一、引言

　　矿山架空乘人装置（猴车）的乘人吊椅与牵引钢丝绳之间的连接装置，统称为猴车索道抱索器。根据抱索器与钢丝绳之间相对运动关系的不同，可将其分为固定式抱索器和活动式抱索器两大类别。
　　固定式抱索器在安装后与钢丝绳保持固定的相对位置，不可在运行中脱开或调整，适用于乘人点集中、站距较短的线路。而活动式抱索器（亦称可摘挂式抱索器）则允许在不停车状态下，于指定的摘挂点处将吊椅与钢丝绳分离或重新连接，使乘人系统具备了更高的运行灵活性和线路适应性。这一技术特征使其在长距离、多站点、变坡频繁的运输线路中获得了广泛应用。
　　二、活动式抱索器的技术定位
　　活动式抱索器的设计初衷，在于解决固定式抱索器在复杂运输条件下的固有局限。当猴车线路长度超过一定范围，或沿途设置多个上下车站点时，固定式抱索器要求乘坐人员在每个站点必须随吊椅通过驱动轮或尾轮进行换向，不仅增加了操作复杂度，也对站内安全区域的空间提出了更高要求。
　　活动式抱索器通过在指定位置实现抱索器与钢丝绳的机械脱开，使吊椅在站点处停止运动，乘员可从容上下，待乘员就位后再将抱索器重新挂接至钢丝绳上继续运行。这一特性使得长距离、多站点的猴车运输系统在工程上具备了可行性。
　　从功能层级来看，活动式抱索器属于连接系统的执行终端，其前端与钢丝绳构成可控制的摩擦耦合，后端与吊椅通过销轴或关节轴承形成铰接连接。其工作状态包含两个阶段：在正常运行阶段，抱索器夹持钢丝绳，功能与固定式抱索器一致；在摘挂操作阶段，抱索器通过机械解锁动作释放钢丝绳，实现吊椅与牵引系统的分离。
　　三、典型结构组成与各部功能
　　活动式抱索器在机械结构上比固定式抱索器更为复杂，其典型结构包含以下几个核心组成部分。
　　钳体总成是抱索器的主体框架，通常采用高强度合金钢锻造或精密铸造工艺制成。钳体分为固定钳口和活动钳口两个部分，两者通过铰接轴连接，构成一个可开合的夹持机构。钳体总成承受来自钢丝绳牵引力和乘员载荷的全部反力，其结构强度直接决定了抱索器的承载上限和安全裕度。
　　衬皮组件安装于钳口内侧，是与钢丝绳直接接触的摩擦元件。衬皮的材料选择与性能参数与固定式抱索器一致，以聚氨酯弹性体为主流。在活动式抱索器中，衬皮还承担着一项额外功能：在反复摘挂操作中，衬皮需承受频繁的摩擦接触与脱离冲击，因此其抗撕裂性能和尺寸稳定性要求更为严格。
　　夹紧力发生机构是活动式抱索器的核心技术特征所在。与固定式抱索器依靠螺栓扭矩产生夹紧力不同，活动式抱索器的夹紧力通常由压缩弹簧组提供。一组螺旋压缩弹簧安装于钳体尾部，其预压缩量决定了初始夹紧力的大小。当抱索器处于夹持状态时，弹簧力通过连杆机构传递至活动钳口，使钳口闭合夹紧钢丝绳。这一弹簧储能方案确保了即使在振动或冲击载荷下，夹紧力仍能维持相对稳定。
　　解锁操纵机构是实现摘挂操作的控制部件。该机构通常包括一个可转动的偏心凸轮或曲柄滑块组件，外部连接一根操纵杆或拉绳。当操作人员拉动操纵杆时，凸轮转动推动活动钳口克服弹簧力张开，钳口间隙增大至超过钢丝绳直径，从而实现抱索器与钢丝绳的脱离。释放操纵杆后，弹簧力自动使钳口复位闭合。
　　防脱安全装置是活动式抱索器的一项强制性安全配置。该装置通常为一个机械锁扣或保险销，当抱索器处于夹持状态时，保险销自动卡入钳体的锁定位，防止因振动或意外触碰导致钳口意外张开。只有在操纵机构被正确操作时，保险销才会先行解锁，随后钳口方可开启。
　　四、工作原理与运动过程
　　活动式抱索器的工作过程可分为夹持运行、摘钩分离和挂接复位三个阶段，各阶段的力学状态与操作动作均有明确的技术要求。
　　夹持运行阶段：抱索器处于常态夹持状态。弹簧组产生的夹紧力经连杆机构放大后作用于活动钳口，使衬皮与钢丝绳之间产生足够的正压力。该正压力与衬皮-钢丝绳摩擦系数的乘积即为可传递的最大静摩擦力。当该摩擦力大于乘员及吊椅在最大坡度条件下产生的重力切向分量时，抱索器即能可靠运行而不打滑。正常运行中，抱索器与钢丝绳之间不存在相对滑动，两者保持同速运动。
　　摘钩分离阶段：当抱索器运行至预设的摘钩点（通常为站点前方的导向轨或脱开装置）时，操作人员拉动解锁操纵杆。该动作首先解除保险销的锁定，随后凸轮机构推动活动钳口张开。钳口张开量需超过钢丝绳直径与衬皮压缩回弹量之和，通常设计为不小于钢丝绳直径的1.2倍。此时抱索器与钢丝绳之间失去正压力，摩擦力归零，吊椅在重力作用下停止前进，沿站内导轨滑行至乘人区域。
