气动式风门联动阻车器在单轨吊系统中的应用

吴亚雷

（山西寿阳段王集团友众煤业，山西 寿阳 045400）

单轨吊运输辅助系统是一种新型的矿用安全辅助运输设备，具有安全性、便捷性、平稳性、对巷道环境要求低而受到煤炭企业的广泛欢迎。实际运输工作中，单轨吊机车因自身刹车故障、吊轨潮湿、操作人员精力不集中等引起单轨吊机车撞击风门事故时有发生，为了解决这一难题，本文针对气动式风门联动阻车器在单轨吊系统中的应用为研究对象，对其进行详细的介绍与阐述。

1 单轨吊机车技术特性简介

山西段王集团友众煤业有限公司现投入单轨吊机车5部。具体参数如下表1所示。

表1 单轨吊机车参数

2 矿井风门技术特性简介

在矿井通风系统中风门主要作用是改变风向、控制风量。主要轨道巷中要求风门的设计必须在符合运输条件的基础上再进一步有效控制风门的可靠性。友众煤业井下风门主要采用木质包铁皮风门，为满足机车运行，风门高度一般为2.3m，门框宽度为2m。单个风门由两扇门组成，单独行人时，只需开启一扇门通过，机车运行时，两扇门必须全部打开。风门开启方式全部为手动式人工开启。

3 气动式风门联动阻车器技术设计

3.1 研究方法和技术路线

由于单轨吊机车吊轨悬空，驾驶室同机车最前端盲区较大，操作人员精力不集中等各种原因致使单轨吊车脱轨和撞门事故时有发生。要想实现单轨吊风门联动，首先必须在吊轨上设置阻车器，然后进一步研究如何使用风门有效地控制阻车器，实现联动控制，即只有两扇门全部打开后，单轨吊阻车器才能打开，机车方可顺利通过。针对这一思路，分别尝试了使用油丝绳将风门同单轨吊阻车器联动控制和使用滚轮式气控阀、气缸将风门同单轨吊阻车器联动控制两种方式。经过多次试验证明，后者效果最佳。

气动式风门联动阻车器由三部分组成，控制部分主要有滚轮式气控阀，联动部分主要有气线、气缸，阻车部分主要有单轨吊阻车器。

3.2 机械设计

气动式风门联动阻车器主要设计内容如下：用20mm厚铁板按设计图纸加工单轨吊阻车器，该阻车器由挡爪、限位板、固定板、连接孔组成。首先将阻车器固定板、气缸底座按规定距离焊接至吊轨上平面，将阻车器同固定板使用销子装配，挡爪重力下垂。将气缸拉杆同阻车器连接孔使用销子连接装配，气缸底座同吊轨上面铰接连接。然后在非行人通过门扇的门框处安装滚轮式气动控制阀，非行人通过门扇关闭时，在门扇的压力下滚轮式气控阀行程弹簧压缩，此时气控阀处于常闭状态。最后使用气线将滚轮式气控阀同主管路、气缸连接，并调试。

3.3 控制设计

该装置主要应用门扇关闭的压力来压缩或释放滚轮式气控阀的行程弹簧，实现滚轮式气控阀的启闭控制，从而利用滚轮式气控阀控制气缸拉杆伸缩来达到吊轨阻车器的控制，该装置动力源为风门自身，动力介质为压缩气体。

4 气动式风门联动阻车器的工作原理及优点分析

4.1 工作原理

风门通过行人和通过机车两种情况，在通过行人的门扇设置闭锁杆，只有通过行人的门扇开启后，非行人门扇才能打开。

气动式风门联动阻车器的工作原理：（1）通过行人时，只需打开通过行人的门扇，单轨吊阻车器不动作（如图1a）；（2）通过机车时，首先打开通过行人的门扇，然后打开非行人通过的门扇，两扇门全部打开后，滚轮式气控阀行程弹簧释放，在滚轮式气控阀的控制下气缸拉杆带动阻车器敞开，机车方可通过风门（如图1b）；（3）机车通过后，关闭两扇门，滚轮式气控阀行程弹簧在门扇关闭压力下压缩，滚轮式气控阀闭合，气缸拉杆动作，使阻车器复位。

图1 气动式风门联动阻车器示意图

4.2 优点分析

气动式风门联动阻车器在单轨吊系统中具体优点如下：

（1）从根本上杜绝了因单轨吊机车故障失控或操作人员精力不集中造成的单轨吊机车撞击风门事件的发生，避免了因风流短路造成的事故隐患，保证了风门的使用寿命，减少了风门维修工作量。

（2）该装置主要使用非行人通过的门扇关闭时的压力来控制单轨吊阻车器，只有两扇门同时打开，阻车器才动作。气缸、滚轮式气控阀均属于短时间动作，故该装置具有使用寿命长、维护工作量小的特点。

（3）该装置使用矿井压风主管路中的压缩气体为介质，不需要外接电源，避免了电气失爆、电源外接等电气安全事故的发生，在瓦斯矿井中具有很强的适用性。

5 结束语

山西段王集团友众煤业公司气动式风门联动阻车器的成功应用解决了单轨吊机车撞击风门事件的发生。经过长时间的观察，该装置运行可靠，保证了矿井单轨吊机车运输安全和通风系统安全。