斜井跑车防护装置能量计算

题目: 斜井常闭式防跑车系统的设计院系专业: 机械工程及自动化姓名: 唐晓燕指导老师: 韩振铎完成时间: -11-23目录一设计任务书...............................第 3 页二摘要.....................................第 4 页三防跑车机构的组成.........................第 5 页四挡车栏的设计计算.........................第 7 页五防跑车的电气控制. (14)六端面摩擦缓冲器的设计 (15)1、钢丝绳及压绳板的选择计算 (19)2、卷筒的设计计算 (21)3、摩擦片的设计计算 (24)4、制动片的计算 (27)5、轴套的计算 (28)6、轴的计算 (31)7、调力螺母的计算························第32页8、 支座 (33)七 设计心得.................................第36页 八 参考文献 (37)一 设计任务书题目: 防跑车装置的设计1、 设计条件1) 机器功用 针对斜井跑车事故的防护装置, 当矿车跑车时, 使挡车栏实现可靠拦截, 避免事故的发生。

2) 工作情况 常闭式 3) 运行要求 可靠性较高 4) 生产批量小批生产 5) 生产厂型 小型机械厂 2、 原始数据发生跑车时的冲击能量E=1610 J 矿井原始参数斜井跑车的自然条件设定:α斜井倾斜度设定为︒≤30斜井跑车的总质量:串车规定最多为6辆, 每辆满载时的质量位Kg, 总质量为1 kg。

变坡点与挡车栏的距离设定为30m。

绞车最大提升速度为2.8m/s。

1.概述根据《煤矿安全规程》第三百七十条规定，开发研制出ZDC30-1.35型斜井跑车防护装置，使用于斜井矿车的跑车防护，该装置为常闭型。

用途：当斜井矿车发生跑车时，对发生跑车的矿车进行拦截以免发生事故。

使用范围：本装置可在煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有倾角在30°以下的单轨或双轨提升运输或倾斜巷中使用。

型号意义：Z DC 30—1.35额定抗冲击能量（MJ）最大倾斜角（°）跑车防护挡车装置2．特点ZDC30—1.35型斜井跑车防护装置，电气系统主要由PLC控制器、PLC控制器隔离板、电源变压器、接触器、三相电机和编码器等组成，电机保护由过热继电器来完成。

其中PLC控制器是系统的控制核心，电源变压器是将交流电压变换成PLC控制器所能接受的正常工作电压。

三相电机将完成车挡的提升和放下操作。

提升绞车的正反转由电控箱的接触器控制。

3．系统工作原理当矿车下行时，矿车下行到挡车栏上方的指定位置时，旋转脉冲编码器把信号传递到电控箱的PLC控制器，PLC控制器接到来自编码器的信号进行检测，检测矿车运行位置是否准确，运行到指定位置时挡车栏打开（脱钩矿车超速下行时挡车栏不动作等待拦截）当矿车下行到挡车栏下方的指定位置时挡车栏关闭。

当矿车上行到挡车栏下方的指定位置时挡车栏打开，矿车上行到挡车栏上方的指定位置时挡车栏关闭。

4．功能1）采用日本三菱PLC控制和旋转脉冲编码器定位，使时间的测量达到1ms、位置测量到1.0cm的精度，提高了系统控制的准确度；2）本系统可与绞车连锁，功能强大、控制方便；3）航载机着陆的柔性减速器缓冲器设计，技术领先，吸能量大，使矿车的损伤程度降低到了最低；4）PLC系统具有自检功能，故障、跑车报警等功能，对各部件的工作情况进行巡检，特别是对拦车网（车挡）的位置自检，最大限度的避免了系统的误动作，对于跑车脱轨能有效的拦截；5）监控功能：矿车下行到挡车栏下方时，矿车正常运行，挡车栏提起同时绿灯亮，如矿车发生跑车，挡车栏不提起，当矿车碰到挡车网时红灯亮同时有铃声报警，矿车上行到挡车栏下方时，挡车栏提起同时绿灯亮。

