本實用新型涉及一種具有制動功能的礦車，具體是一種適用于煤礦斜井運輸?shù)膯蜗螂p軌碟簧制動式礦車，屬于煤礦機械裝備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

斜井礦車軌道運輸是煤礦等礦山廣泛采用的一種運輸方式，其運輸形式是通過安裝在斜井上方的絞車牽引礦車組進(jìn)行運輸，礦車運行時若出現(xiàn)斷繩、斷鏈或斷銷等現(xiàn)象就會引發(fā)礦車或礦車組列跑車的問題，致使安全生產(chǎn)傷亡事故發(fā)生。

目前常用的防跑車裝置具有以下兩種形式，一種是在礦井中通過傳感器檢測礦車的運行速度，一旦發(fā)現(xiàn)失速情況利用擋車網(wǎng)或者擋車欄阻擋礦車，這種方式不足之處在于：攔截裝置重量較大，現(xiàn)場安裝搬運及維修不便；攔截裝置只能一次性使用，既浪費材料，又破壞了礦井生產(chǎn)的連續(xù)性，處理事故費時又費力。

另一種是在礦車上安裝電子檢測設(shè)備，采用制動爪對礦車制動，這種方式的缺陷在于：設(shè)備調(diào)試、維護(hù)程序復(fù)雜等繁雜，設(shè)備中所使用的電子產(chǎn)品抗塵、抗腐蝕性能差，經(jīng)長時間使用后電子產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，有時還會在關(guān)鍵時刻失靈、失效或誤動作；更有甚者，一個斜井要多段攔截才能達(dá)到較理想的效果，這不僅增加礦山成本，而且還達(dá)不到100％的攔截效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供一種單向雙軌碟簧制動式礦車，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，能夠在斜巷中除去變坡點以外的任何位置因斷繩、脫鉤等造成跑車事故時主動制動，而且便于安裝與維護(hù)，特別適用于煤礦斜井運輸作業(yè)。

為實現(xiàn)上述目的，本單向雙軌碟簧制動式礦車包括制動防跑車裝置，制動防跑車裝置安裝在礦車前進(jìn)方向的機架上；

制動防跑車裝置包括搖桿、傳動齒輪副和制動組件；

搖桿中部的通孔中安裝有用于連接前節(jié)礦車圓環(huán)鏈的銷軸，搖桿上端通過固定安裝在機架上的擋板限位并可在擋板的槽中搖動，搖桿的下端與搖桿軸的中間部位固定安裝連接，搖桿軸通過軸承座安裝在機架上；

