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摘要：弹簧式矿车减速装置的研发和应用，使副井矿车出罐自溜速度快导致的矿车脱轨以及碰头损坏严重的问题得以解决，不仅大幅提升了工作效率，增加了经济效益，而且也提高了掩车工作业时的安全系数。
关键词：弹簧式 矿车减速装置 研制 应用
1 弹簧式矿车减速装置研制前状况
中马村矿副井担负着全矿各类车辆及人员的提升，上、下井口采用一侧进车另一侧出车的方式装卸罐笼内的车辆。卸出罐笼内矿车时采用推车机作动力将矿车推出另一侧摇台，由于摇台与出车端轨道产生的高差和出车端轨道本身的坡度，矿车出罐笼后为自溜状态沿轨道运行至车场。副井口西门和副井底西门均为出车端，由于出罐矿车的自溜速度快，出罐矿车相互碰撞，使得矿车碰头缓冲装置损坏比较严重，还有可能出现矿车掉道的现象。为了控制出罐矿车自溜速度、保护碰头，防止因自溜速度快导致矿车掉道问题的发生，每个小班在副井底西门安排两个把钩工负责用打眼器或撒砂方式进行掩车，以减缓矿车自溜速度，为此，每天增加人员6名，不仅造成人力资源的占用，而且，由于把钩工跟随车辆进行掩车，增加了职工的体力消耗，同时也对掩车人员的安全造成威胁。
对中马村矿副井底西门矿车出罐自溜速度过快，造成矿车碰头损坏、矿车掉道、占用人力资源及造成掩车人员安全隐患的情况进行观察、统计、研究。
矿车自溜速度的原因分析：
主要原因是摇台与轨道的高差和出车端轨道坡度，摇台进出车侧轨面高差？芨500mm，出车端至车场轨道坡度？芏5‰。
矿车碰头损坏统计：
2012年度损坏矿车碰头350个，价值10万元。
副井底西门运搬工区每个小班增加2名掩车工：
每天占用2×3=6人。
由于矿车运行速度过快，矿车掉道可能危及掩车人员人身安全，虽未出现对人身的伤害，但存在安全隐患。
2 弹簧式矿车减速裝置研制
通过对副井底西门矿车出罐自溜速度快的原因分析，针对造成矿车碰头损坏、矿车掉道及对掩车人员带来的安全威胁的现状，解决矿车自溜运行速度过快问题的方法有两种： 一是重新调速摇台和出车端轨道坡度，达到减缓矿车出罐自溜速度的目的；二是研制一套可以自动减缓矿车自溜速度的装置。若采用调整摇台和出车端轨道坡度办法。就要对井下摇台和总计200m轨道进行重新安装改造，还要涉及对副井提升系统的调整，不仅严重影响副井的运行安全，而且投入多、作业量大，作业进度大受影响，仅凭现有施工条件无法改进。单位借助自行设计的弹簧式矿车减速装置来解决这一问题，技术应用简单，造价低廉，且保留了原有的生产系统。目前，业界通常采用抱闸的方式（即对矿车轮毂踏面进行机械摩擦）来控制矿车自溜速度，由于受抱闸机构的限制，只有车轮外露的车辆才可应用该技术措施，而像机车、平板车等车轮不外露的车型就无法采用这种限速装置。因此，如何达到既能快速控制矿车自溜速度，又能使各种车辆均适用，采用对车轮轮毂内侧面进行机械阻尼摩擦，增加矿车运行阻力的技术，减缓矿车自溜速度，将弹簧装置安装在原有轨道的内侧高于轨面的位置，此种技术能够适用于各种车辆，适合矿井生产实际。
3 弹簧式矿车减速装置的构造和工作原理
弹簧式气动式弹簧式矿车减速装置（图1）长500mm，宽300mm，重10kg，由固定底板“2”、摩擦板“4”、压力弹簧“5”等几部分组成。缓冲体使用10mm的钢板与摩擦皮和压力弹簧加工制成，该装置借助车轮大轴和摩擦板之间产生的摩擦力来限制矿车运行速度，达到良好的限度效果的同时，也能避免矿车脱轨。这种借助压力弹簧来减缓矿车自溜速度的限速装置可适用于多种矿用车型。此外，该装置装设、拆卸简便，可广泛应用在煤矿生产中。
1.38kg/m道轨；2.固定底板；3.压盖螺栓；4.摩擦板；5.压力弹簧
图1 弹簧式矿车减速装置示意图
这套装置运用对矿车大轴和弹簧板之间制造运行阻力的方法对矿车自溜速度进行自动限速。当矿车运行至减速路段，借助固定压板将缓冲装置固定在道轨上。矿车运行至此，摩擦板和矿车大轴产生摩擦力，由此来限制矿车运行速度。
4 弹簧式矿车减速装置工业性试验
试验区段环境情况
将装置装设在距出车端摇台15m的副井底西门。