2．跑车防护装置
副斜井井口设平车场，井口车场为两股道，一股重车道，一股空车道。

为防止跑车事故的发生，在上部平车场入口设置能够控制车辆进入摘挂钩地点的阻车器1台。

在下井矿车道的井口变坡点处设置阻车器1台，防止下行矿车自行滑入井筒发生跑车事故。

在井底车场处设置阻车器1台，防止车辆误入非运行车场或区段。

在井筒内设置ZDC30-7.0型斜井防跑车装置10套。

则每套跑车防护装置可控制的距离：L=(E-0.5mV02)/mg(sinα-ωcosα) 其中: E-串车动能，E=7.0×106J
α-井筒倾角，α=25°
ω-串车运行阻力系数，ω=0.02
经计算：L=81.9m。

井筒斜长828m,防跑车装置10套，可满足要求。

在变坡点下略大于1列车长度的地点，设置能够防止未连接的车辆继续往下跑的挡车栏，其测速范围0－9.0m/s，监控距离＞100m，系统动作时间≤1.6s，防止发生跑车事故，上述挡车装置经常关闭，放车时方准打开。

巷道内安设能将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。

防跑车装置为常闭式轨道斜巷跑车防护装置，型号为ZDC30-7.0（该装置包含挡车栏）。

其中在距巷道上部平车场约35m处安设一套，在距巷道底部变坡点约73m处安设一套。

中间每隔80m安装一套，该装置平时为常闭状态，当绞车启动正常运行时，矿车达到设定位置，挡车栏自动升起，矿车通过后，挡车栏自动下落。

当矿车溜车或运行过程中矿车与提升机转动系统失去同步，车虽跑至挡车栏而实际监测钩头未到，常闭挡车栏起作用挡住跑车。

ZDC30-2.2跑车防护装置
设
计
计
算
书
挡车栏安装距离计算（坡长380m，坡
度23°，4道网）
根据缓冲吸能器所承受最大冲击能量，挡车栏距离95时，初速度为0，挡车栏安装在倾角23°时，求：（1）挡车栏设计最大允许冲击能量是多少？（2）矿井最大运载承载件的重量是多少？（3）结论本挡车栏是否满足本矿井使用？
解：根据已知条件得E=1/2*m*v*v=mgL sinαcosα=2004256.8J≈2MJ <2.2MJ
挡车栏安装位置根据公式mg=E/L(sinα－ 0. 06cosα)，
m=2004256.8/95*9.8*(sin23°－ 0. 06cos23°)
＝6529kg≈6.5T
注：1、m为运动物体重量（Kg）
2、E 为缓冲器承受的冲击能量（其中E=2.2MJ取得国家煤安证时所能承受的最大能量值，适合坡度5°——30°）
3、α为斜井或斜巷的倾角（23°）
4、L为挡车栏间的距离（其中L=95m）
5、v为矿车运载物料最大速度（v=3m/s）
结论：（1）挡车栏设计最大允许冲击能量是2.0MJ，（2）矿井最大运载承载件的重量是 6.5T,（3）结论本挡车栏最大允许冲击能量是2.0MJ<设计最大允许冲击能量2.2MJ，所以满足本矿井使用。

斜井防跑车装置和跑车防护装置的管理规定为了保证斜井提升安全、减少和杜绝跑车事故，公司要求在斜井轨道运输管理中要贯彻“以防为主，防挡并重，管理与装备并重”的原则。

根据《煤矿安全规程》和山西省《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》（2012年版），并结合我矿实际情况，制定了本管理规定和管理标准。

本《规定和标准》对防跑车和跑车防护装置提出了基本要求，各单位要认真执行，不断总结经验，以进一步完善本管理规定和管理标准。

一、管理规定1、必须按《煤矿安全规程》（2011版）第370条安装防跑车装置和跑车防护装置。

2、安装前必须将《安装方案》报送公司机电部，经审核后方可实施。

3、选用防跑车装置和跑车防护装置，应由专业设计部门设计并制作和安装。

产品必须符合MT 933－2005《跑车防护装置技术条件》。

4、任何一种新型的挡车装置，或是一种挡车装置在使用条件（巷道倾角、提升串车数、装设距离等）有改变者，均必须在进行试验后，方可正式投入使用。

试验条件必须符合实际情况。

5、凡装设有防跑车装置和跑车防护装置的矿井，必须坚持使用，不得以任何借口，弃之不用或随意拆除。

6、各车场把钩工交接班时，要对所管辖的挡车装置的运行情况进行交接，对出现故障或隐患，未消除之前，把钩工不得发提升信号，并报告主管部门，立即处理，合格后方可进行提升。

