一种超深立井罐道钢丝绳张紧装置及张紧方法

摘要

本发明公开了一种超深立井罐道钢丝绳张紧装置及张紧方法，张紧装置包括上卡绳装置、调绳导向架、下液压锁绳装置和下液压调绳装置；上卡绳装置设有绳卡和压力传感器，调绳导向架包括钢架体、上固定双夹板、配重块和配重钢丝绳，钢架体的导向槽内设有游动双夹板，动双夹板设有绳卡和下导向滑轮，上固定双夹板设有上导向滑轮，配重块设有固紧接头，上卡绳装置、下液压锁绳装置和下液压调绳装置均包括楔形铁块和夹铁，下液压锁绳装置和下液压调绳装置还包括杠杆调楔机构和调楔液压缸，调楔液压缸液压杆与楔形铁块连接，调楔液压缸缸体与夹铁连接。本发明钢丝绳张紧装置及张紧方法可实现超深立井罐道钢丝绳张力的自动调节与控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢丝绳罐道组合张紧装置及张紧方法，尤其适用于超深立井罐道钢 丝绳的张紧，也可用于其他柔性罐道张紧场合。

背景技术

目前我国煤矿提升机提升容器配套的罐道装置主要有刚性组合罐道和钢丝绳罐道 两种，随着煤矿的深部开采，刚性组合罐道由于其投资成本高，建设困难，发生变形后 不易维修等缺点，逐渐被钢丝绳罐道所替代。由于钢丝绳属于柔性材料，钢丝绳罐道的 广泛使用，必定带来了其罐道绳张紧的问题，公知的可以有效为罐道绳提供张紧力的方 式主要有重锤式张紧和液压式张紧。

重锤式张紧多在罐道绳的下部加装配重块，利用配重块的重力为罐道绳提供张紧 力，虽然张紧力较为稳定，但是随着张紧力的提高，重锤体积越来越大，需在井底挖掘 较大水窝以放置重锤，并且重锤容易落入井底水窝，一旦出现问题，不易维修，延误生 产；液压式多在井架上设置液压缸，通过提升卡绳装置为钢丝绳提供张紧力，这种方式 虽然能够较好的调节罐道绳张紧力，但是随着深井开采，装置设置在井上，液压缸既要 承受数千米钢丝绳的重量，又要提供越来越大的张紧力，成本急剧增加，并且液压站较 大的体积，给其布置带来困难。

根据以上分析，现有的张紧装置均不能满足现有及未来的需求。

发明内容

发明目的：鉴于已有技术的不足，本发明目的是提供一种超深立井罐道钢丝绳张 紧装置及张紧方法，实现超深立井罐道钢丝绳张力的自动调节与控制。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种超深立井罐道钢丝绳张紧 装置，包括上卡绳装置、调绳导向架、下液压锁绳装置和下液压调绳装置；所述上卡绳 装置通过对称螺栓组固定在天轮井架上，上卡绳装置的上部安装有绳卡，上卡绳装置的 底部设有压力传感器，所述压力传感器连接控制台；所述调绳导向架包括钢架体，钢架 体的上部焊接有上固定双夹板，固定双夹板上设有上导向滑轮，钢架体的中部开有导向 槽，导向槽内设有可滑动的游动双夹板，所述游动双夹板内设有绳卡，游动双夹板的下 部固定有下导向滑轮，钢架体两侧设有配重块，配重块的下部设有固紧接头，配重钢丝 绳的一端与固紧接头相连，配重钢丝绳的另一端依次穿过配重块、上导向滑轮、下导向 滑轮和绳卡；所述的下液压锁绳装置通过螺栓组固定在调绳导向架的固定双夹板上，所 述下液压调绳装置上部通过螺栓与游动双夹板相连，下液压调绳装置侧面通过螺栓固定 连接板，所述的连接板通过连接螺栓连接有推移板，所述推移板通过螺栓组与方形螺纹 盘上部相连，所述的方形螺纹盘下部开有螺纹孔，并与张紧液压缸液压杆上端螺纹连接， 所述的张紧液压缸底座通过对称螺栓组固定在调绳导向架底座上；所述上卡绳装置、下 液压锁绳装置和下液压调绳装置均包括楔形铁块和夹铁、前夹板和后夹板，所述夹铁通 过螺栓组固定在前夹板和后夹板之间，夹铁开设有与所述楔形铁块相适配的锥形槽，楔 形铁块插入锥形槽内，在楔形铁块与锥形槽的接触面设有滚柱栅架；所述下液压锁绳装 置和下液压调绳装置还包括杠杆调楔机构和调楔液压缸，调楔液压缸的液压杆通过杠杆 调楔机构与楔形铁块连接，调楔液压缸的缸体与夹铁连接；所述张紧液压缸和调楔液压 缸分别连接液压泵站，液压泵站连接控制台。

