龐 勇

（同煤集團(tuán)云岡礦，山西 大同 037017）

1 項(xiàng)目概況

云岡礦井下輔動(dòng)系統(tǒng)主要使用RJHY75-18/2200（A）型猴車，屬于可摘掛片瓦式，依靠襯墊的摩擦力來抱緊鋼絲繩，但是抱索器不能對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生作用，因此導(dǎo)致其可靠性和使用壽命降低。從近年來的實(shí)踐情況來看，猴車抱索器主要存在座椅抱索器不牢靠、托繩輪位置發(fā)生改變、鋼絲繩磨損快、吊桶基座不牢固等問題，這導(dǎo)致猴車在運(yùn)行過程中存在安全問題。本文針對(duì)RJHY75-18/2200（A）型猴車抱索器脫繩問題的原因進(jìn)行分析總結(jié)，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施。

2 猴車抱索器脫繩原因分析

2.1 橡膠襯墊磨損導(dǎo)致脫繩問題

RJHY75-18/2200（A）型猴車采用瓦片式抱索器，該瓦片式抱索器主要是依靠橡膠襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來抱緊鋼絲繩。摩擦力的大小是與橡膠襯墊和鋼絲繩之間的接觸面積成正線性關(guān)系的，在猴車工作一定年限后，其橡膠襯墊會(huì)受到一定程度磨損，此時(shí)橡膠襯墊與鋼絲繩之間的接觸面積會(huì)越來越小，從而產(chǎn)生的摩擦力也越來越小，到達(dá)一定程度后摩擦力已無法消除設(shè)備重力的水平分量和負(fù)載慣性，由此會(huì)出現(xiàn)抱索器的打滑現(xiàn)象或是脫繩現(xiàn)象。

2.2 抱索器變形導(dǎo)致脫繩問題

RJHY75-18/2200（A）型猴車的抱索器材料主要是采用的沖壓件，沖壓件抱索器的鋼板較薄，設(shè)備使用過程中因受力會(huì)出現(xiàn)較大變形，最為常見的是其軸承支架發(fā)生變形。發(fā)生變形后的抱索器在通過運(yùn)行軌道時(shí)，容易發(fā)生脫軌事故。有時(shí)順利地通過了軌道，也無法正常正確地進(jìn)行落繩，存在嚴(yán)重的安全隱患，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

2.3 橡膠襯墊繩槽的直徑因素

測(cè)量可知，整體式橡膠襯墊繩槽直徑比配套鋼絲繩直徑大約1 mm，從而導(dǎo)致鋼絲繩與橡膠襯墊之間是間隙配合，鋼絲繩只在橡膠襯墊槽頂部區(qū)域進(jìn)行接觸，從而接觸面積較小。該整體式橡膠襯墊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能承載的下滑力不大，容易造成脫繩問題的發(fā)生。

2.4 橡膠襯墊的固定方式因素分析

在猴車運(yùn)行過程中，抱索器掛在鋼絲繩上時(shí)，鋼絲繩會(huì)與橡膠襯墊之間產(chǎn)生作用力與反作用力。從當(dāng)型號(hào)猴車結(jié)構(gòu)可知，橡膠襯墊背后是抱索器的鋼架，橡膠襯墊在繩槽兩側(cè)進(jìn)行固定，發(fā)生形變時(shí)橡膠襯墊只能向其前方無約束處伸展。當(dāng)橡膠襯墊在固定時(shí)有較多的約束時(shí)，就能夠承載較大的變形力，具有較高的穩(wěn)定性。RJHY75-18/2200（A）型猴車的抱索器采用的是整體式橡膠襯墊，該整體式橡膠襯墊主要通過4 個(gè)螺釘在襯墊的邊緣較薄處與抱索器進(jìn)行固定，對(duì)橡膠襯墊的約束力較小，極易產(chǎn)生變形。同時(shí)整體式橡膠襯墊的剛度一般，在受力后容易發(fā)生形變，造成鋼絲繩脫繩。

2.5 橡膠襯墊的下表面輪廓因素分析

抱索器工作時(shí)出現(xiàn)震動(dòng)，致使出現(xiàn)脫繩問題，在橡膠襯墊下表面都會(huì)設(shè)計(jì)倒V 形結(jié)構(gòu)，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的自動(dòng)復(fù)位。RJHY75-18/2200（A）型猴車抱索器采用的是整體式橡膠襯墊，其位置處于繩槽的兩翼呈平面形，直到邊緣固定螺絲以外才出現(xiàn)倒V 形（如圖1），該設(shè)計(jì)不利于鋼絲繩的歸槽，因此當(dāng)鋼絲繩發(fā)生脫繩問題后，及時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的自動(dòng)復(fù)位效果不佳。