7、必须坚持“四检”制度（班检、日检、旬检、月检）。

8、要有完善的管理制度、岗位责任制、操作规程等。

9、要对使用者进行设备的结构、原理、维护、操作等知识进行培训，并有培训记录和考核成绩。

10、要有完善的技术档案。

二、管理标准制定依据：1、《煤矿安全规程》（2011版）2、山西省《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》（2012年版）3、MT933－2005《跑车防护装置技术条件》。

二、主斜井跑车防护装置及车场信号装置1、主斜井井筒及井口房布置主斜井设有检修轨道，选用30kg/m钢轨，600mm轨距系统。

在主斜井井筒内设有斜井防跑车装置四套，以防矿车断绳或脱钩等跑车事故的发生。

满足《煤矿安全规程》第370条的要求。

在井口竖曲线段设有φ200托绳轮，在井筒内每隔15m安设地辊，起托绳作用。

2、主斜井防跑车装置选型（1）、原始参数①、主斜井井筒坡度：21°；②、最大件（含平板车）总质量：3000kg；③、巷道总长（斜长）：710m；④、矿车最大运行速度：1.885m/s；（2）、跑车防护装置设计说明：根据有关统计数据，大多数的跑车现象发生在井口，因此井口挡车栏应保证对跑车事故的绝对拦截，即跑车拦截能量不超过挡车栏的最大抗冲击能量，ZDC30/2.2型单挡车栏最大抗冲击能量为3.5MJ，因此应确保跑车拦截能量在3.5MJ以内。

对于斜巷内发生的跑车事故，应确保挡车装置将矿车拦截掉道，以避免矿车沿轨道继续下跑，对井底车场人员、旁边的设备等造成损害和人身伤害。

井筒内安设ZDC30/2.2型防跑车装置，其最大抗冲击能量为3.5MJ。

（3）、跑车防护装置计算①、巷道最大倾角：巷道倾角α=21°；②、巷道的总长度为710m；③、按实际运量计算，最大件质量取3000kg；④、斜井提升矿车运行速度：v0=1.885m/s；跑车防护装置能量计算：E1= mg(sinα-μcosα)L1+1/2mv02其中：E1—挡车栏的抗冲击能，E1=2.2×106J；(额定抗冲击能量)Emax=3.5×106J；(最大抗冲击能量)m—总质量，m=3000kg；v0—大件下放初始速度，v0=1.885m/s；g—重力加速度，取g=9.8m/s2；μ—大件运行阻力系数，根据MT933-2005，取μ=0.02；α—斜坡轨道倾角，α=21°；L1—挡车距离；将相关数据带入公式，得出L1=257m（E=2.2×106J），设计选挡车栏距离为180m，小于挡车栏额定抗冲击能量所允许的范围257m。

ZDC30-1.5型斜井跑车防护装置
ZDC30-1.5型斜井跑车防护装置主要是依据《煤矿安全规程》和MT933-2005标准要求研制开发的，是斜井巷道轨道运输防止发生跑车的主要拦截设备。

ZDC30-1.5型斜井跑车防护装置主要由挡车栏、收放绞车、电控箱、旋转脉冲编码器、信号指示装置等几部分组成，采用的是常闭形式，即平时挡车栏是关闭的，当矿车正常通过时挡车拦打开，矿车通过后挡车栏自动关闭，而矿车发生跑车时，矿车虽然跑到挡车栏位置，但电控箱还未发生指令，挡车栏不打开，有效地将发生跑车的矿车拦截。

ZDC30-1.5型斜井跑车防护装置采用的进口旋转脉冲编码器及PLC控制器装置，大大提高了产品的可靠性，对于一条斜井的数套跑车防护装置采用集中控制的方案，并与绞车、阻车器等设备进行了有效的联锁，进一步提高了斜井矿车运行的安全性能，最大程度的减轻由于跑车给斜井巷道带来的损害。

该系统还可以进行测量、记忆、远距离传输等功能，可显示矿车运行距离及每次挡车栏打开、关闭的时间，并将数据通过互联网传输到本公司，使本公司可以远程对设备进行日常维护及故障诊断，其技术处于国内领先水平。

