傾斜和轉(zhuǎn)彎的巷道中連續(xù)運行不需要轉(zhuǎn)載； （ 3）運輸距離可變化； （ 4）成件設(shè)備不解體正運； （ 5）能運多種材料和設(shè)備； （ 6）易于裝卸； （ 7）輔助操作少，使用方便； （ 8）與主要運輸無相互干擾。配套不完善或輔助設(shè)施裝置工具不全，往往難以發(fā)揮新型設(shè)備的作用，是輔助運輸系統(tǒng)效率不高的重要原因，這是一個應(yīng)該引起重視的問題。一個大型礦井往往需要幾十臺機(jī)車，有幾十公里軌道，有的還可能是架線機(jī)車 ——單軌吊，架線機(jī)車 ——卡軌車，齒軌卡軌車，卡軌車 ——單軌吊，加線機(jī)車 ——無軌膠輪車等幾種設(shè)備的混合系統(tǒng)。對于現(xiàn)有礦井特別是多水平多采區(qū)的大型礦井的輔助運輸系統(tǒng)的技術(shù)改造，應(yīng)采取既積極又慎重的態(tài)度，注意因地制宜，分期分布，從局部采區(qū)到全礦井，爭取少花錢多辦事，講求整體的實際的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 4）合理組織運輸調(diào)度，根據(jù)礦井生產(chǎn)建設(shè)個地點的需要，有計劃地編制作業(yè)圖標(biāo)優(yōu)化車次順序和物料批量編組，提高運輸效率，降低運輸費用。 （ 2）使用結(jié)構(gòu)和尺寸合理并便于機(jī)械化裝卸的車輛、集裝箱或其他容器，減少工人裝卸工作量，減低物料損耗。而同時各個子系統(tǒng)又根據(jù)運輸負(fù)載對象的特點分成若干個子系統(tǒng)。一個大型礦井的輔助運輸系統(tǒng)包含材料、設(shè)備、人員以及矸石等各個子系統(tǒng)。因中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 而對于各種礦井條件下選用何種設(shè)備和系統(tǒng)，需要認(rèn)真分析，綜 合對比，進(jìn)行全面地可行性研究后才能最后決策。每種設(shè)備都有一定適用的條件和范圍，都有其長處和優(yōu)勢，也有其短處和劣勢。對于每個生產(chǎn)和新建礦井都應(yīng)根據(jù)實際條件進(jìn)行可行性研究和各種方案的比較，然后再作出在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上最合理的決策。確實是當(dāng)前煤礦技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵和黨務(wù)之急。輔助運輸?shù)穆浜笠殉蔀榻ㄔO(shè)現(xiàn)代化礦井和提高礦井全員效率的最大障礙之一。特別是綜合機(jī)械化采煤掘進(jìn)的發(fā)展，產(chǎn)生的集中化程度日益提高，重型設(shè)備大量在采掘工作面應(yīng)用，如何保證其不間斷地連續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，高效地進(jìn)行工作面設(shè)備搬家運輸成為重要又急需解決的問題。類型多表現(xiàn)在既運物又運人，物品中有整件、散件，大小長短輕重差別很大，運送去向多是指需要運到各工作面和井下一切場所。中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 1 緒 論 國內(nèi)礦井輔助運輸現(xiàn)狀分析 全套圖紙，加 153893706 礦井輔助運輸是指井下的材料、設(shè)備和人員的運輸，有時也包括排矸石運輸。其特點是運輸類型多、運送去向多、巷道條件多樣 。 隨著礦井開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大和井下開拓距離的不斷延伸，上下井的材料設(shè)備和人員日益增多。 建國以來，我國礦井輔助運輸作業(yè)變化不大，基本上還是小絞車、無機(jī)繩、回柱絞車、小蓄電池車在普通鋼軌上牽引礦車、運料車或平板車，裝卸利用手 動葫蘆撬棍，甚至人推肩扛，占用大量人力物力，嚴(yán)重阻礙著礦井產(chǎn)量進(jìn)度和勞動生產(chǎn)率提高，與國外先進(jìn)產(chǎn)煤國家相比差距很大。發(fā)展輔助運輸機(jī)械化不僅可以大量節(jié)省人員，而且可以提高工時利用，增加采掘工作面產(chǎn)量進(jìn)度，大量減少設(shè)備搬家停運時間提高設(shè)備利用率，從而節(jié)約設(shè)備折舊或租賃費用，還能改善采掘工人和輔助作業(yè)的勞動安全條件。 