一种猴车断轴保护器的推广应用

武彦军

（汾西矿业集团曙光煤矿， 山西 孝义 032308）

1 猴车断轴保护器的研制背景

煤矿企业由于矿井生产年限长，工作面离副立井越来越远，为了提高矿井的产量与职工的工作效率，各个矿井都安装了各种运送人员的设备，再倾斜井巷、平巷里使用最多的就是架空乘人装置，架空乘人装置俗称猴车，是煤矿井下辅助运输设备，主要用于煤矿井下运送人员。其工作原理是通过电动机带动减速器上的摩擦轮转动带动架空的无极绳转动，然后通过抱索器将吊椅与钢丝绳卡死，并随钢丝绳的转动而循环运转，从而实现运送人员，架空乘人装置在运转过程中存在一定的危险因素，会导致发生一些事故，事故类型主要有断轴、触电、机械伤害、掉座、掉绳、抱索器松动、吊座翻翘、过速飞车、断绳、过乘事故等，为了使架空乘人装置能够更加安全可靠地运行，减少事故的发生，在2016年修订发行的新版《煤矿安全规程》[1]第三百八十三条中规定架空乘人装置在原有保护的基础上新增了“架空乘人装置应当有断轴保护措施”的规定。为了达到这一要求，经过不断试验，研发了一种猴车断轴保护器，并已在汾西矿业集团曙光煤矿投入使用。

架空乘人装置作为一种运输工具，广泛运用于矿井人员运输中，而驱动主轴是承受负载最大的部件，同时承受驱动轮转动所需的大扭矩及沿钢丝绳方向的径向拉力，还时常会受到一些冲击载荷，这些因素都可能缩短主轴的使用寿命，易产生裂纹甚至断裂。断裂以后，由于惯性钢丝绳带动驱动主轴飞出，造成事故和危险，断轴保护的作用就是要预防由于断轴引发的其他事故。

2 断轴保护的工作原理及具体实施方案

2.1 该断轴保护的工作原理

该装置包括盘式轴承座，所述盘式轴承座底部焊接固定底盘，盘式轴承座外部安断轴变形报警器。当驱动主轴断裂后，钢丝缆绳落在旋转滚筒，同时断轴变形报警器保护装置开始工作，并在第一时间内切断电源。假设在猴车运行过程中，旋转转盘连接动力轴突然断裂，猴车专用钢丝绳在护绳支撑总成的作用下不会落地，继续正常运行。转盘在断轴后下滑500 mm后，中心坐落在O型旋转盘内，在盘式轴承支撑力的作用下，继续正常旋转；当转盘在轴断裂后下移、专用钢丝绳拉力向前移动时，转盘横档总成能够及时防止转盘前移，同时断轴、变形报警器保护装置开始工作，并能在第一时间内切断电源。固定底盘与支架总成牢固连接，为了防止断轴保护器前移，在支架的后方用钢丝绳地锚稳定，确保猴车断轴保护的正常工作。

2.2 具体的实施方式

如下页图1所示，为一种猴车断轴保护器，包括盘式轴承座，盘式轴承座1为环形旋转盘，盘式轴承座底部焊接固定底盘2，盘式轴承座外部安装断轴变形报警器3，固定底盘2焊接转盘横档总成4，转盘横档总成4包括旋转滚筒7、挡板8、摩擦片9，旋转滚筒7安装在挡板8两边，与挡板8处于同一平面。挡板8一侧安装两个摩擦片9摩擦片和驱动主轴约有1 cm的间隙。固定底旁2包括四个支撑脚5和地锚6，支撑脚5底部为三角形支架。断轴报警器3包括探头、数据整理集成块、连接线路，通过探头检测驱动主轴，然后通过数据整理集成块进行处理，线路连接电闸，环形旋转盘由80 mm圆形钢板10、挡圈11、滚珠轴承12构成。滚珠轴承12安装在环形旋转盘，环形旋转盘连接挡圈11。驱动主轴位于盘式轴承座上方5 cm。当驱动主轴发生断裂，落在环形旋转盘内，钢丝缆绳落在旋转滚筒7，由于钢丝缆绳的拉力，驱动主轴带动滚珠轴承12转动，且驱动主轴向前移动摩擦片9和驱动主轴接触，产生摩擦，缓慢使驱动主轴停止转动[2]。

图1 一种猴车断轴保护器结构示意图

3 猴车断轴保护器在本矿的应用情况

曙光煤矿位于山西省吕梁地区孝义市南道村，隶属于山西焦煤汾西矿业集团公司，年设计生产能力90万t，有人员2 012人，最远工作面距离约11000 m，现在安装使用的架空乘人装置情况是：专用行人巷头部乘人架空装置使用的是长沙正忠科技有限公司RJY55-30/1400型架空乘人装置，最大速度为1.12 m/s，电机功率为55 kW，使用22 mm钢丝绳，运输长度为2 150 m，安装于2012年1月；二部乘人架空装置使用的是湘潭恒欣实业有限公司RJY75-26/1400型架空乘人装置，最大速度1.12 m/s,电机功率为75 kW，使用22 mm钢丝绳，运输长度为1 100 m，安装于2015年5月；断轴保护安装于2017年3月，经过几个月的试运行，能完全达到煤矿安全规程的要求。

4 推广猴车断轴保护器的现实意义

1）该装置克服了现有技术的不足，最大程度减少机械设备损坏、保护乘坐人员免受伤害。

2）此实用新型的应用满足了2016年新版《煤矿安全规程》中关于架空乘人装置装“应当有断轴保护措施”的要求。

3）为架空乘人装置的安全运行又增加了一道保护，保护了乘坐人员不受伤害、减少了机械设备的损坏。

4）该装置结构上简单，并且经过充分论证和探讨，安全可靠，安装简单，造价低廉，制作材料易找，在现实使用中效果良好。

5）节约了成本，一次性投资低，经过与现有生产厂家价格对比，一套架空乘人装置加装断轴保护需要资金4万余元，而我矿自行研制投入使用的候车断轴保护各种费用相加不超过1 000元，可为我矿节约7.8万元，汾西矿业集团公司下属26矿，按照每个矿安装2套，自己安装比购买生产厂家成套设备预计可减少资金投入约200万元。

5 结语

该猴车断轴保护器的研制与推广，可有效避免架空乘人装置断轴安全事故的发生，保证设备的安全运行。该装置在汾西矿业集团曙光煤矿研制成功且顺利申请专利后在集团公司得到推广应用，取得了良好效果。