主要技术参数：
斜井倾角：≤30度控制电源电压：AC127V 绞车电压：A660V
绞车功率：1.5KW 抗冲击能量：1.5*106J
系统动作时间：≤ 3s 车位检测精度：≤0.1m。

矿井跑车防护装置挡数计算矿井跑车是用于矿井运输工作的一种特殊设备，其运行过程中需要安装防护装置来保护人员和设备的安全。

防护装置的挡数计算是为了确定在运行过程中所需的防护装置的数量。

矿井跑车的防护装置可以包括防护罩、防护网、防护栏杆等。

这些装置的数量需要根据具体的矿井跑车的尺寸、负载要求以及运行环境等因素来进行计算。

下面将对其中的几个重要因素进行详细介绍：1.尺寸：矿井跑车的尺寸是决定防护装置数量的重要因素之一、一般来说，矿井跑车的尺寸越大，需要的防护装置数量也越多，以确保整个设备的安全。

2.负载要求：矿井跑车在运输过程中需要承载一定的负载。

负载要求越高，则需要的防护装置数量也越多，以确保负载的稳定和安全。

3.运行环境：不同的矿井跑车运行环境可能存在不同的安全风险，例如：有可能存在坍塌风险、有害气体泄漏风险等。

在计算防护装置的数量时，需要根据具体的运行环境做出相应的安全措施，增加或减少相应的防护装置。

在计算矿井跑车防护装置的数量时，可以按照以下步骤进行：1.确定矿井跑车的尺寸：测量矿井跑车的长度、宽度和高度等参数。

2.确定负载要求：根据实际需求，确定矿井跑车需要承载的负载大小。

3.评估运行环境：对矿井跑车的运行环境进行评估，确定其中存在的安全风险，并考虑相应的防护装置来应对这些风险。

4.根据以上数据计算：根据矿井跑车的尺寸、负载要求和运行环境等数据，结合相关的安全标准和规范，计算所需的防护装置数量。

需要特别指出的是，在计算防护装置的数量时，还需要根据相关的法律法规以及行业标准和规范进行合理的约束，以确保矿井跑车的安全性能符合要求。

总之，矿井跑车防护装置的挡数计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素的综合影响。

通过准确的尺寸测量、负载要求和运行环境评估，结合相关的安全标准和规范，可以计算出合理的防护装置数量，确保矿井跑车的安全运行。

矿山斜井跑车防护装置挡车网及缓冲器试验分析研究郭 鑫，曾怀灵，王西涛（长沙矿山研究院有限责任公司，湖南　长沙　４１００１２）摘 要：针对矿山斜井运输事故频发的现状，介绍了跑车防护装置的系统组成及功能，分析了挡车网及缓冲器的工作原理，并对两台缓冲器的缓冲力进行了实验室试验，并对其试验数据进行了分析。

最后分析了最大挡车距离的计算方法。

关键词：矿山斜井；跑车防护装置；缓冲器；试验分析中图分类号：ＴＤ５５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）２０－０２５０－２Research on the Blocking and Energy Buffer of Inclined Lane Car Protection Device in Coal MineGUO Xin, ZENG Huai-ling, WANG Xi-tao（Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｏ，　Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００１２，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｒｅｑｕｅｎｔ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ　ｉｎ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｓｈａｆｔ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｐｏｒｔｓ　ｃａｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，Ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　Ｂｌｏｃｋｉｎｇ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｂｕｆｆｅｒ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，Ｔｈｅ　ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｅｎｅｒｇｙ　Ｂｕｆｆｅｒｓ　ｉｓ　ｔｅｓｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｂｌｏｃｋｉｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Keywords:　Ｍｉｎｅ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｓｈａｆｔ；Ｌａｎｅ　Ｃａｒ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ；Ｅｎｅｒｇｙ　Ｂｕｆｆｅｒ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ａｎａｌｙｚｅ矿山斜井提升运输系统担负着矿山升降人员、提升矿石、运输材料和设备的重要任务，它是联系井上和井下的咽喉。