区段内轨道
轨型：38kg/m，其中摇台轨型38kg/m；区段轨道坡度：8‰；摇台高度于轨面的高差：600mm。
出罐矿车参数
矿车型号：MGC1.1-6；自重：720kg；满载矸石车重量：2200kg；满载煤车总重：1660kg。
弹簧式矿车减速装置技术参数
外形尺寸：长500mm；宽300mm；重10kg。
试验参数实测结果
满载时矿车总重2200kg；缓冲装置前端矿车时速达到11m/s，后端矿车时速达到6m/s。矿车满载时自溜速度很大，通过限速装置时速度减缓，该装置有效减缓了矿车运行速度。
5 弹簧式矿车减速装置关键技术及创新点
采用弹簧式摩擦板与矿车大轴的机械摩擦装置，增大矿车自溜阻力，从而达到限速的目的。该限速装置的技术原理突破了原有通过摩擦车轮踏面的技术研究，通过优化缓冲体来提高限速装置的适应性。
弹簧式摩擦板采用可调节方式，以调整摩擦板与大轴的间隙，可根据不同车辆的装载情况进行调节，来减少摩擦力，确保车辆顺利减速通过，以免矿车经过缓冲装置时，因摩擦力过大而导致矿车停止运行。
采用可拆卸式的装设方式，提高装置的机动性，如遇突发情况可及时拆卸，以免装置被损坏。
6 弹簧式矿车减速装置推广使用价值
弹簧式矿车减速装置在技术上，能够产生摩擦阻力，实现了自动减缓矿车自溜速度，解决了矿车出罐自溜速度快造成的矿车碰头损坏；经济上，该装置在利用现有矿用材料只需购置部分配件，总投入不超过1000元，而年节约碰头价值10万多元；此外，这套装置技术原理简单，便于拆卸，维护费用低，采用弹簧作为装置的动力源，无需电力，无需人工操作，不产生废物、污物，低噪音，消除了因人工掩车带来的安全隐患，具有较高的可靠性；取消了现场把钩工掩车作业，节约了人力资源，提高了工作效率，具有可观的经济效益和良好的安全效益。此装置可以在副井口出车端、底罐笼出车端、各斜巷下车场坡度较大地点推广使用。
参考文献：
[1]矿车减速器[J].煤矿安全，1978（02）.
[2]王兰，杨承涛.减速装置的动力学建模及应用研究[J].机械制造与自动化，2013（01）.
[3]叶俊之.采煤机牵引部液压伺服系统中机械减速装置的主要参数确定[J].煤矿机械，1988（05）.
关键词：弹簧式 矿车减速装置 研制 应用
1 弹簧式矿车减速装置研制前状况
中马村矿副井担负着全矿各类车辆及人员的提升，上、下井口采用一侧进车另一侧出车的方式装卸罐笼内的车辆。卸出罐笼内矿车时采用推车机作动力将矿车推出另一侧摇台，由于摇台与出车端轨道产生的高差和出车端轨道本身的坡度，矿车出罐笼后为自溜状态沿轨道运行至车场。副井口西门和副井底西门均为出车端，由于出罐矿车的自溜速度快，出罐矿车相互碰撞，使得矿车碰头缓冲装置损坏比较严重，还有可能出现矿车掉道的现象。为了控制出罐矿车自溜速度、保护碰头，防止因自溜速度快导致矿车掉道问题的发生，每个小班在副井底西门安排两个把钩工负责用打眼器或撒砂方式进行掩车，以减缓矿车自溜速度，为此，每天增加人员6名，不仅造成人力资源的占用，而且，由于把钩工跟随车辆进行掩车，增加了职工的体力消耗，同时也对掩车人员的安全造成威胁。
对中马村矿副井底西门矿车出罐自溜速度过快，造成矿车碰头损坏、矿车掉道、占用人力资源及造成掩车人员安全隐患的情况进行观察、统计、研究。
矿车自溜速度的原因分析：
主要原因是摇台与轨道的高差和出车端轨道坡度，摇台进出车侧轨面高差？芨500mm，出车端至车场轨道坡度？芏5‰。
矿车碰头损坏统计：
2012年度损坏矿车碰头350个，价值10万元。
副井底西门运搬工区每个小班增加2名掩车工：
每天占用2×3=6人。
由于矿车运行速度过快，矿车掉道可能危及掩车人员人身安全，虽未出现对人身的伤害，但存在安全隐患。
2 弹簧式矿车减速裝置研制