我國煤礦地質(zhì)條件多種多樣，礦井規(guī)模大小各異，開拓布置和開采方式也不盡相同，因而解決輔助運輸 機(jī)械化問題必須采取多條技術(shù)途徑，多種系統(tǒng)模式，多樣技術(shù)裝備，認(rèn)真借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗，因地制宜地結(jié)合具體條件擇優(yōu)選用。 目前，國內(nèi)外礦井輔助運輸設(shè)備已形成單軌吊、齒軌車、卡軌車、齒軌卡軌車、無軌膠輪車和膠套輪機(jī)車幾大類型。在一定條件下的優(yōu)勢在另一種條件下又可能變?yōu)橹匾闹萍s因素。 礦井輔助運輸是一個完整的復(fù)雜的系統(tǒng)，必須從系統(tǒng)工程的角度加以研究分析和運籌決策。而每個子系統(tǒng)中的負(fù)載或容器又從地面車間、倉庫、料堆、排矸場起，經(jīng)過入井、大巷運輸、上下山和采區(qū)運輸、各處中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)載直接到工作地點卸載等環(huán)節(jié)，然后由反向運行，經(jīng)上述系列環(huán)節(jié)出井才算完成一個循回。每個礦井輔助運輸系統(tǒng)或子系統(tǒng)都有某些特定要求，但其共同的基本的要求是： （ 1）從供應(yīng)地點到使用地點的直達(dá)運輸，盡量減少轉(zhuǎn)載停頓和倒?fàn)瞽h(huán)節(jié)。 （ 3）最大限度的保證運輸系統(tǒng)安全可靠和快速重載，有完善的信號聯(lián)絡(luò)，制動停車和自動監(jiān)控系統(tǒng)。 根據(jù)以上要求不論是新建礦井或是改擴(kuò)建礦井，都要在認(rèn)真分析煤層地質(zhì)條件礦井規(guī)模和開采設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面細(xì)致的技術(shù)經(jīng) 濟(jì)可行性研究和方案對比，才能作出正確的決策。 礦井的輔助運輸系統(tǒng)需要多種設(shè)備和設(shè)施，不僅要用單軌吊、齒軌車、卡軌車、無軌膠輪車等主機(jī)設(shè)備，而且需要各種平板車、支架車、集裝箱、鏟車、人車、多用車、油罐車、各種地軌、吊軌、彎道、岔道、繩輪以及物料裝卸存放硐室，等設(shè)施；各種設(shè)備物料的吊裝、卸載、倒運、打捆等機(jī)械化高效的機(jī)具裝置；以及各種 維修輔助運輸設(shè)備的機(jī)車庫、被艱庫、油庫等。因而更需要各種設(shè)備互相很好地銜接和配套。必須同步的配套的進(jìn)行裝備，同時建立相應(yīng)得設(shè)施，才能真正解決輔助運輸機(jī)械化，提高全礦井的勞動生產(chǎn)率。 根據(jù)以上要求我們對本次設(shè)計進(jìn)行分析，然后再進(jìn)行具體設(shè)計 。根據(jù)康熙圖鹿可以看出，此空中通道猶如現(xiàn)在的客運索道。 1644 年，荷蘭用麻繩架起了第一條貨運循環(huán)式索道。直到 19 世紀(jì)中葉，鋼絲繩進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)以后，才為建立近代的索道提供了可能性， 1834 年，鋼索架空索道的雛形問世，接著英國技師在 1867 年對架空索道作了研究改進(jìn)。 1874 年英國又第一次建設(shè)了往復(fù)式貨運索道?，F(xiàn)在貨運索道廣泛應(yīng)用于采礦工業(yè)、煤炭工業(yè)、電力站及建材企業(yè)，碼頭以及軍事等各個部門。到解放前夕，約建有索道 20 余條。在貨物運輸中發(fā)揮了顯著作用。 將鋼絲繩安裝在驅(qū)動輪、托繩輪、壓繩輪、迂回輪上并經(jīng)張緊裝置拉緊后，由驅(qū)動裝置輸出動 力帶動驅(qū)動輪和鋼絲繩運行，從而實現(xiàn)輸送礦工的原理。 架空乘人裝置由機(jī)頭、機(jī)尾、托輪、乘人器、拉緊裝置、電氣控制等幾部分組成。機(jī)頭是驅(qū)動部分 ,鋼絲繩在機(jī)頭繩輪處換向 ,圍包角 180176。驅(qū)動單元是由電動機(jī) +制動器 +減速器 +驅(qū)動繩輪等組成 ,具有結(jié)構(gòu)驅(qū)動緊湊 ,分體、運輸、安裝靈活 ,運行安全可靠 ,故障率低、噪音低等優(yōu)點。整個機(jī)尾可在一滑道內(nèi)滑動 ,在重錘張緊部分的拉動下 ,張緊主傳動鋼絲繩。托輪中也鑲有聚氨酯襯。其設(shè)計符合人機(jī)工程學(xué) ,人在其上的坐姿接近日常生活中的坐姿 ,安全舒適 ,克服了乘人抱桿、重心后仰的缺陷。電氣控制部分用來控制乘人裝置的主電機(jī)運行、停車 ,制動抱閘的開閉 ,打滑時可自動停車 ,在沿線布置有緊急停車點 ,出現(xiàn)緊急事故時可快速停車。 