摘要：本文指出了平煤一矿原有人工扳道器在使用中存在的问题和使用气动自动道岔扳道器的原因；阐述了气动自动道岔扳道器的结构、主要技术经济指标、工作原理。实践证明，该装置突破了以往手动重锤式扳道器的落后模式，利用井下压风管路作为动力源，实现了就地控制，控制阀安装在摘挂钩工便于操作的地点，不需要工人往复路程搬动道岔，对于提高煤矿生产效率和安全生产水平具有非常重要的意义。
关键词：扳道器 气动 道岔 轨道 矿井
平煤一矿是一座年生产能力为400万吨的大型现代化矿井，矿井轨道运输分为三个水平，其中各采区的主要运输线路长度为15600米，沿线道岔62付。原来使用的重锤式人工扳道器故障率高、维修量大、搬道速度慢、沉重费力、道岔尖轨密贴不好、操作不便，易引起车辆掉道现象，尤其在人工扳道岔往复行走过程中易造成职工违章行为，也易造成人身伤害事故；而近年在主要运输大巷使用的司控道岔由于结构复杂、价格昂贵、需要开凿硐室、维护量大， 难以在各采区得到广泛推广使用。我们在各采区运输线路道岔上采用自制的气动扳道器后，有效地解决了上述问题。
1 设计依据
气压传动是一种动力传动形式，也是一种能量转换装置，它利用气体的压力来传递能量，与机械传动相比有很多优点，所以近十几年来发展速度很快。气压传动的动力传递介质是来自于取之不尽的空气，环境污染小，工程实现容易，所以气压传动较液压传动来说，更易于推广普及实现工业自动化的应用技术。新研制的气动扳道器利用气动原理，使用煤矿现有压风系统风源作为动力，带动气缸往复工作实现道岔离合。
2 结构及工作原理
2.1 结构及功能
气动扳道器主要包括五个部分：风源及管路、三位四通阀、气缸、联动杆、道岔。打开三位四通阀门4，压缩空气从主压风管路1经过单向阀2和高压管3进入三位四通阀4，然后经高压管5进入气缸6，通过活塞杆7的伸缩运动带动联动杆8，最终推动道岔9转辙。机构组成图如图1所示。
各部件在整个机构中的功能：①风源及管路为风动道岔提供稳定动力，风源压力保证在0.4MPa以上；②三位四通阀控制气缸往复运动，使道岔移动到合适位置；③气缸为风动道岔的执行机构；④联动杆为气缸与道岔连接装置；⑤道岔为矿车运行方向的引导装置。
2.2 工作原理
工作原理如下：打开控制阀，压缩空气通过高压管从气缸活塞的上端进入，推动活塞向前运动，活塞带动连杆将道岔拉起合实，即可以安全行车；反之，关闭控制阀，则道岔张开。
3 技术指标
道岔分为单开、对称和渡线3种，质量在300kg-2500kg
之间，要推动其转辙，需要的工作推力只要克服与地面的摩擦力即可，大约在500N-1000N之间，为保证其可靠动作，取1000N作为工作推力计算。
选择适合的气缸，在压缩空气的作用下要能完全推动道岔。考虑到井下环境狭窄，选择体积小、行程必须达到道岔转辙行程（即80-110mm）的活动轴。
4 安装与使用
4.1 安装调试
在道岔接近风源一侧挖500×300×250基础坑，四周用水泥打平，在远离道岔的方向预埋固定气缸吊耳的固定件；然后将气缸吊耳安装在固定件上，用联动杆将气缸活塞杆与道岔横杆连接；最后再用高压管接三位四通阀到气缸上；用10mm厚钢板将基础坑盖住，以保护气缸。连接现场外接气源，气路连接应保证无泄漏。
三位四通阀经风管分别接通大巷风管和气缸，缸体必须可靠的固定在轨道一侧，严防松动，不得妨碍车辆驶过。联动杆长度要合适，与缸体和轨道的焊接牢固，能承受车辆的剧烈冲击。
4.2 操作使用
①本设备接通气源前，先检查道岔滑床板有无东西，若有必须清理干净；②扭动三位四通阀手把60°气缸推动道岔，道尖合拢，矿车按道岔引导方向运行。往回扭动三位四通阀手把60°气缸拉动道岔，道尖复位。
4.3 使用注意事项
①首先要保证气源气压稳定，保证在0.4MPa以上；②操作二位四通阀时，道岔上严禁站人；③道岔滑床板要经常润滑，以减小气缸运行阻力。
4.4 维护与保养
气动扳道器如果不注意维护保养工作，就会过早损坏或频繁发生故障，使装置的使用寿命大大降低，在对装置进行维护保养时，应针对发现的事故苗头，及时采取措施，这样可减少和防止故障的发生，延长元件和系统的使用寿命。其主要内容是：仔细检查各处泄露情况，紧固松动的螺钉和管接头，检查阀门切换动作的可靠性，检查气缸活塞杆的质量以及一切从外部能够检查的内容。维护工作可以分为经常性的维护工作和定期的维护工作。维护工作应有记录，以利于今后的故障诊断和处理。
5 应用效果
①该装置采用气动机构，尖轨易保持恒定侧压力，尖轨密贴性能和挤岔保护性能好，可有效解决车辆通过道岔时发生窜车及掉道现象；②该装置结构简单、体积小、重量轻、安装方便、维修量小、动作可靠，是一种经济实惠、性能优良的道岔控制器；③该装置的使用，解决了传统人工扳道岔的困难，极大地减轻了职工的工作强度，并有效地避免作业人员在人工扳道岔往复行走过程中易造成人身伤害事故，进一步提高了作业人员的安全系数；④该装置自投入使用以来，不仅有效地提高了职工的工时利用率，而且还大大提高了车辆的运输效率，取得了较好的社会效益，适合在煤矿井上下轨道运输线路广泛推广使用。
参考文献：
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[3]马廉洁.液压与气动[M].机械工业出版社，2009.
[4]徐炳辉.气动手册[M].上海科学技术出版社，2005.
[5]杨帮文.液压阀和气动阀选型手册[M].化学工业出版社，2009.
作者简介：张静波（1979-），男，山西临汾人，助理工程师，毕业于河南理工大学，助理工程师，现从事机电运输管理工作；苏伟（1969-），男，河南舞阳人，助理工程师，毕业于郑州矿务局职工大学，助理工程师，现从事机电运输管理工作。