通过对副井底西门矿车出罐自溜速度快的原因分析，针对造成矿车碰头损坏、矿车掉道及对掩车人员带来的安全威胁的现状，解决矿车自溜运行速度过快问题的方法有两种： 一是重新调速摇台和出车端轨道坡度，达到减缓矿车出罐自溜速度的目的；二是研制一套可以自动减缓矿车自溜速度的装置。若采用调整摇台和出车端轨道坡度办法。就要对井下摇台和总计200m轨道进行重新安装改造，还要涉及对副井提升系统的调整，不仅严重影响副井的运行安全，而且投入多、作业量大，作业进度大受影响，仅凭现有施工条件无法改进。单位借助自行设计的弹簧式矿车减速装置来解决这一问题，技术应用简单，造价低廉，且保留了原有的生产系统。目前，业界通常采用抱闸的方式（即对矿车轮毂踏面进行机械摩擦）来控制矿车自溜速度，由于受抱闸机构的限制，只有车轮外露的车辆才可应用该技术措施，而像机车、平板车等车轮不外露的车型就无法采用这种限速装置。因此，如何达到既能快速控制矿车自溜速度，又能使各种车辆均适用，采用对车轮轮毂内侧面进行机械阻尼摩擦，增加矿车运行阻力的技术，减缓矿车自溜速度，将弹簧装置安装在原有轨道的内侧高于轨面的位置，此种技术能够适用于各种车辆，适合矿井生产实际。
3 弹簧式矿车减速装置的构造和工作原理
弹簧式气动式弹簧式矿车减速装置（图1）长500mm，宽300mm，重10kg，由固定底板“2”、摩擦板“4”、压力弹簧“5”等几部分组成。缓冲体使用10mm的钢板与摩擦皮和压力弹簧加工制成，该装置借助车轮大轴和摩擦板之间产生的摩擦力来限制矿车运行速度，达到良好的限度效果的同时，也能避免矿车脱轨。这种借助压力弹簧来减缓矿车自溜速度的限速装置可适用于多种矿用车型。此外，该装置装设、拆卸简便，可广泛应用在煤矿生产中。
1.38kg/m道轨；2.固定底板；3.压盖螺栓；4.摩擦板；5.压力弹簧
图1 弹簧式矿车减速装置示意图
这套装置运用对矿车大轴和弹簧板之间制造运行阻力的方法对矿车自溜速度进行自动限速。当矿车运行至减速路段，借助固定压板将缓冲装置固定在道轨上。矿车运行至此，摩擦板和矿车大轴产生摩擦力，由此来限制矿车运行速度。
4 弹簧式矿车减速装置工业性试验
试验区段环境情况
将装置装设在距出车端摇台15m的副井底西门。
区段内轨道
轨型：38kg/m，其中摇台轨型38kg/m；区段轨道坡度：8‰；摇台高度于轨面的高差：600mm。
出罐矿车参数
矿车型号：MGC1.1-6；自重：720kg；满载矸石车重量：2200kg；满载煤车总重：1660kg。
弹簧式矿车减速装置技术参数
外形尺寸：长500mm；宽300mm；重10kg。
试验参数实测结果
满载时矿车总重2200kg；缓冲装置前端矿车时速达到11m/s，后端矿车时速达到6m/s。矿车满载时自溜速度很大，通过限速装置时速度减缓，该装置有效减缓了矿车运行速度。
5 弹簧式矿车减速装置关键技术及创新点
采用弹簧式摩擦板与矿车大轴的机械摩擦装置，增大矿车自溜阻力，从而达到限速的目的。该限速装置的技术原理突破了原有通过摩擦车轮踏面的技术研究，通过优化缓冲体来提高限速装置的适应性。
弹簧式摩擦板采用可调节方式，以调整摩擦板与大轴的间隙，可根据不同车辆的装载情况进行调节，来减少摩擦力，确保车辆顺利减速通过，以免矿车经过缓冲装置时，因摩擦力过大而导致矿车停止运行。
采用可拆卸式的装设方式，提高装置的机动性，如遇突发情况可及时拆卸，以免装置被损坏。
6 弹簧式矿车减速装置推广使用价值
弹簧式矿车减速装置在技术上，能够产生摩擦阻力，实现了自动减缓矿车自溜速度，解决了矿车出罐自溜速度快造成的矿车碰头损坏；经济上，该装置在利用现有矿用材料只需购置部分配件，总投入不超过1000元，而年节约碰头价值10万多元；此外，这套装置技术原理简单，便于拆卸，维护费用低，采用弹簧作为装置的动力源，无需电力，无需人工操作，不产生废物、污物，低噪音，消除了因人工掩车带来的安全隐患，具有较高的可靠性；取消了现场把钩工掩车作业，节约了人力资源，提高了工作效率，具有可观的经济效益和良好的安全效益。此装置可以在副井口出车端、底罐笼出车端、各斜巷下车场坡度较大地点推广使用。
参考文献：
[1]矿车减速器[J].煤矿安全，1978（02）.
[2]王兰，杨承涛.减速装置的动力学建模及应用研究[J].机械制造与自动化，2013（01）.
[3]叶俊之.采煤机牵引部液压伺服系统中机械减速装置的主要参数确定[J].煤矿机械，1988（05）.