托輪與壓輪的應(yīng)用 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 由于本設(shè)計中巷道傾角 18176。由于機(jī)頭變坡處凸弧角度較大 ,無論是上行側(cè)還是下行側(cè) ,都須承受較大載荷 ,故采用雙絞支輪托輪 (如圖 1 所示 )。正常直線段托輪設(shè)計成快速拆裝單輪托輪結(jié)構(gòu) ,可以承受較輕載荷 ,單人即可從托輪架上拆下 ,維修方便 ,托輪上下高度可通過頂桿調(diào)節(jié) ,左右位置可調(diào)節(jié)托輪架。 在機(jī)尾變坡處也具有較大的角度 ,采用雙輪壓輪使鋼絲繩在最大凹弧段換向 ,同樣具有與 4 輪托輪相同的優(yōu)點 (如圖 3 所示 )。防掉繩托輪 (壓輪 )有一撥盤機(jī)構(gòu) (如圖 4 所示 )。 限繩器是在原托輪架上加裝一轉(zhuǎn)動擋繩板 ,正常運行時擋繩板自然下垂 ,與托輪外緣端面處在同一平面 ,相距 10~15mm,擋住鋼絲繩 ,當(dāng)乘人器通過時 ,乘人器卡爪撥動 擋繩板 ,通過后 ,擋繩板依靠重力恢復(fù)下垂 ,繼續(xù)擋住鋼絲繩 ,也達(dá)到防掉繩的目的 (如圖 5 所示 )。架空乘人裝置有以下突出效果 : 架空乘人裝置造價和安裝費較斜巷人車低 。架空乘人裝置驅(qū)動功率小 ,機(jī)頭部分結(jié)構(gòu)緊湊 ,運行噪音低 。機(jī)頭驅(qū)動輪、機(jī) 尾從動輪、托輪及壓輪都采用聚氨酯繩襯 ,使鋼絲繩的磨損大大低于斜巷人車 ,故障率較低 。電控部分保護(hù)齊全、可靠 ,安全系數(shù)高 ?？蓪崿F(xiàn)無人值守 ,遙控監(jiān)視。由于煤炭儲藏面積分布復(fù)雜的原因，煤炭生產(chǎn)的運輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，在生產(chǎn)成本中占有重要的成分，在人員運輸方 面，技術(shù)設(shè)備相對落后。 （ 2） 乘人的時間、速度受限 。 地下礦用架空索道的特點 （ 1）架空乘人車安全性能好，牽引鋼絲繩運行速度低（ ～ ） ,乘人離地不高（ ），運行平穩(wěn)可靠，人員上下吊椅方便自如； （ 2）上下車 ——選用靜態(tài)上下車裝置，在不停車的情況下，使礦工在靜止?fàn)顟B(tài)中上下車，特別是在高速的運行中，更能確保礦工乘坐安全； （ 3）不掉繩 ——可靠的防掉繩和輪系裝置，使運行中的鋼絲繩不掉繩。 （ 5）共巷道 ——運人和運料可共用巷道，節(jié)約巷道建設(shè)投資。 架空乘人裝置的基本形式 架空乘人裝置的基本布局形式有驅(qū)動裝置懸空式、驅(qū)動裝置落地式、往復(fù)式混合架空運送裝置和零速度上下車架空乘人裝置 , 如下圖 6所示： 《煤礦安全規(guī)程》對架空乘人裝置的規(guī)定 《煤礦安全規(guī)程》 對用架空乘人裝置運送人員有如下規(guī)定： （ 1） 巷道傾角不應(yīng)超過 25176。； （ 2） 蹬坐中心至巷道一側(cè)的距離不得小于 ； （ 3） 驅(qū)動裝置必須有制動器； （ 4） 吊桿和牽引鋼絲繩之間的連接不得自動脫扣； （ 5） 在下人地點的前方，必須設(shè)有能自動停車的安全裝置； （ 6） 在運行中人員要坐穩(wěn)，不得引起吊敢擺動，不得手扶牽引鋼絲繩，不得觸及鄰近的任何物體； （ 7） 嚴(yán)禁同時運送攜帶爆炸物品的人員； （ 8） 每日必須對整個裝置檢查一次，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 （ 4） 運行速度： v＝ 其他參數(shù) （ 1） 托繩輪間距 一般取 ?? 取 ma ??? （ 2） 驅(qū)動輪圍包角 α 即主導(dǎo)輪與鋼絲繩的圍包角 α＝ 180176。+sin18176。 阻力設(shè)為 W1－ 2 )s i nc o s(][ 021 ?? ????? wgLqZGZGW R 則 W1－ 2=[750+150+1200] （ cos18176。） = （ 2） 下放側(cè)滿員，上升側(cè)無人 ； 1－ 2 為重載段，阻力設(shè)為 W1－ 2 )s i nc o s(])([ 021 ?? ????? wgLqGGZW R 1 2 4 3 18176。－ sin18176。 阻力設(shè)為 W3－ 4 )s i nc o s39。+sin18176。 傳動裝置選擇及計算 傳動方案選擇 架空乘人車的減速器可以選擇多種形式，如：行星齒輪件速器，蝸輪蝸桿減速器，圓柱齒輪減速器。 傳動比確定 總傳動比 （ 1）二級行星減速器 第一級傳動比 i1= 第二級傳動比 ?i （ 2） 錐齒輪減速器 第三級傳動比 ?i （ 3）實際總傳動比 ????實i 傳動比誤差 Δi=i 實 － i= 因此傳動比滿足要求。 為提高齒