斜井防跑车装置的设计计算
和嫣梅
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】2003()10
【摘要】通过对斜井跑车的运动学、动力学以及对挡车栏强度的分析,给出了斜井防跑车装置的设计计算公式(跑车速度计算、挡车栏动作指令提前量的确定、跑车作用于挡车栏上的冲击力、挡车栏的速度计算),为更进一步了解防跑车装置的设计规律作了一些探讨。

【总页数】3页(P1-3)
【关键词】斜井跑车;运动学;动力学;挡车栏强度;设计
【作者】和嫣梅
【作者单位】中煤国际工程集团重庆设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TD55
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5.煤矿斜井提升跑车事故及防跑车装置的研究 [J], 李华
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斜巷跑车防护装置技术说明斜巷跑车防护装置是煤矿斜井提升运输的重要安全设备，安装在煤矿井下斜巷内，采用位置传感器与绞车同步运行的控制信号，使挡车网处于“常闭式”防护状态，如因断绳、脱钩等原因而发生的跑车，可采用航空缓冲吸能器来实现有效拦截。

（一）位置传感器采集信号根据2007年国家安标中心有关规定，“常闭式”跑车防护装置应采用位置传感器（接近开关、轴编码器等）作为传感元件，并根据用户的实际情况，在绞车深度指示器、绞车输出轴、绞车滚筒等处选择合适的一处进行安装。

（二）“常闭”式防护功能在无矿车通过时，跑车防护装置的挡车网在“常闭”状态，使整个运输巷道处于封闭状态，在有矿车通过并接近挡车网时，挡车网提起，矿车经过后，挡车网落下，再次进入“常闭”状态。

（三）“缓冲”式拦截功能当发生跑车、脱钩现象时，矿车撞及拦车网并随车下行，将矿车具有的动能逐渐转化成航空式缓冲吸能机构的热能，使矿车减速以至最后停下来，实现缓冲拦截，将矿车的损伤程度降到最低。

（四）跑车报警及故障报警并于绞车联锁。

本设备自身设有多重监测回路，在发生跑车或设备自身出现故障时，监测回路将此情况输出至声光状态报警显示器及电铃，巷道变坡点或绞车房等处迅速发出声光报警信号，通知有关人员采取相应的措施。

同时，可根据矿方用户需求，设计为与绞车联锁式，确保提升系统的安全。

（五）运行人车提升机构锁定及保护功能拥有电动、气动两种动力的提升机构供用户选择，提升机构将挡车网提起后可实现可靠锁定。

提升机构设有提升保险，保证发生跑车后固定在巷道顶板的提升机构不受损坏。

（六）系统测试、手动、自动转换功能在过人车或检修人员通过等情况时，按动提升按钮，挡车栏提起并锁在“常开”状态，人车通过后，按动降落按钮，挡车栏落下，并再次进入位置传感器控制的“常闭”状态。

（七）反向自动迫开功能反向抛开功能，当矿车从下往上提升时，如有意外情况发生，挡车栏没有提起或没有提升到位，我们公司从挡车栏的反面设计了一个滑管，矿车就会在滑管的作用下顺利通过挡车栏，这样就避免了事故的发生。

引言在我国煤矿生产中,一个非常重要的环节就是运输工作,而井下串车提升是煤矿生产的重要组成部分,担负矿井除人员外的材料、设备及矸石等的升降任务。

而斜巷跑车是矿井中危害较为严重的多发型事故,轻者损坏巷道支护、电缆及管道等,重者会危及提升设备和人身安全,并造成矿井停产。

1兰花百盛矿井副斜井概述山西兰花百盛煤业有限公司设计生产能力为0.9M t /年。

兰花百盛矿井副斜井下属低瓦斯矿井,无煤尘爆炸危险,属易自燃煤层,工作环境一般。

该矿井副斜井是进风井,井筒斜长308.486m ,包括井筒与井口连接处设7°坡并有对称道岔,7°坡长度为20.15m ,井筒倾角为22°,长度为288.366m ,井筒中部有甩车场。

副斜井中矿井材料、设备及矸石等的升降任务以单钩串车提升方式完成,每钩提3辆一吨固定矿车,长材和大件则用平板车运送。

副斜井提升绞车为J K -2.5/31.5型单滚筒提升绞车,提矸石时,3辆1t 固定矿车组列,矿车和矸石总重为7.23t 考虑,升降最重件时,平板车和设备总重为20t 。