搖桿軸的兩端分別通過傳動齒輪副與左右對稱設(shè)置的制動組件中的制動軸連接，套裝在制動軸上的傳動齒輪副的下齒套的內(nèi)表面是與制動軸的外螺紋配合的多線內(nèi)螺紋、且兩側(cè)的螺紋副旋向相反；左右對稱設(shè)置的制動軸分別安裝在左右對稱設(shè)置的、安裝在機架上的游動碟簧支架內(nèi)；游動碟簧支架下端相對于軌道內(nèi)側(cè)和外側(cè)的位置分別設(shè)有支撐套和制動擋板，制動擋板通過銷軸螺栓固定安裝在游動碟簧支架上，支撐套的中間設(shè)有具有開孔的中隔板，外側(cè)端設(shè)有端板；制動軸安裝在支撐套內(nèi)部并與支撐套滑動連接；設(shè)置在支撐套內(nèi)的碟簧組一端與制動組件連接、另一端頂靠在中隔板上；制動擋板的下端對應(yīng)軌道的外側(cè)面位置設(shè)有耐磨滑塊。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的傳動齒輪副包括一個中心與搖桿軸軸端固定連接的扇形齒輪，扇形齒輪與下齒套的外齒齒部配合并嚙合。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的下齒套的一端通過安裝在支撐套上的推力軸承支承、另一端通過套裝在盲軸上的向心軸承支承，所述盲軸通過螺栓固定在支撐套的端板上；推力軸承套裝在制動軸上，一端定位在下齒套上、另一端定位在中隔板上；盲軸距離制動軸的軸端設(shè)有移動間隙。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述的制動組件還包括開有盲孔的花鍵軸以及固定在軸端的耐磨滑塊，碟簧組安裝在花鍵軸的盲孔內(nèi)，制動時耐磨滑塊與軌道側(cè)面接觸；支撐套的一端設(shè)有花鍵孔，花鍵軸與花鍵孔構(gòu)成花鍵移動副。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的游動碟簧支架通過左右方向設(shè)置的導(dǎo)向槽安裝在機架上；所述的制動防跑車裝置還包括制動間隙調(diào)整機構(gòu)，制動間隙調(diào)整機構(gòu)包括限位板、調(diào)整架、調(diào)整彈簧、調(diào)整螺栓及定位螺母；可以沿垂直于軌道方向水平移動的限位板位于游動碟簧支架的外側(cè)固定安裝在機架上，游動碟簧支架上端的外側(cè)與限位板之間設(shè)有移動間隙；調(diào)整架設(shè)置在端板的內(nèi)側(cè)并固定安裝在機架上；調(diào)整螺栓與調(diào)整架螺紋連接，定位螺母與調(diào)整螺栓螺紋配合設(shè)置在調(diào)整螺栓與調(diào)整架之間；調(diào)整彈簧一端頂靠在制動擋板的內(nèi)側(cè)面上、另一端通過擋圈頂靠在調(diào)整螺栓上。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的制動防跑車裝置還包括開關(guān)機構(gòu)，開關(guān)機構(gòu)包括偏心輪、偏心軸和撥桿，偏心軸穿過機架上的安裝孔并通過鍵與偏心輪相連，偏心軸與撥桿通過鍵相連，撥桿帶動偏心輪及偏心軸圍繞機架的孔旋轉(zhuǎn)，偏心輪與搖桿在礦車向前運動時相接觸。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的撥桿的一端開有固定孔，機架上開有兩個對稱的定位孔，定位銷穿過撥桿上的固定孔將其固定在機架的定位孔上；定位銷與撥桿動聯(lián)接，定位銷的銷軸上開有兩個環(huán)形槽，撥桿的側(cè)面開有螺紋孔，螺釘?shù)囊欢送ㄟ^彈簧連接一個鋼球，螺釘安裝在螺紋孔內(nèi)，且鋼球與其中一個環(huán)形槽相互配合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本單向雙軌碟簧制動式礦車一旦發(fā)生絞車牽引鋼絲繩斷繩或者脫鉤的情況，礦車前端連接部分失去牽引力，搖桿失去約束力，搖桿即帶動搖桿軸通過軸承相對于機架搖動，由于多線螺旋機構(gòu)反行程不自鎖，通過傳動齒輪副與制動軸之間的螺旋傳動系統(tǒng)，使得游動碟簧支架中的碟簧組失去約束力，碟簧組在彈簧力的作用下推動制動組件與軌道的內(nèi)側(cè)面接觸，通過制動組件和制動擋板與軌道內(nèi)側(cè)面之間的摩擦力將跑車礦車制動在軌道上，制動防跑車裝置由于是采用左右對稱設(shè)置的兩套制動組件同時對左右兩側(cè)的軌道進(jìn)行抱緊制動，因此制動效率更高，且不需另外鋪設(shè)制動軌道，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于安裝與維護(hù)，特別適用于煤礦斜井運輸作業(yè)。

附圖說明

圖1是本實用新型礦車布置位置示意圖；

圖2是本實用新型制動防跑車裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的A-A剖視圖；

圖4是圖2的B向局部視圖；

圖5是圖3的C-C剖視圖；

圖6是圖4的D-D剖示圖；

圖7是圖3中制動組件的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是游動碟簧支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖8的E-E剖視圖。

圖中：1、搖桿；2、擋板；3、機架；4、銷軸；5、搖桿軸；6、扇型齒輪；7、下齒套；8、盲軸；9、向心軸承；10、推力軸承；11、碟簧組；12、游動碟簧支架；12-1、支撐套；12-1-1、花鍵孔；12-1-2、中隔板；12-1-3、端板；12-2、制動擋板；14、撥桿；15、偏心輪；16、偏心軸；17、定位銷；18、螺釘；19、彈簧；20、鋼球；21、制動組件；21-1、花鍵軸；21-2、耐磨滑塊；21-3、制動軸；22、軌道；23、制動間隙調(diào)整機構(gòu)；23-1、限位板；23-2、調(diào)整架；23-3、調(diào)整彈簧；23-4調(diào)整螺栓；23-5、定位螺母。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種單向碟簧制動式礦車，包括制動防跑車裝置，制動防跑車裝置安裝在礦車前進(jìn)方向的機架3上，箭頭方向為礦車前進(jìn)方向。