圖1 整體式橡膠襯墊受力結(jié)構(gòu)示意圖

2.6 抱索器的懸臂軸發(fā)生卡死現(xiàn)象導(dǎo)致脫繩

抱索器掛在鋼絲繩上面，其承載力主要借助于安裝在外側(cè)的懸臂軸承載。在工作過程中，該懸臂軸會(huì)因?yàn)楦鞣N影響產(chǎn)生懸臂軸潤滑不理想或是有變形情況發(fā)生，懸臂軸無法正常工作從而使得軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行阻滯，將抱索器掛在鋼絲繩上后，無法正常的實(shí)現(xiàn)靈活的擺動(dòng)。當(dāng)繩索在上坡區(qū)域的階段時(shí)，抱索器的兩端不能與鋼絲繩進(jìn)行有效的接觸，產(chǎn)生脫繩問題，發(fā)生安全事故。

3 解決猴車抱索器發(fā)生脫繩問題的改進(jìn)措施

3.1 對(duì)橡膠襯墊磨損進(jìn)行定位定量

對(duì)于猴車抱索器而言，橡膠襯墊是關(guān)鍵零部件，其磨損情況直接影響猴車裝置能否正常工作。在RJHY75-18/2200（A）型猴車的說明書中，對(duì)橡膠襯墊的磨損情況是這樣規(guī)定的：當(dāng)橡膠襯墊磨損厚度達(dá)到2/3 時(shí)，就必須及時(shí)更換橡膠襯墊。但是這個(gè)規(guī)定較為模糊，工作人員在查看時(shí)，無法有效地去辨別橡膠襯墊磨損厚度是否達(dá)到2/3這一數(shù)據(jù)。如果將與之對(duì)應(yīng)的繩槽直徑磨損量來進(jìn)行定量分析時(shí)，就會(huì)較為容易進(jìn)行辨識(shí)。建議該礦可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定橡膠襯墊磨損厚度為2/3 時(shí)與之對(duì)應(yīng)的繩槽直徑磨損量數(shù)據(jù)，將這一數(shù)據(jù)確定后，便于設(shè)備維修和管理人員能直觀地進(jìn)行判斷橡膠襯墊是否需要及時(shí)更換。

3.2 對(duì)整體式橡膠襯墊結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)

橡膠襯墊的繩槽直徑、固定方式及下表面輪廓構(gòu)造都對(duì)其性能有著較大的影響。RJHY75-18/2200（A）型猴車采用的整體式橡膠襯墊在設(shè)計(jì)時(shí)就存在一定的缺陷，可以在一定程度上進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

市面上的分體式橡膠襯墊如圖2。該分體式橡膠襯墊的繩槽內(nèi)徑比配套鋼絲繩直徑小約3 mm，抱索器在掛上鋼絲繩后，兩者屬于過盈配合，其接觸面積較大，能承受的下滑力較大。該分體式橡膠襯墊固定方式主要是通過抱索器的兩翼，其約束性較強(qiáng)，不易產(chǎn)生變形，具有好的穩(wěn)定抱索力，能保證繩一直位于襯墊之中，且位置不變。從圖2 中可知，該分體式橡膠襯墊的繩槽具有的兩翼夾角較小，呈現(xiàn)倒V 形，避免鋼絲繩產(chǎn)生脫槽現(xiàn)象。

圖2 分體式橡膠襯墊受力結(jié)構(gòu)示意圖

通過參考上述分體式橡膠襯墊受力結(jié)構(gòu)，對(duì)RJHY75-18/2200（A）型猴車抱索器的整體式橡膠襯墊進(jìn)行以下的改進(jìn)優(yōu)化：調(diào)整其繩槽的直徑小于鋼絲繩直徑，通過試驗(yàn)確定繩槽直徑比配套鋼絲繩直徑小約2.5 mm 較為合適；對(duì)橡膠襯墊下表面的外形構(gòu)造進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，加厚固定邊緣的相應(yīng)區(qū)域，去掉平面區(qū)域，使其整體下表面都呈現(xiàn)倒V；調(diào)整以往的固定螺絲安裝為沉孔安裝，該改進(jìn)措施可以有效地避免鋼絲繩與螺絲尾部產(chǎn)生摩擦。優(yōu)化改進(jìn)示意圖如圖3。改進(jìn)后，裝置的抱緊力得到提高，剛度增強(qiáng)，有效保障了設(shè)備的穩(wěn)定性。

圖3 優(yōu)化改進(jìn)后的整體式橡膠襯墊橫截面示意圖

4 實(shí)踐應(yīng)用效果分析

對(duì)云岡礦井下RJHY75-18/2200（A）型猴車的抱索器裝置進(jìn)行以上優(yōu)化改進(jìn)后，投入到了實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中。改進(jìn)后的RJHY75-18/2200（A）型猴車整體運(yùn)行正常，抱索器無脫繩現(xiàn)象發(fā)生，裝置運(yùn)行的安全性和可靠性大大增強(qiáng)，有效提高了設(shè)備運(yùn)行的工作效率。本次對(duì)于RJHY75-18/2200（A）型猴車抱索器裝置的改造項(xiàng)目是合理的，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全、經(jīng)濟(jì)效益。