矿车规格尺寸:1t 固定矿车为2m ×0.88m ×1.15m ;最大重件高为2.05m ,宽为1.5m 。

铺轨型号和轨距:30kg/m 轻轨,600m m 轨距,最大提升速度为3.03m /s 。

为了保证副斜井提升系统的设备安全,避免在副斜井井筒中发生跑车事故,并满足2016年版《煤矿安全规程》第387条规定的要求,在倾斜井巷内安设能够阻止运行中断绳、脱钩的车辆发生跑车的防护装置。

斜井跑车防护装置主要用于斜井井筒内,当发生跑车或矿车脱钩现象时,矿车撞击挡车栏随车下行,将矿车具有的动能逐渐转化成缓冲机构的热能,使矿车减速直到最后停下来,实现缓冲拦截,将矿车和斜井井筒设备的损坏程度降到最低。

2副斜井跑车防护装置的布置分析对于副斜井井筒内发生的跑车事故,应确保挡车装置将其拦截掉,以避免矿车沿轨道继续下跑,对井筒内设备和井底车场人员造成人身伤害。

题目：斜井常闭式防跑车系统的设计院系专业：机械工程及自动化姓名：唐晓燕指导老师：韩振铎完成时间：2007-11-23目录一设计任务书...............................第 3 页二摘要.....................................第 4 页三防跑车机构的组成.........................第 5 页四挡车栏的设计计算.........................第 7 页五防跑车的电气控制. (14)六端面摩擦缓冲器的设计 (15)1、钢丝绳及压绳板的选择计算 (19)2、卷筒的设计计算 (21)3、摩擦片的设计计算 (24)4、制动片的计算 (27)5、轴套的计算 (28)6、轴的计算 (31)7、调力螺母的计算 (32)8、支座 (33)七设计心得 (36)八参考文献 (37)一设计任务书题目：防跑车装置的设计1、设计条件1）机器功用针对斜井跑车事故的防护装置，当矿车跑车时，使挡车栏实现可靠拦截，避免事故的发生。

2）工作情况常闭式3）运行要求可靠性较高4）生产批量小批生产5）生产厂型小型机械厂2、原始数据发生跑车时的冲击能量E=16⨯J10矿井原始参数斜井跑车的自然条件设定：α斜井倾斜度设定为︒≤30斜井跑车的总质量：串车规定最多为6辆，每辆满载时的质量位2000Kg，总质量为12000kg。

变坡点与挡车栏的距离设定为30m。

绞车最大提升速度为2.8m/s。

3、设计内容1）总体结构2）缓冲器各部分结构组成3）系统图、安装图、零件图总量为零号图纸二摘要矿井轨道运输是煤矿生产的重要组成部分，高效的运输系统对于煤矿安全生产具有重要意义。

据统计运输事故是仅次于顶板事故的第二大事故，其中串车运行中因断绳、脱销、连接装置断裂等原因造成串车与主提升钢丝绳脱离跑车事故占运输事故的22.1%，因此对煤矿斜井跑车事故进行有效的预防十分必要。

斜井跑车防护装置能量计算摘要：针对煤矿斜井运输中发生的跑车事故，分析了跑车事故发生时产生的冲击能量，对跑车防护装置吸收冲击能量的能力做出了分析计算，对煤矿跑车防护装置的选型计算有一定的指导意义。

关键词：跑车防护装置；斜井；能量计算斜井运输是煤矿运输的重要环节，斜井跑车事故是较为常见事故，一旦发生钢丝绳断绳或脱钩等跑车事故，就可能造成设备损坏、中断斜井运输等经济损失，严重时还可能造成人员伤亡。

《煤矿安全规程》第三百七十条明确规定：“倾斜井巷内使用串车提升时必须遵守下列规定：（一）在倾斜井巷内安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。

……”目前，煤矿使用的跑车防护装置种类较多，本文主要针对目前应用比较广泛的柔性跑车防护装置吸收冲击能量的大小做出分析计算1、防护装置的形式柔性跑车防护装置为常闭型，该装置一般由PLC控制器、传感器、吸能器、执行机构及挡车栏等组成。