本发明中，优选的，所述杠杆调楔机构包括杠杆连接板，所述杠杆连接板的两端开 设有滑移槽，所述调楔液压缸设置在下液压锁绳装置和下液压调绳装置的两侧，在夹铁 的两侧设有液压缸双耳环，在夹铁的下部设有夹铁双耳环，在楔形铁块的下部设有楔形 块双耳环，在调楔液压缸的液压杆端部设有螺纹连接头，液压缸双耳环与调楔液压缸的 缸体相连，夹铁双耳环通过销轴与杠杆连接板中部相连，楔形块双耳环通过销轴与杠杆 连接板一端的滑移槽相连，螺纹连接头通过销轴与杠杆连接板另一端的滑移槽相连。

一种上述超深立井罐道钢丝绳张紧装置的钢丝绳张紧方法：在钢丝绳正常工作状 态，上卡绳装置和下液压调绳装置锁紧钢丝绳，下液压锁绳装置松开钢丝绳，由下液压 调绳装置和配重块重力共同提供张紧力，传感器将测得张紧力信号传回控制台，根据测 得的张紧力大小分别进行以下操作：

当张紧力小于设定张紧力的97％时，下液压调绳装置的张紧液压缸的液压杆收缩， 拉紧钢丝绳使张紧力增加，待张紧力达到设定张紧力的97％时停止张紧液压缸动作；当 张紧力大于设定张紧力的103％时，下液压调绳装置的张紧液压缸的液压杆伸长，放松钢 丝绳使张紧力减小，待张紧力达到设定张紧力的103％时停止张紧液压缸动作；当张紧力 大于等于设定张紧力的97％且小于等于设定张紧力的103％时，张紧结束。

本发明中，优选的，张紧液压缸设置有伸缩杆上、下行程控制开关；

当张紧液压缸的液压杆收缩到极限位置时，触发下行程控制开关，下液压锁绳装置 锁紧钢丝绳，下液压调绳装置松开钢丝绳，同时张紧液压缸的液压杆伸长复位，当张紧 液压缸的液压杆伸长到极限位置时，触发上行程控制开关，下液压调绳装置锁紧钢丝绳， 下液压锁绳装置松开钢丝绳，再次进行张紧液压缸动作；

当张紧液压缸的液压杆伸长到极限位置时，触发上行程控制开关，下液压锁绳装置 锁紧钢丝绳，下液压调绳装置松开钢丝绳，同时张紧液压缸的液压杆收缩复位，当张紧 液压缸的液压杆收缩到极限位置时，触发下行程控制开关，下液压调绳装置锁紧钢丝绳， 下液压锁绳装置松开钢丝绳，再次进行张紧液压缸动作。

有益效果：本发明采用钢丝绳罐道井下布置方式，张紧装置不需要承担钢丝绳自重 的额外力，并且采用重锤张紧和液压张紧的组合张紧方式，既节省了空间，又降低了对 液压系统的要求，节约了空间成本，还能够对钢丝绳张紧力进行有效监测、控制、调节。 与现有技术相比：结构简单，性能可靠，成本低，调绳自动化，造价低，具有广泛的实 用性。

