一种斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器

本发明属于矿井设备，涉及矿井运输中防跑车装置及其吸能器的，具体涉及一种跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器。

背景技术：

1、斜井运输是矿山运输的重要方式之一，在矿山生产中起着重要作用，安全高效率的斜井运输对于煤矿安全生产具有十分重要的意义。斜井运输的跑车事故是煤矿生产安全运输中需重要关注的事故，必须对斜井跑车事故进行有效地预防。现在大部分矿井都采用了防护装置，即通过挡车栏配合吸能器制动斜井跑车，避免斜井跑车发生恶性事故。

2、现有的斜井矿巷道矿车的防跑车装置较为广泛应用的主要是钢丝绳夹板结构的摩擦式吸能器，它主要是利用钢板对钢丝绳的夹紧力产生摩擦力，实现吸收能量来达到制动效果，摩擦力大小依靠螺栓的夹紧力来调节，应用中存在太紧了钢丝绳容易被拉断，太松了钢丝绳很容易被拉出等难题。而且螺栓预紧力是安装时预先设定的，在制动过程中无法变化，导致初始阻拦时冲击力大，严重影响运输设备及其驾乘人员的跑车制动安全性。现有技术（申请号cn 201910747475.x）发明了一种初始预缓冲夹板式吸能器及其吸能方法，能在一定程度实现阻拦非常短距离内的缓冲制动，无法适应大质量高动能大斜坡的斜井运输设备（例如单轨吊）的长距离柔性跑车防护应用。最近，发明人申请的专利（申请号cn202421720964.9）发明了一种渐变正压力式夹绳摩擦吸能器，通过若干由独立的细钢丝绳牵引驱动的渐变压紧装置实现了长距离的柔性缓冲吸能制动，但在实际运行中不可避免存在机械加工误差、传动误差、安装误差和细钢丝受力不均等问题，可能导致各渐变压紧装置很难保证同步压紧弹簧来提供均匀的摩擦正压力，而且多个绳轮将导致吸能器空间尺寸较大，不便于受限空间的斜井安装应用。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器，通过齿轮传动方式驱动双螺纹轴同步缓慢压紧各弹簧来提供均匀的摩擦正压力，具有长距离机械自主式缓冲柔性制动优势，有效保障跑车制动的人/机安全性。

2、本发明采用的技术方案是：一种斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器，包括设有若干并行圆弧通槽并对齐配合的下夹板和上夹板、位于各圆弧通槽内被夹紧的主钢丝绳、对上夹板施加压紧力的浮动压紧单元；所述的下夹板在其圆弧槽侧平面垂直固定有若干导向柱，若干上夹板经通孔穿过导向柱后平行置于下夹板上方；浮动压紧单元包括同轴串于各导向柱且与上夹板接触的弹簧、经若干通孔穿过导向柱并同时压在各弹簧另一端的整体压板、固定于各导向柱并限制整体压板位置来产生弹簧初始预压量的预压螺母；还包括驱动整体压板缓慢移动来压紧弹簧的若干渐变压紧装置、驱动渐变压紧装置动作的绳驱旋转装置和固定于下夹板并罩于整体压板侧的机壳；所述的绳驱旋转装置包括位于整体压板中心轴线的仅可旋转且设有小齿轮的齿轮轴、与齿轮轴伸出机壳的上顶端固定且传递扭矩的储绳盘轮、一端固接于储绳盘轮并绕其存储且另一端经过导向滚轮后与主钢丝绳固接的细钢丝绳；所述的渐变压紧装置包括贯穿于机壳至下夹板的双螺纹轴、同轴串接于双螺纹轴的大齿轮和定位轴套，双螺纹轴沿轴向依次设有导向段、外螺纹a和外螺纹b；所述的下夹板设有若干贯穿的螺纹孔b，所述的整体压板与螺纹孔b共轴线固定有带贯穿螺纹孔a的螺纹套筒，所述的双螺纹轴的外螺纹a和外螺纹b分别与螺纹孔a和螺纹孔b进行螺纹配合；所述的大齿轮与齿轮轴的小齿轮啮合，所述的大齿轮与双螺纹轴的导向段同轴配合并传递扭矩，且两者可轴向相对滑动；所述的机壳设有两个与整体压板平行的隔板，所述的大齿轮通过定位轴套将其限制在两个隔板间进行旋转；所述的渐变压紧装置沿齿轮轴周向均匀布置若干个，下夹板通过若干螺栓与巷道基础固定，外螺纹b与外螺纹a的旋向相同且前者螺距略大于后者，跑车制动工作时主钢丝绳被牵拉并带动细钢丝绳运动来驱动齿轮轴旋转，再同步驱动各大齿轮来使各双螺纹轴旋转和轴向运动进而同步驱动整体压板缓慢向下滑动来压紧弹簧，以此缓慢增加主钢丝绳的摩擦制动力。