原理图如下所示：正常情况下跑车防护装置为常闭状态。

①当矿车下行时，前后轮经过“SA”传感器，“SA”感应到两个信号经PLC判定为矿车正常行驶速度时，PLC将发出命令让执行机构将挡车栏提升，让矿车通过。

当矿车下行越过传感器“SC”后，传感器“SC”将发出矿车下行通过挡车栏信号,PLC控制器将控制电机反转进行下放挡车栏。

②当矿车上行经过轨道传感器“SC”时，轨道传感器“SC”将发出矿车上行通过信号，PLC电控箱控制上提挡车栏，让矿车通过。

当矿车上行越过传感器“SA”后，传感器“SA”将发出矿车上行通过挡车栏信号,PLC控制器将控制电机反转进行下放挡车栏。

③若矿车速度超出正常运行速度时，PLC不动作，挡车栏保持放下的位置即常闭状态，对矿车有效拦住，保障了巷道下部设备和人员的安全2、跑车防护装置吸收能量计算跑车防护装置吸收能量计算跑车防护装置吸收能量计算跑车防护装置吸收能量计算现结合上述跑车防护装置，对其吸收冲击能量的分析计算如下：根据能量守恒定律，矿车在井筒内任意一点发生跑车事故，到矿车被跑车防护装置拦下所发生的能量变化为：矿车在发生跑车事故点的动能（即矿车正常下放的最大动能）与矿车被拦下，所经过斜坡长度矿车势能减少的和应该等于矿车在轨道上摩擦损失的能量与跑车防护装置吸收能量的和，公式如下：1/2mv2+mgLsinα＝E+mgLcosα……………………………………⑴式中：L——从跑车开始到矿车被挡车栏拦住所经过斜坡长度单位：m m——发生跑车的矿车或串车质量单位：kgE——跑车防护装置吸收能量单位：J α——斜坡轨道的倾角单位：°μ——矿车或串车运行阻力系数取μ=0.015 g——重力加速度取g=9.8m/s2v——矿车最大运行速度单位：m/s 假设某井筒倾角α＝25°；矿车正常运行最大速度为v＝5 m/s；提升串车为1.1m3 600轨距固定式矿车（质量为：610kg）5辆，则串车装满矸石总质量约为m＝1.6×1.1×5＝11850kg，由于断绳而发生跑车时经过的斜坡长度为L＝100m。

ZDC30-2.2型斜巷跑车防护装置使用说明书一、概述在矿井运输中，斜巷运输占有极其重要的位置，斜巷多采用串车提升，有的斜巷还兼做行人巷道，因此，斜巷的安全管理尤为重要。

《煤矿安全规程》370条要求，斜巷内使用串车提升时必须装设常闭斜巷跑车防护装置，该装置是保证斜巷提升安全，防止各类运输事故发生的有力保障。

ZDC30-2.2型矿用斜巷防跑车保护装置是一种常闭式防跑车装置，主要用于煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有在３０度以下的单轨或双轨运输斜巷中。

该装置由主控柜<含电控箱及信号箱）、控制开关、收放绞车、柔性挡车栏、传感器组成。

采用可编程控制器PLC控制，使用光电编码器测量位移和速度，具有测量精度高、安全可靠等特点。

挡车栏提升方式采用电机驱动。

当矿车正常通过时，挡车栏自动升起，矿车通过后，挡车栏自动下落。

平时处于常闭状态。

当矿车超速<跑车、溜车）时，挡车栏对矿车进行可靠的阻拦，避免事故的发生。

该装置采用了现场总线通讯技术，对于多挡控制具有很高的可靠性和灵活性，大大减少了布线电缆。

该装置为斜巷跑车保护提供了全面的解决方案。

二、型号意义Z DC 30 _ 2.2吸收能量斜巷坡度跑车防护挡车装置三、适用范围及环境条件3.1适用范围：本产品安装于煤矿倾角不大于30°的巷道，用于断绳、脱钩情况下跑车的防护。

