架空乘人装置猴车

叶的旺

[摘 要]本文首先简要分析了水平转弯机构在架空乘人装置中设计理念，以此为更好开展水平转弯装置设计提供所需的理论依据，此平面转弯装置已经被应用在诸多煤矿当中，对于井下平面内多个转弯巷道的猴车运行较为适用，评价较高，具有广泛的应用推广价值。

[关键词]架空乘人装置；水平转弯；零速度上下车；设计

中图分类号：TD52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0151-01

近些年来，煤矿架空乘人装置（猴车）凭借运行与维护管理简单、投资低、爬坡能力强、输送人员既安全又方便及运输距离远等优点，被广泛的应用到煤炭行业中，尤其是应用到弯道多、变坡多、狭窄及低矮的井下巷道内，优越性更为明显。煤矿架空乘人装置尽管受到越发广泛的应用，但与之相关的设计计算资料也比较少，仅介绍有货运索道及旅游索道的相关资料，而对于猴车平面转弯装置方面的却较少涉及。如若多弯道的井下猴车可达成水平面内人不下车、人不下车且能够直接转弯运行，则其能够大幅减轻上下井工人的劳动负荷与强度，使其能够直接运行至终点，且还能实现设备投资的大幅节约。至此，在矿井内平面转弯装置得到广泛应用。

1.水平转弯装置设计理念剖析

在对水平转弯装置进行设计时，可借鉴零速度上下车装置的运作原理。对于零速度上下车装置的导轨而言，实际就是两段均呈现一定倾角的斜面构成，底部开了一个长槽，能够让钢丝绳穿过，然后调整导轨，使之与钢丝绳成一定夹角β，并保持此状态，对于其工作原理而言，即在猴车没有停车的情况下，在导轨上放置抱索器，当松闸之后，抱索器便会以自动方式滑入钢丝绳上，与钢丝绳同运行。对于零速度上下车装置所用到的抱索器而言，有特别的設计，即其带有四个滚轮，左右均分为二，在顶部内侧，安装有橡胶垫，如若抱索器处于钢丝绳上，则橡胶垫便会接触于钢丝绳，因重力G的影响与作用下，会使他们间产生摩擦力，在摩擦力的作用下，抱索器会随着处于运动状态的钢丝绳同前行，若抱索器落于轨道上，那么抱索器两边的滚轮，便会接触于轨道面，便会在轨道上滚动。

若下井人员需上井时，需先把抱索器放置于导轨上，因导轨为倾斜状态，当人坐在吊椅上，在斜面上的重力G的分力F，在克服摩擦力P的情况下，便会使其下滑，在导轨上的抱索器便会进行加速度运动，若抱索器自导轨向钢丝绳上滑动时，抱索器便会接触于钢丝绳，那么在钢丝绳上，抱索器在重力G的作用下，压力便会不断增大，当达一定数值时，抱索器便会在钢丝绳的牵动下而前行，直至重点，在惯性力的作用下，抱索器冲下零速度下车装置导轨，相反于上车时，抱索器于导轨上便会进行减速运动，直至停止运作。

结合此思路，进行了简单的结构设计，具有较小占地，且具有较好使用效果的水平转弯装置，此装置对于井下平面内多个转弯巷道的猴车运行较为适用。模仿上下车装置，把水平转弯装置前后两段导轨设计成直线段，于中间位置做开槽处理，便于钢丝绳穿过，在设计中间导轨时，将其设计成与巷道转弯半径、夹角均相等的上下车装置，但在安装方面，且不同于零速度上下车装置。在安装水平转弯装置时，需把钢丝绳分离于导轨，也就是将绳轨分离，而对于导轨前后两段而言，则需低于钢丝绳，而对于导轨的中间段而言，钢丝绳需低于导轨，至此，抱索器方能自钢丝绳顺畅进入导轨，还能顺利从导轨上爬上钢丝绳。未达此目的，首先，需依据导轨弧长，把导轨设置设计成一定倾角，对于倾斜方向而言，需一致于运行方向；其二，需用托轮，于导轨前端与后端，托起钢丝绳，与中段转弯前后，运用压轮压下钢丝绳，使其能够顺利穿过导轨，于导轨下方转弯处，运用一组抗绳轮，完成钢丝绳的换向操作，至此，便可实现绳轨分离。

2.抱索器于水平转弯段的受力情况分析

整体分析抱索器左右两边的滚轮。对于左边轨道上的滚轮而言，其受重力作用影响，沿着长度方向的导轨面给它的支撑反力、摩擦力P、离心力T等的作用，离心力T则会分成两个例，分别为上滑力M与正压力Q。可知N=（W/2）sinα，F=（W/2）cosα，离心力T=m/R=W/2gR，M=Tsinα，Q=Tcosα。对于右边轨道上的滚轮而言，其同样受到导轨面给它的支撑反力、摩擦力、离心力等的作用，重力W/2于斜面上被分解，即下滑力与正压力；离心力又可被分解成两个力，分别为下滑力与正压，由此可得知，=（W/2）sinα，=（W/2）cosα，离心力=m/R=W/2gR，=Tsinα，=Tcosα。M及Q与及方向相反、大小相等。

基于上述分析得知，基于离心力的突出作用下，抱索器于弧形导轨上处于运行状态时，其左右两边滚轮具有不同的受力，离心力的大小会对抱索器于轨道上相应运行稳定性造成影响，其可能会造成抱索器一边轮子翻出轨道状况。离心力的大小与速度的平方及质量m呈现正比例关系，其与转弯半径R则呈现为反比例关系，即要想让抱索器能够在轨道上平稳运行，可以对抱索器于轨道上滑行的速度进行调整，还能够通过对转弯半径的大小进行调整来完成。因抱索器于轨道上滑行的速度要求，需一致于索道速度，因此，在轨道许可的情况下，需设计出尽可能大的转弯半径。结合上述所提及的在轨道上抱索器滑行的速度要求，需要与索道速度一致，怎样达此要求，最为有效且简便的方法便是，对导轨的倾斜程度进行调整。

B=A+=（W/2）sinα+（W/2）sinα=Wsinα（1）

P表示摩擦力，即P=（2）

表示摩擦系数，H表示运行方向的下滑力，即H=（3）

在导轨上，要想使抱索器始终处于均速运动，则需使H=P，也就是

（4）。

摩擦系数与及轴承的灵活程度以及导轨面的光滑程度相关，结合以往经验，通常取=0.02～0.03。

3.结论

结合上述方法，此平面转弯装置在诸多煤矿中得以运用，水平转弯装置均成功运行，这些煤矿对此均给予高度评价，着不仅较好的填补了我国在此方面的空白，而且还具有良好额推广价值。

参考文献

[1] 李立平，赵小云.智能型大转弯大坡度可摘挂抱索器架空乘人装置在煤矿的应用[J].煤矿机械，2012，33（2）：184-185.

[2] 张锋涛.水平转弯连续运输快速架空乘人装置推广意义[J].中小企业管理与科技旬刊，2010（19）：263-264.

[3] 石元海.浅谈朱家河煤矿主斜井转弯架空乘人装置的应用[J].科技风，2014（18）：72-72.