附图说明

图1是本发明一种罐道钢丝绳张紧装置立体结构示意图；

图2是本发明一种罐道钢丝绳张紧装置主视图；

图3是本发明一种罐道钢丝绳张紧装置侧视图；

图4是本发明一种罐道钢丝绳张紧装置结构剖视图；

图5是本发明一种罐道钢丝绳张紧装置杠杆机构细节图。

图中：1-钢丝绳；2-上卡绳装置；2-1-绳卡；2-2-楔形铁块；2-3-夹铁；2-4- 滚柱栅架；2-5-对称螺栓组；2-6--螺栓组；2-7-前夹板；2-8-后夹板；3-天轮井 架；4-压力传感器；5-控制台；6-调绳导向架；6-1-固定双夹板；6-2-上导向滑 轮；6-3-钢架体；6-4-配重块；6-5-导向槽；6-6-游动双夹板；6-7-配重钢丝绳； 6-8-绳卡；6-9-下导向滑轮；6-10-固紧接头；7-下液压锁绳装置；7-1-螺栓组；7-2- 液压缸连接耳环；7-3-调楔液压缸；7-4-螺纹连接头；7-5-杠杆调楔机构；7-7-夹 铁双耳环；7-8-楔形块双耳环；8-下液压调绳装置；8-1-螺栓；8-2-连接螺栓；8-3- 推移板；8-4-螺栓组；8-5-方形螺纹盘；8-6-张紧液压缸；8-7-对称螺栓组；9- 连接板；9-1-螺栓；10-1-滑移槽；10-2-销轴；10-3-杠杆连接板；11-液压泵站。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1至4所示，本发明的一种超深立井罐道钢丝绳张紧装置包括上卡绳装置2、 调绳导向架6、下液压锁绳装置7和下液压调绳装置8。

所述上卡绳装置2通过对称螺栓组2-5固定在天轮井架3上，上卡绳装置2的上部 安装有绳卡2-1，上卡绳装置2的底部设有压力传感器4，所述压力传感器4通过无线 信号发射模块连接控制台5，将压力信号传输到控制台5。所述调绳导向架6包括钢架 体6-3，钢架体6-3的上部焊接有固定双夹板6-1，固定双夹板6-1上设有上导向滑轮 6-2，钢架体6-3的中部开有导向槽6-5，导向槽6-5内设有可滑动的游动双夹板6-6， 所述游动双夹板6-6内设有绳卡6-8，游动双夹板6-6的下部固定有下导向滑轮6-9， 钢架体6-3两侧设有配重块6-4，配重块6-4的下部设有固紧接头6-10，配重钢丝绳6-7 的一端与固紧接头6-10相连，配重钢丝绳6-7的另一端依次穿过配重块6-4、上导向滑 轮6-2、下导向滑轮6-9和绳卡6-8。

所述的下液压锁绳装置7通过螺栓组7-1固定在调绳导向架6的固定双夹板6-1上， 所述下液压调绳装置8上部通过螺栓8-1与游动双夹板6-6相连，下液压调绳装置8可 随游动双夹板6-6沿导向槽6-5上下移动。下液压调绳装置8侧面通过螺栓9-1固定连 接板9，所述的连接板9通过连接螺栓8-2连接有推移板8-3，所述推移板8-3通过螺 栓组8-4与方形螺纹盘8-5上部相连，所述的方形螺纹盘8-5下部开有螺纹孔，并与张 紧液压缸8-6液压杆上端螺纹连接，所述的张紧液压缸8-6底座通过对称螺栓组8-7固 定在调绳导向架6底座上。所述上卡绳装置2、下液压锁绳装置7和下液压调绳装置8 均包括两个楔形铁块2-2和夹铁2-3、前夹板2-7和后夹板2-8，所述夹铁2-3通过螺 栓组2-6固定在前夹板2-7和后夹板2-8之间，夹铁2-3开设有与所述楔形铁块2-2相 适配的锥形槽，楔形铁块2-2插入锥形槽内，在楔形铁块2-2与锥形槽的接触面设有滚 柱栅架2-4。所述下液压锁绳装置7和下液压调绳装置8还包括杠杆调楔机构7-5和调 楔液压缸7-3，调楔液压缸7-3的液压杆通过杠杆调楔机构7-5与楔形铁块2-2连接， 调楔液压缸7-3的缸体与夹铁2-3连接；所述张紧液压缸8-6和调楔液压缸7-3分别连 接液压泵站11，液压泵站11连接控制台5。