3.2环境条件a）环境温度：0℃～40℃；b）大气压力：86kPa～106kPa；c）环境相对湿度：不大于95%<+25℃）；d）无淋水、积水的场所；e）无腐蚀性介质；四、系统原理框图：五、主要参数1、电源电压：AC127V 、 660V /380V2、本安输出电压：ＤＣ１２Ｖ3、本安输出电流：DC 550mA4、提升方式：单轨或双轨5、挡车制动距离：0.3～10m6.、提升机功率：1.5KW7、最大提升重量： 200Kg8、车位检测精度：小于或等于0.1m9、工作方式：常闭式；10、额定抗冲击能量：2.2×106J11、最大抗冲击能量：4.0×106J六、系统工作原理ZDC30-2.2跑车防护装置系统采用日本松下FP-X系列可编程控制器作为控制核心，光电编码器作为测距传感器。

伊犁永宁煤业化工有限公司副井道下山跑车防护装置设计书
二〇一二年八月十日
副井轨道下山跑车防护装置设计书
一、副井轨道下山概述：
副井轨道下山斜长150m，倾角 24°41' ，上平台安装一台安装一台JK-2×1.5E型单筒缠绕式提升机，提升最大串车数量3辆、最大提升重量为7t，在巷道内设一套ZDC30-2.2型防跑车装置。

运送矸石、材料时，挡车护栏处于常闭状态，当车辆正常运行至挡车护栏时，挡车护栏抬起，车辆通过后护栏恢复常闭状态。

当出现断绳、脱钩等跑车事故时，挡车护栏可有效阻挡下滑的矿车，保证生产安全，减小事故损失。

二、ZDC30-2.2型防跑车装置适用范围：
1、用于煤矿倾角≤30°的巷道，用于断绳、脱钩情况下跑车的防护。

2、环境条件
（1）环境温度：0℃～40℃；
（2）大气压力：86kPa～106kPa；
（3）环境相对湿度：不大于95%（+25℃）；
（4）无淋水、积水的场所；
（5）无腐蚀性介质；
（6）电器部分可用于甲烷混合物及煤尘爆炸危险的环境中，挡车拦只能用于非甲烷混合物及煤尘爆炸危险的环境中。

三、跑车防护装置技术参数
（1）控制箱电源电压：AC 127V
（2）控制箱输出电压：DC 12V/24V。

ZDC30-1.5跑车防护装置设计计算书泰安科力发矿山机械有限公司一、巷道最大倾角： 巷道最大倾角α=30°。

二、挡车栏的抗冲击能量：本装置采用一组吸能器（两个）来实现对串车的拦截，单个吸能器缓冲力f 为75KN ，f 合=2f=2×75KN=150KN ，最大缓冲距离S=10米，则挡车栏的抗冲击能量E =f 合×S=150KN ×10m=1.5×106J 。

三、串车总质量：1吨型矿车，按提运砂石料计算，单车总重量为2500kg ，本挡车装置设计阻挡四节满载1吨型矿车，则串车总质量m=2500×4=10000kg 。

四、最高矿车运行速度：v=5m/s 。

五、挡车距离：１、若跑车下放初速度V 0=0m/s 时，根据下面公式计算挡车距离(m)如下表示，适用于变坡点下第一档的位置。

α（0） m （103kg ）12151820302.5 367.4734E597.5981E403.7221E156.8034E736.11931E5 734.9468E178.11972E806.14442E313.16068E471.23863E7.5 102.14203E267.17958E209.21664E469.24102E207.35795E10486.18937E388.23926E612.28885E624.32136E944.47726E把E =1.5 106 J 代入上表，可得到上述各种情况下允许的最大挡距离L max(m)。

α（0）m（103kg）12 15 18 20302.5 317 251 208 187 1265 158 125 104 93 637.5 106 84 69 62 4210 79 63 52 47 31２、若跑车下放初速度V0≠0m/s时，根据如下公式进行计算挡车距离(m)如下表示，适用于变坡点下第二档以下的位置（下表是按V0＝5m/s 的计算结果，可参考）α（0）m（103kg）12 15 18 20 302.5 310 246 203 183 1235 152 120 100 89 607.5 99 78 65 58 3910 73 57 48 43 30式中：E: 挡车栏最大抗冲击能量值 1.5MJ；M: 串车的总质量10000kg；μ: 串车运行阻力摩擦系数，根据MT933-2005取0.015；α: 巷道的坡度；g: 重力加速度，取9.8m/s2；V0 :跑车的运行初速度。