如圖2和圖3所示，制動防跑車裝置包括搖桿1、傳動齒輪副和制動組件21，搖桿1中部的通孔中安裝有用于連接前節(jié)礦車圓環(huán)鏈的銷軸4，搖桿1通過銷軸4與前節(jié)礦車的圓環(huán)鏈聯(lián)接，搖桿1上端通過固定安裝在機架3上的擋板2限位并可在擋板2的槽中搖動，搖桿1的下端與搖桿軸5的中間部位固定安裝連接，搖桿軸5通過軸承座安裝在機架3上。

搖桿軸5的兩端分別通過傳動齒輪副與左右對稱設(shè)置的制動組件21中的制動軸21-3連接，套裝在制動軸21-3上的齒輪副的下齒套7的內(nèi)表面是與制動軸21-3的外螺紋配合的多線內(nèi)螺紋、且兩側(cè)的螺紋副旋向相反；左右對稱設(shè)置的制動軸21-3分別安裝在左右對稱設(shè)置的、安裝在機架3上的游動碟簧支架12內(nèi)；游動碟簧支架12下端相對于軌道22內(nèi)側(cè)和外側(cè)的位置分別設(shè)有支撐套12-1和制動擋板12-2，制動擋板12-2通過銷軸螺栓固定于游動碟簧支架12上，支撐套的中間設(shè)有具有開孔的中隔板12-1-2，外側(cè)端設(shè)有端板12-1-3；制動軸21-3安裝在支撐套12-1內(nèi)部并與支撐套12-1滑動連接；設(shè)置在支撐套12-1內(nèi)的碟簧組11一端與制動組件21連接、另一端頂靠在中隔板12-1-2上；制動擋板12-2的下端對應(yīng)軌道22的外側(cè)面位置設(shè)有耐磨滑塊21-2。

本礦車在被牽引鋼絲繩牽引正常使用時，搖桿1承受的約束力通過傳動齒輪副與制動軸21-3之間的螺旋傳動系統(tǒng)使得游動碟簧支架12 中的蝶形彈簧11被制動軸21-3拉伸處于壓縮狀態(tài)；一旦發(fā)生絞車牽引鋼絲繩斷繩或者脫鉤的情況，本礦車前端連接部分便失去了牽引力，搖桿1失去約束力，搖桿1帶動搖桿軸5通過軸承相對于機架3搖動，由于多線螺旋機構(gòu)反行程不自鎖，通過傳動齒輪副與制動軸21-3之間的螺旋傳動系統(tǒng)，使得游動碟簧支架12中的蝶形彈簧11失去約束力，蝶形彈簧11在彈簧力的作用下，推動制動組件21與軌道22接觸，通過制動組件21和制動擋板12-2與軌道22之間的摩擦力，將跑車礦車制動在軌道22上。

由于扇形齒輪的力臂較長，因此作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，如圖2所示，所述的傳動齒輪副包括一個中心與搖桿軸5軸端固定連接的扇形齒輪6，如圖3所示，扇形齒輪6與下齒套7的外齒齒部配合并嚙合，扇形齒輪6與下齒套7所組成的傳動齒輪副在制動或者拉動狀態(tài)下更容易傳遞動力矩。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，如圖3、圖5所示，所述下齒套7的一端通過安裝在支撐套上的推力軸承10支承，另一端通過套裝在盲軸8上的向心軸承9支承，所述盲軸8通過螺栓固定在支撐套12-1的端板12-1-3上；推力軸承10套裝在制動軸21-3上，一端定位在下齒套7上、另一端定位在中隔板12-1-2上；盲軸8距離制動軸21-3的軸端設(shè)有移動間隙；下齒套7通過上述結(jié)構(gòu)支承在游動碟簧支架12上，搖桿1將動力依次通過搖桿軸5、扇形齒輪6、下齒套7傳遞給制動軸21-3，制動軸21-3帶動制動組件21克服碟簧組11的彈性力向遠(yuǎn)離軌道22的方向移動。

由于花鍵移動副較其他線性動聯(lián)接的導(dǎo)向性更優(yōu)，因此作為本實用新型的優(yōu)選方案，如圖7 所示，所述的制動組件21包括開有盲孔的花鍵軸21-1以及固定在軸端的耐磨滑塊21-2，碟簧組11安裝在花鍵軸21-1的盲孔內(nèi)，制動時耐磨滑塊21-2與軌道22內(nèi)側(cè)面接觸；支撐套12-1的一端設(shè)有花鍵孔12-1-1，花鍵軸21-1 與花鍵孔12-1-1 構(gòu)成花鍵移動副。