如图5所示，所述杠杆调楔机构7-5包括杠杆连接板10-3，所述杠杆连接板10-3 的两端开设有滑移槽10-1，所述调楔液压缸7-3设置在下液压锁绳装置7和下液压调绳 装置8的两侧，在夹铁2-3的两侧设有液压缸双耳环7-2，在夹铁2-3的下部设有夹铁 双耳环7-7，在楔形铁块2-2的下部设有楔形块双耳环7-8，在调楔液压缸7-3的液压 杆端部设有螺纹连接头7-4，液压缸双耳环7-2与调楔液压缸7-3的缸体相连，夹铁双 耳环7-7通过销轴10-2与杠杆连接板10-3中部相连，楔形块双耳环7-8通过销轴10-2 与杠杆连接板10-3一端的滑移槽10-1相连，螺纹连接头7-4通过销轴10-2与杠杆连 接板10-3另一端的滑移槽10-1相连。

如图1、2和4所示，在泵站11驱动作用下，控制张紧液压缸8-6的动作，可调节 下液压调绳装置8上下运动。

如图4所示，卡绳装置2、下液压锁绳装置7和下液压调绳装置8均利用楔形自锁 原理，通过楔形铁块2-2锁紧钢丝绳1。当钢丝绳1在张力作用下向上运动时，带动两 个楔形铁块2-2向上运动，楔形铁块2-2在向上运动的过程中，受夹铁2-3锥形槽约束 距离逐渐减小，逐渐增加对钢丝绳1作用力，使钢丝绳1无法挣脱。

如图1、4和5所示，在泵站11驱动作用下，控制调楔液压缸7-3的动作，可调节 楔形铁块2-2松紧从而锁紧或松开钢丝绳1。

本发明超深立井罐道钢丝绳张紧装置的钢丝绳张紧方法如下：在钢丝绳1正常工作 状态，上卡绳装置2和下液压调绳装置8锁紧钢丝绳1，下液压锁绳装置7松开钢丝绳 1，由下液压调绳装置8和配重块6-4重力共同提供张紧力，传感器4将测得张紧力信 号传回控制台5，根据测得的张紧力大小分别进行以下操作：

当张紧力小于设定张紧力的97％时，下液压调绳装置8的张紧液压缸8-6的液压杆 收缩，拉紧钢丝绳1使张紧力增加，待张紧力达到设定张紧力的97％时停止张紧液压缸 8-6动作；当张紧力大于设定张紧力的103％时，下液压调绳装置8的张紧液压缸8-6的 液压杆伸长，放松钢丝绳1使张紧力减小，待张紧力达到设定张紧力的103％时停止张紧 液压缸8-6动作；当张紧力大于等于设定张紧力的97％且小于等于设定张紧力的103％时， 张紧结束。

为了提高液压调绳装置8对钢丝绳1张紧力的调节范围，防止张紧液压缸8-6的液 压杆动作到极限位置时张紧力仍未能达到要求，张紧液压缸8-6设置有伸缩杆上、下行 程控制开关。

当张紧液压缸8-6的液压杆收缩到极限位置时，触发下行程控制开关，下液压锁绳 装置7锁紧钢丝绳，下液压调绳装置8松开钢丝绳1，同时张紧液压缸8-6的液压杆伸 长复位，当张紧液压缸8-6的液压杆伸长到极限位置时，触发上行程控制开关，下液压 调绳装置8锁紧钢丝绳1，下液压锁绳装置7松开钢丝绳，再次进行张紧液压缸8-6动 作。

当张紧液压缸8-6的液压杆伸长到极限位置时，触发上行程控制开关，下液压锁绳 装置7锁紧钢丝绳，下液压调绳装置8松开钢丝绳1，同时张紧液压缸8-6的液压杆收 缩复位，当张紧液压缸8-6的液压杆收缩到极限位置时，触发下行程控制开关，下液压 调绳装置8锁紧钢丝绳1，下液压锁绳装置7松开钢丝绳，再次进行张紧液压缸8-6动 作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。