3、在所述的斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器中，所述的齿轮轴贯穿于机壳至下夹板，齿轮轴的下端与下夹板的圆柱孔以滑动轴承配合且齿轮轴伸出端固定有限位螺母b；所述的机壳顶部固定有与齿轮轴同轴滑动轴承配合的支撑套筒，储绳盘轮与齿轮轴联结通过键或异形面传递扭矩，且储绳盘轮靠紧于支撑套筒上顶端面，并在齿轮轴上端固定有限位螺母a来进行齿轮轴及其储绳盘的轴向定位。

4、优选地，在所述的斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器中，所述的上夹板数量为2个，且主钢丝绳为四根；所述的渐变压紧装置为4个，各渐变压紧装置中的大齿轮沿轴向进行错位布置来避免干涉。

5、在所述的斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器中，所述的双螺纹轴的导向段为在圆柱体周向设置若干导向凹槽结构，与导向段配合的大齿轮的轴孔设有若干与导向凹槽滑动配合的导向凸起；或者大齿轮与双螺纹轴的导向段采用花键连接结构；所述的双螺纹轴的导向段的柱面与机壳的圆柱孔进行滑动支撑配合。

6、优选地，在所述的斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器中，所述的主钢丝绳的总长度要小于或等于细钢丝绳的长度；所述的双螺纹轴的上顶端设有的螺纹c上固定有限位螺母c，限位螺母c与双螺纹轴的导向段上端构成的半径变小的阶梯凹槽的长度要略大于大齿轮的高度，当该吸能器工作于弹簧压紧到位的安全锁紧状态时，大齿轮位于该阶梯凹槽内无法传递扭矩给双螺纹轴。

7、优选地，在所述的斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器中，所述的主钢丝绳的总长度大于细钢丝绳的总长度，该细钢丝绳与主钢丝绳固接的连接接头的许用拉断力要小于细钢丝绳的许用拉断力。

8、在所述的斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器中，所述的下夹板和上夹板的圆弧通槽的半径要略大于主钢丝绳的半径，且各自的圆弧通槽尺寸要小于或等于半圆；所述的弹簧可以是组合的碟形弹簧或圆柱弹簧。

9、优选地，在所述的斜井跑车防护装置用同步渐变压紧的夹绳摩擦吸能器中，所述的机壳两端侧固定有封板，只允许主钢丝绳进行通行。

10、优选地，当各吸能器串接用于跑车防护时，巷道单侧的各吸能器共用相同的主钢丝绳，各吸能器的细钢丝绳均与靠近阻车装置的首台吸能器的细钢丝绳的前端一起与主钢丝绳固接，调节各吸能器中整体压板与下夹板的初始距离，以此实现跑车制动过程中各吸能器的机械延时介入制动。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：（1）本发明结构简单，是纯机械结构式摩擦吸能器，具有制造和运维成本低等显著优势；（2）通过双螺纹轴的外螺纹b与外螺纹a的旋向相同且前者螺距略大于后者，跑车制动工作时主钢丝绳被牵拉并带动细钢丝绳运动来驱动齿轮轴旋转，再同步驱动各大齿轮来使各双螺纹轴旋转和轴向运动进而同步驱动整体压板缓慢向下滑动来压紧弹簧，以此缓慢增加主钢丝绳的摩擦制动力，解决了同步压紧问题。（3）结合大小齿轮的减速增扭传动和差动螺纹传动可进一步增强压紧力和长距离缓冲压紧，在压紧力相同情况下结构更为紧凑。（4）吸能器只需要一个储绳盘轮，可以适当增加绕绳半径来减小其旋转圈数，从而减小整机中双螺纹轴等空间尺寸。（5）所有的旋转部件例如储绳盘轮和大齿轮等进行了轴向定位，避免了既旋转又轴向移动的不稳定性，增强了功能的可靠性。