由于固定在花鍵軸21-1軸端的耐磨滑塊21-2制動過程中會產(chǎn)生磨損，為了便于調(diào)整耐磨滑塊21-2與軌道22側(cè)面之間的間隙，作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的游動碟簧支架12通過左右方向設(shè)置的導(dǎo)向槽安裝在機架3上，如圖3 所示，所述的制動防跑車裝置還包括制動間隙調(diào)整機構(gòu)23，制動間隙調(diào)整機構(gòu)23包括限位板23-1、調(diào)整架23-2、調(diào)整彈簧23-3、調(diào)整螺栓23-4及定位螺母23-5；可以沿垂直于軌道方向水平移動的限位板23-1位于游動碟簧支架12的外側(cè)固定安裝在機架3上，游動碟簧支架12上端的外側(cè)與限位板23-1之間設(shè)有移動間隙；調(diào)整架23-2設(shè)置在端板12-1-3的內(nèi)側(cè)并固定安裝在機架3上；調(diào)整螺栓23-4與調(diào)整架23-2螺紋連接，定位螺母23-5與調(diào)整螺栓23-4螺紋配合設(shè)置在調(diào)整螺栓23-4與調(diào)整架23-2之間；調(diào)整彈簧23-3一端頂靠在制動擋板12-2的內(nèi)側(cè)面上、另一端通過擋圈頂靠在調(diào)整螺栓23-4上；當(dāng)花鍵軸21-1軸端的耐磨滑塊21-2磨損后，通過旋入調(diào)整螺栓23-4使調(diào)整彈簧23-3頂著端板12-1-3、使游動碟簧支架12整體沿著導(dǎo)向槽的垂直于軌道22前進(jìn)方向向右或向左移動，移動的間隙由限位板23-1調(diào)整位置控制，進(jìn)而實現(xiàn)花鍵軸21-1軸端的耐磨滑塊21-2及制動擋板12-2與軌道22之間的間隙相等。

為了實現(xiàn)當(dāng)?shù)V車在水平巷道運輸過程中制動防跑車裝置不工作，作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，如圖4 所示，所述的制動防跑車裝置還包括開關(guān)機構(gòu)，開關(guān)機構(gòu)包括偏心輪15、偏心軸16和撥桿14，偏心軸16穿過聯(lián)接機架3上的安裝孔并通過鍵與偏心輪15相連，偏心軸16與撥桿14通過鍵相連，撥桿14帶動偏心輪15及偏心軸16圍繞機架3的孔旋轉(zhuǎn)，偏心輪15與搖桿1在礦車向前運動時相接觸；當(dāng)?shù)V車在水平巷道運輸過程中可以通過開關(guān)機構(gòu)將制動裝置關(guān)閉，撥桿14通過偏心軸16帶動偏心輪旋轉(zhuǎn)，偏心輪通過擠壓搖桿1，一方面可以使搖桿1與機架上的擋板2接觸，搖桿1上的牽引力通過擋板2作用到礦車聯(lián)接機架上，另一方面通過傳動齒輪副、螺旋副帶動制動組件21遠(yuǎn)離軌道22。

為了便于控制撥桿14，作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，如圖4 和圖6 所示，所述的撥桿14的一端開有固定孔，聯(lián)接機架3上開有兩個對稱的定位孔，定位銷17穿過撥桿上的固定孔將其固定在聯(lián)接機架3的定位孔上；定位銷17與撥桿14 動聯(lián)接，定位銷17的銷軸上開有兩個環(huán)形槽，撥桿的側(cè)面開有螺紋孔，螺釘18的一端通過彈簧19連接一個鋼球20，螺釘18安裝在螺紋孔內(nèi)，且鋼球20與其中一個環(huán)形槽相互配合；將定位銷17從聯(lián)接機架3上的定位孔外拔，由于彈簧19的彈性力，鋼球20與定位銷17上的另一圈環(huán)形孔嚙合將定位銷固定，此時撥桿14不受約束；然后轉(zhuǎn)動撥桿180°并將定位銷插入另一個對稱的定位孔上，鋼球與定位銷上的另一圈環(huán)形孔嚙合可以防止定位銷丟失。

