猴车抱索器脱绳问题分析及改进措施研究

庞 勇

（同煤集团云冈矿，山西 大同 037017）

1 项目概况

云冈矿井下辅动系统主要使用RJHY75-18/2200（A）型猴车，属于可摘挂片瓦式，依靠衬垫的摩擦力来抱紧钢丝绳，但是抱索器不能对钢丝绳产生作用，因此导致其可靠性和使用寿命降低。从近年来的实践情况来看，猴车抱索器主要存在座椅抱索器不牢靠、托绳轮位置发生改变、钢丝绳磨损快、吊桶基座不牢固等问题，这导致猴车在运行过程中存在安全问题。本文针对RJHY75-18/2200（A）型猴车抱索器脱绳问题的原因进行分析总结，并提出了相应的优化改进措施。

2 猴车抱索器脱绳原因分析

2.1 橡胶衬垫磨损导致脱绳问题

RJHY75-18/2200（A）型猴车采用瓦片式抱索器，该瓦片式抱索器主要是依靠橡胶衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来抱紧钢丝绳。摩擦力的大小是与橡胶衬垫和钢丝绳之间的接触面积成正线性关系的，在猴车工作一定年限后，其橡胶衬垫会受到一定程度磨损，此时橡胶衬垫与钢丝绳之间的接触面积会越来越小，从而产生的摩擦力也越来越小，到达一定程度后摩擦力已无法消除设备重力的水平分量和负载惯性，由此会出现抱索器的打滑现象或是脱绳现象。

2.2 抱索器变形导致脱绳问题

RJHY75-18/2200（A）型猴车的抱索器材料主要是采用的冲压件，冲压件抱索器的钢板较薄，设备使用过程中因受力会出现较大变形，最为常见的是其轴承支架发生变形。发生变形后的抱索器在通过运行轨道时，容易发生脱轨事故。有时顺利地通过了轨道，也无法正常正确地进行落绳，存在严重的安全隐患，导致安全事故的发生。

2.3 橡胶衬垫绳槽的直径因素

测量可知，整体式橡胶衬垫绳槽直径比配套钢丝绳直径大约1 mm，从而导致钢丝绳与橡胶衬垫之间是间隙配合，钢丝绳只在橡胶衬垫槽顶部区域进行接触，从而接触面积较小。该整体式橡胶衬垫结构的设计能承载的下滑力不大，容易造成脱绳问题的发生。

2.4 橡胶衬垫的固定方式因素分析

在猴车运行过程中，抱索器挂在钢丝绳上时，钢丝绳会与橡胶衬垫之间产生作用力与反作用力。从当型号猴车结构可知，橡胶衬垫背后是抱索器的钢架，橡胶衬垫在绳槽两侧进行固定，发生形变时橡胶衬垫只能向其前方无约束处伸展。当橡胶衬垫在固定时有较多的约束时，就能够承载较大的变形力，具有较高的稳定性。RJHY75-18/2200（A）型猴车的抱索器采用的是整体式橡胶衬垫，该整体式橡胶衬垫主要通过4 个螺钉在衬垫的边缘较薄处与抱索器进行固定，对橡胶衬垫的约束力较小，极易产生变形。同时整体式橡胶衬垫的刚度一般，在受力后容易发生形变，造成钢丝绳脱绳。

2.5 橡胶衬垫的下表面轮廓因素分析

抱索器工作时出现震动，致使出现脱绳问题，在橡胶衬垫下表面都会设计倒V 形结构，可以在一定程度上实现钢丝绳的自动复位。RJHY75-18/2200（A）型猴车抱索器采用的是整体式橡胶衬垫，其位置处于绳槽的两翼呈平面形，直到边缘固定螺丝以外才出现倒V 形（如图1），该设计不利于钢丝绳的归槽，因此当钢丝绳发生脱绳问题后，及时实现钢丝绳的自动复位效果不佳。

图1 整体式橡胶衬垫受力结构示意图

2.6 抱索器的悬臂轴发生卡死现象导致脱绳

抱索器挂在钢丝绳上面，其承载力主要借助于安装在外侧的悬臂轴承载。在工作过程中，该悬臂轴会因为各种影响产生悬臂轴润滑不理想或是有变形情况发生，悬臂轴无法正常工作从而使得轴套的转动运行阻滞，将抱索器挂在钢丝绳上后，无法正常的实现灵活的摆动。当绳索在上坡区域的阶段时，抱索器的两端不能与钢丝绳进行有效的接触，产生脱绳问题，发生安全事故。

3 解决猴车抱索器发生脱绳问题的改进措施

3.1 对橡胶衬垫磨损进行定位定量

对于猴车抱索器而言，橡胶衬垫是关键零部件，其磨损情况直接影响猴车装置能否正常工作。在RJHY75-18/2200（A）型猴车的说明书中，对橡胶衬垫的磨损情况是这样规定的：当橡胶衬垫磨损厚度达到2/3 时，就必须及时更换橡胶衬垫。但是这个规定较为模糊，工作人员在查看时，无法有效地去辨别橡胶衬垫磨损厚度是否达到2/3这一数据。如果将与之对应的绳槽直径磨损量来进行定量分析时，就会较为容易进行辨识。建议该矿可以通过实验测定橡胶衬垫磨损厚度为2/3 时与之对应的绳槽直径磨损量数据，将这一数据确定后，便于设备维修和管理人员能直观地进行判断橡胶衬垫是否需要及时更换。

3.2 对整体式橡胶衬垫结构进行改进

橡胶衬垫的绳槽直径、固定方式及下表面轮廓构造都对其性能有着较大的影响。RJHY75-18/2200（A）型猴车采用的整体式橡胶衬垫在设计时就存在一定的缺陷，可以在一定程度上进行相应的改进。

市面上的分体式橡胶衬垫如图2。该分体式橡胶衬垫的绳槽内径比配套钢丝绳直径小约3 mm，抱索器在挂上钢丝绳后，两者属于过盈配合，其接触面积较大，能承受的下滑力较大。该分体式橡胶衬垫固定方式主要是通过抱索器的两翼，其约束性较强，不易产生变形，具有好的稳定抱索力，能保证绳一直位于衬垫之中，且位置不变。从图2 中可知，该分体式橡胶衬垫的绳槽具有的两翼夹角较小，呈现倒V 形，避免钢丝绳产生脱槽现象。

图2 分体式橡胶衬垫受力结构示意图

通过参考上述分体式橡胶衬垫受力结构，对RJHY75-18/2200（A）型猴车抱索器的整体式橡胶衬垫进行以下的改进优化：调整其绳槽的直径小于钢丝绳直径，通过试验确定绳槽直径比配套钢丝绳直径小约2.5 mm 较为合适；对橡胶衬垫下表面的外形构造进行调整优化，加厚固定边缘的相应区域，去掉平面区域，使其整体下表面都呈现倒V；调整以往的固定螺丝安装为沉孔安装，该改进措施可以有效地避免钢丝绳与螺丝尾部产生摩擦。优化改进示意图如图3。改进后，装置的抱紧力得到提高，刚度增强，有效保障了设备的稳定性。

图3 优化改进后的整体式橡胶衬垫横截面示意图

4 实践应用效果分析

对云冈矿井下RJHY75-18/2200（A）型猴车的抱索器装置进行以上优化改进后，投入到了实践应用当中。改进后的RJHY75-18/2200（A）型猴车整体运行正常，抱索器无脱绳现象发生，装置运行的安全性和可靠性大大增强，有效提高了设备运行的工作效率。本次对于RJHY75-18/2200（A）型猴车抱索器装置的改造项目是合理的，为企业创造了较好的安全、经济效益。