　　挂接复位阶段：乘员完成上下后，操作人员将抱索器的钳口对准运行中的钢丝绳，拉动操纵杆使钳口张开，将抱索器从钢丝绳上方或侧方套入，随后释放操纵杆。弹簧力推动活动钳口闭合，衬皮重新贴合钢丝绳表面，保险销自动复位锁紧。此时抱索器重新获得牵引力，吊椅随钢丝绳继续运行。
　　五、摘挂机构的力学设计要点
　　活动式抱索器的设计难点集中体现在摘挂机构的力学平衡上。设计者需要在两个相互矛盾的目标之间寻求解：一方面，运行状态下需要足够大的夹紧力以保证不打滑；另一方面，摘挂操作时需要操作人员能以合理的人力完成解锁和钳口张开动作。
　　这一矛盾的解决依赖杠杆比和凸轮升角的设计优化。弹簧组的预紧力与工作行程通过多级杠杆机构进行变换，在夹持端获得力的放大，而在操纵端获得行程的放大。典型的杠杆比配置使操作力控制在100至200牛顿范围内，即一个成年男性操作人员可以单手完成摘挂动作，同时夹持端的正压力可达数千牛顿量级。
　　凸轮轮廓的几何设计同样关键。凸轮升角在初始段设计为较小角度，以获得较大的机械增益，便于克服弹簧的初始预紧力；在末段升角增大，以快速获得钳口张开所需的大行程。这种变升角凸轮设计实现了“启动轻、终段快”的操作手感。
　　六、运行约束与安装技术要求
　　活动式抱索器的运行性能受多项运行参数的约束，安装和调试阶段需逐一确认。
　　钢丝绳速度匹配：活动式抱索器适用于钢丝绳运行速度不超过每秒1.2米的工况。速度过高时，挂接操作中衬皮与钢丝绳之间的相对冲击速度增大，可能导致衬皮损伤或挂接失败。对于速度更高的线路，需采用固定式抱索器或带有导向辅助的自动挂接装置。
　　线路坡度适应性：活动式抱索器的允许工作坡度通常不超过25度。在更大坡度的区段，重力切向分量接近或超过摩擦力储备上限，存在打溜车的风险。若线路局部坡度超出此限，需在该区段增设中间驱动或改用特殊设计的增摩型抱索器。
　　摘挂点轨道精度：摘挂点处安装的导向轨或脱开轨的标高与中心线位置需与钢丝绳的空间位置保持严格平行，其偏差不得超过每米2毫米。导向轨表面粗糙度不应低于Ra 3.2微米，以保证抱索器进出摘挂点的平顺性，避免卡滞或脱轨。
　　夹紧力定期校验：弹簧组在长期工作后会产生应力松弛，导致夹紧力衰减。设备维护规程要求每三个月使用专用测力计对抱索器夹紧力进行一次抽检测量。测量值低于初始标定值百分之八十五时，需更换弹簧组或调整预紧垫片。
　　七、典型失效模式与安全防护
　　活动式抱索器由于其可动机构较多，失效模式比固定式抱索器更为多样，需建立针对性的检查制度。
　　弹簧疲劳断裂是最严重的一类失效。弹簧在交变应力作用下经历数百万次循环后，可能发生断簧事故。一旦弹簧断裂，夹紧力瞬间消失，抱索器将丧失牵引能力。预防措施为按照弹簧的设计疲劳寿命设定强制更换周期，通常以运行时间为基准，例如每运行5000小时更换全套弹簧。
　　钳口不复位表现为摘钩操作后，释放操纵杆时活动钳口未能闭合。这一故障通常由铰接轴缺油干涩、衬皮过度磨损导致厚度不足、或凸轮工作面磨损产生台阶所致。运行中的后果为挂接后夹紧力不足，产生打滑风险。处理方式为定期润滑铰接点，测量衬皮厚度并按磨损限度更换。
　　保险销失效即保险销卡滞在解锁位无法自动复位，或过度磨损导致锁定间隙增大。前者使抱索器在运行中钳口有意外张开的可能，后者导致运行中钳体存在非正常晃动。两项均为高风险故障，日常点检中需人工拨动保险销检查其动作灵活性。
　　八、技术发展趋势
　　近年来，活动式抱索器在以下几个技术方向上持续演进。
　　自动摘挂技术通过安装固定于站内的气动或电动执行器，取代人工拉拽操纵杆的操作方式。抱索器运行至摘挂点时，站内执行器自动伸出拨叉，完成解锁和钳口张开动作；挂接时执行器反向动作辅助钳口闭合。这一技术消除了操作人员在高频次摘挂作业中的体力消耗，也降低了对操作熟练程度的要求。
　　状态监测技术通过在抱索器钳体上嵌入应变片或接近传感器，实现夹紧力与钳口开度的实时感知。传感器信号经无线方式传输至站内接收端，维护人员可远程监控每台抱索器的工作状态，变定期检修为状态检修。
　　轻量化设计采用钛合金或高强度铝合金替代部分钢制构件，在保证强度前提下降低抱索器自重。自重减轻后，钢丝绳的附加张力减小，对延长钢丝绳和驱动系统寿命均有正面效益。
　　结论：活动式抱索器通过弹簧储能夹紧与凸轮解锁机构的组合设计，实现了抱索器与钢丝绳在运行中可控接合与分离的功能，为长距离、多站点猴车运输系统提供了可行的技术方案。其技术核心在于夹紧力发生机构、解锁操纵机构与防脱安全装置三者的协调配合。正确选型、规范安装与周期性维护，是保证活动式抱索器安全、可靠运行的三项基本前提。
本文转自洛阳桥阳矿山机械有限公司 网址：www.qiaoyangksjx.com