本單向雙軌碟簧制動式礦車的具體工作過程如下：

如圖3所示，圖示位置處于制動狀態(tài)( 即礦車通過制動組件21與斜井軌道22的摩擦力將礦車組制動在軌道22上)，開關(guān)機構(gòu)處于如圖2、4所示的關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)前部礦車將牽引力傳遞到搖桿1上時，如圖2 所示，搖桿1相對于聯(lián)接機架3向礦車前進(jìn)方向沿順時針轉(zhuǎn)動，搖桿1通過搖桿軸5帶動扇形齒輪6順時針轉(zhuǎn)動，內(nèi)螺紋下齒套7逆時針方向旋轉(zhuǎn)；圖3中，右側(cè)的制動軸21-3 與下齒套7的螺紋副為右旋，左側(cè)的制動軸21-3 與下齒套7的螺紋副為左旋，制動組件21與游動碟簧支架12之間是移動花鍵聯(lián)接，當(dāng)下齒套7逆時針旋轉(zhuǎn)時，左側(cè)制動軸21-3帶動制動組件21沿著花鍵向右側(cè)遠(yuǎn)離左側(cè)軌道22運動，右側(cè)制動軸21-3帶動制動組件21沿著花鍵向左側(cè)遠(yuǎn)離右側(cè)軌道22運動，碟簧組11處于壓縮狀態(tài)，從而使制動組件21離開軌道22，使得軌道22與制動組件21之間產(chǎn)生一個間隙，該間隙的大小取決于搖桿1與擋板2之間的距離。

當(dāng)前部礦車突然失去牽引力時，由于碟簧的彈性恢復(fù)力，碟簧組11推動制動組件21壓緊在軌道22的內(nèi)側(cè)面上，通過制動組件21和制動擋板12-2上的耐磨塊21-2與軌道22內(nèi)側(cè)面之間的摩擦力實現(xiàn)礦車制動，由于多線螺旋機構(gòu)正反行程都不自鎖，因此制動組件21帶動制動軸21-3直線移動并通過螺旋副帶動下齒套7反向旋轉(zhuǎn)，下齒套7與扇形齒輪6嚙合帶動搖桿1相對于機架3向車后方向搖動，其結(jié)果是拉近了兩節(jié)礦車之間的距離，由于此時整個礦車組沒有外來牽引力、是通過搖桿1拉力使礦車相互拉近，所以在設(shè)計計算時，搖桿1拉力的大小要適當(dāng)。

當(dāng)?shù)V車在水平巷道運輸過程中，可以通過開關(guān)機構(gòu)將制動裝置關(guān)閉，如圖6所示，將定位銷17自機架3上的定位孔內(nèi)向外拔出，鋼球20與定位銷17上的另一圈環(huán)形孔嚙合，將定位銷定位，此時，鑰匙撥桿14不受約束，如圖4 所示，順時針180°轉(zhuǎn)動撥桿14，撥桿14通過鍵帶動偏心軸16轉(zhuǎn)動，如圖2所示，偏心軸16通過鍵帶動偏心輪180°轉(zhuǎn)動，偏心輪15通過擠壓搖桿1一方面使搖桿1與擋板2接觸，搖桿1上的牽引力通過擋板2直接作用到礦車的機架3上，另一方面通過扇形齒輪副、螺旋副帶動制動組件21脫離軌道22。

本單向雙軌碟簧制動式礦車一旦發(fā)生絞車牽引鋼絲繩斷繩或者脫鉤的情況，礦車前端連接部分失去牽引力，搖桿1失去約束力，搖桿1即帶動搖桿軸5通過軸承相對于機架3搖動，由于多線螺旋機構(gòu)反行程不自鎖，通過傳動齒輪副與制動軸21-3之間的螺旋傳動系統(tǒng)，使得游動碟簧支架12中的碟簧組11失去約束力，碟簧組11在彈簧力的作用下推動制動組件21與軌道22的內(nèi)側(cè)面接觸，通過制動組件21和制動擋板12-2與軌道22內(nèi)側(cè)面之間的摩擦力將跑車礦車制動在軌道22上，制動防跑車裝置由于是采用左右對稱設(shè)置的兩套制動組件21同時對左右兩側(cè)的軌道22進(jìn)行抱緊制動，因此制動效率更高，且不需另外鋪設(shè)制動軌道，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于安裝與維護(hù)，特別適用于煤礦斜井運輸作業(yè)。