梁楠楠 郭濤

摘 要：文章設(shè)計應(yīng)用了改進的火車自動掛鉤裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，徹底解決了煤礦摘掛鉤過程中由于人員誤操作導(dǎo)致一系列事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：煤礦；平板車；連接裝置；摘掛鉤

中圖分類號：TU195 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0050-02

根據(jù)煤礦井下正在使用中平板車連接裝置狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有連接裝置存在裝鉤摘鉤困難、耗時長、整體重量偏大和不安全等缺點。尤其裝鉤摘鉤耗時較長，現(xiàn)場工人以砸脫/砸入柱銷耗費較大的體力，嚴(yán)重影響貨物裝載及輸送的效率，在物流高峰時段有可能造成現(xiàn)場運輸?shù)膿矶?。另外，現(xiàn)有連接設(shè)備在車對車聯(lián)接時，需要人工校正，反復(fù)確定兩車距離后才能確保車輛順利對接，對運輸效率以及人員安全都有一定程度的影響。

1 原摘掛鉤環(huán)節(jié)存在的問題

就目前的使用情況而言，采用柱銷與車體的過渡配合達到板車水平轉(zhuǎn)向的效果，也只能是權(quán)宜之策。在頻繁使用車輛的情況下，柱銷與車輛的聯(lián)接處會因負載轉(zhuǎn)向產(chǎn)生較大的磨損，從而需要加大備件量及損耗件的機加工，提升了運營的成本。

針對連接裝置的自動鎖死以及水平豎直轉(zhuǎn)向自由度這兩個有待解決的問題，達到降低車對車對接用時、減少現(xiàn)場工人體力勞動、杜絕安全隱患、降低備件消耗的目的。設(shè)計應(yīng)用了改進的火車自動掛鉤裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，徹底解決了煤礦摘掛鉤過程中由于人員誤操作導(dǎo)致的一系列事故的發(fā)生。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理

2.1 火車自動掛鉤裝置工作原理

火車自動掛鉤的作用原理：掛環(huán)克服鉸接在掛鉤上的拉簧做功，掛鉤繞固定點轉(zhuǎn)動，掛鉤張開，掛環(huán)套入掛鉤，在拉簧作用下掛環(huán)鎖入掛鉤內(nèi)。發(fā)明火車自動掛鉤的美國人哈姆爾特 ·詹內(nèi)從兩手的手指可以相互鉤住中得到啟發(fā)而發(fā)明了現(xiàn)在的鉸接自動掛鉤，又叫“詹氏鉤”。這種掛鉤用鐵鑄造，像兩只手，安裝在每節(jié)車廂的兩端?！拌F手”的掌心有個機關(guān)，兩只“鐵手”一碰，撞動了機關(guān)，就緊緊地握在一起了。要想分開，就啟動另外的機關(guān)，兩只“鐵手”就分開了。火車自動掛鉤的發(fā)明，使鐵路工人從繁重的勞作中解放出來，使鐵路運輸既安全又方便。

2.2 摩托車與后車廂連接機構(gòu)

一種摩托車與后車廂連接機構(gòu)，由左、右連接板與牽引平叉、牽引連接板、拖拉連接器、制動連接板、制動拉桿、制動軸、后制動拉桿依次連接；弧形牽引杠連接車架與牽引裝置連接架，其下端連接架與車軸安全拉并連在車軸上。在牽引平叉的前部位連接防脫鉤拉簧連接車架，在牽引平叉的后端連接兩棵平行簧，再連接在弧形牽引杠和車架與牽引裝置連接架的連接處。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、連接靈活、安全可靠及有自動剎車功能。

2.3 平板車自動摘掛鉤裝置

基于上述連接形式設(shè)計的平板車摘掛鉤裝置將采用“握手”模式。新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，牽引力大，較現(xiàn)有的連接裝置更便于操作，爬坡與轉(zhuǎn)彎角度要更大，對接能自動找正。

3 技術(shù)要求

載重150 T的牽引要求，適用爬坡坡角-22 ？觷～13 ？觷（可調(diào)，可以通過控制定位銷長度調(diào)節(jié)），轉(zhuǎn)向角度0～8 ？觷（轉(zhuǎn)向角度可根據(jù)具體要求在生產(chǎn)中調(diào)整，極限可以達到90 ？觷）。

①連接裝置水平轉(zhuǎn)向能力滿足現(xiàn)場重載轉(zhuǎn)向角度要求。

②連接裝置豎直轉(zhuǎn)向能力滿足現(xiàn)場重載轉(zhuǎn)向角度要求。

③現(xiàn)場重載要求下連接裝置連接安全可靠。

④車對車聯(lián)接時連接裝置自動對正鎖死。

⑤連接裝置進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化及輕量化。

4 裝置優(yōu)點

就使用環(huán)境而言，該機構(gòu)可以有效實現(xiàn)連接裝置的功能，在惡劣現(xiàn)場環(huán)境下，即粉塵、油漬、銹蝕、長期磨損對機構(gòu)精度不構(gòu)成重大影響，可以方便的使用備件進行替換。零件使用時間相比于現(xiàn)有設(shè)備有較大的延長，系統(tǒng)應(yīng)力布局也有一定的優(yōu)化，可有效延長核心負載件的疲勞時限。

就加工難度而言，該設(shè)計的加工要求稍高于現(xiàn)有設(shè)備，但總體加工難度不高，涉及到的鑄造、機加工（含車、銑、刨、鉆）以及熱處理均沒有過高要求。所選公差配合多為農(nóng)機標(biāo)準(zhǔn)，大大降低了加工成本，同時也是出于對現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣（露天，礦山環(huán)境）的考慮。

同時滿足了以下四項要求：

①可以保證車輛在極限載重情況下實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)彎爬坡。

②在車輛對接過程中實現(xiàn)自動對正鎖死。

③現(xiàn)場使用時不出現(xiàn)轉(zhuǎn)角死區(qū)及損壞結(jié)構(gòu)的應(yīng)力峰值。

④對接及摘鉤時方便快捷無需工人進行重體力操作。

5 技術(shù)關(guān)鍵點

①萬向節(jié)結(jié)構(gòu)保證轉(zhuǎn)向靈活。

②坡口對接槽保證對接可以在一定范圍誤差內(nèi)自行校正。

③慣性沖擊重力自鎖死系統(tǒng)保證對接后自動鎖死。

該裝置應(yīng)用在礦山貨場、工礦企業(yè)等有短途物流要求應(yīng)用平板車進行貨物運輸?shù)默F(xiàn)場，能夠有效提高貨物運輸效率，節(jié)約了摘裝鉤時間。

該裝置使用了十字軸萬向節(jié)連接機構(gòu)，可以適用于較寬的車輛轉(zhuǎn)向角和坡角區(qū)間，可以作為通用連接裝置使用（只需要在連接裝置與車輛連接處，設(shè)計幾種不同的接口即可實現(xiàn)）。這樣可以避免針對不同型號的板車設(shè)計多種不同的專用連接裝置，在避免低效率重復(fù)設(shè)計的同時，提高了本裝置的實用性及經(jīng)濟性。

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