礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)的設(shè)計(jì)與研究

朱愛(ài)香　于翔

【摘 要】目前水倉(cāng)清理大部分還是沿用由工人用鐵鍬撮裝淤積物裝入礦車的傳統(tǒng)方式，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率相當(dāng)?shù)?，清理一次一般長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月甚至兩、三個(gè)月，耗費(fèi)了大量的人力和物力。針對(duì)這一問(wèn)題本文對(duì)礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。詳細(xì)介紹了礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)的總體布局和結(jié)構(gòu)、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)等。

【關(guān)鍵詞】履帶，清淤機(jī)；總體布局；工作原理

為了縮短清倉(cāng)周期，減少勞動(dòng)力，避免水災(zāi)，有效保障礦井高效安全生產(chǎn)，本文研發(fā)出一種高效的水倉(cāng)清淤機(jī)，該機(jī)主要用于清理井下水倉(cāng)中淤積的物料，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理井下水倉(cāng)的煤泥，該清淤機(jī)具有清挖能力強(qiáng)、集料范圍廣、裝車速度快、機(jī)動(dòng)性好、安全性好等特點(diǎn)。該產(chǎn)品具有緊湊的結(jié)構(gòu)，主要有履帶行走系統(tǒng)、螺旋集料輸送系統(tǒng)、集料鏟斗、液壓控制系統(tǒng)和防爆電機(jī)等組成。采用先進(jìn)的全液壓集成控制，液壓系統(tǒng)采用液壓先導(dǎo)，多功能換向閥，原裝進(jìn)口韓國(guó)斗山行走馬達(dá)等液壓件。行走履帶采用高質(zhì)的橡膠阻燃履帶，接觸面積大，抓地性能強(qiáng)，不易打滑。電器系統(tǒng)采用隔爆兼本安型真空磁力啟動(dòng)器和可編程控制箱，操作安全可靠。

1 礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)的主要工作環(huán)境是井下水倉(cāng)，其工作特點(diǎn)是：工作條件惡劣，運(yùn)轉(zhuǎn)空間狹窄，地面有較多濕軟的煤泥。根據(jù)上文提到的實(shí)際工作環(huán)境，本課題研制的MQC-60/22L礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)是集料、運(yùn)輸、裝料和自行走于一體的裝備。該設(shè)備的主要部件有：履帶行走裝置、刮板輸送機(jī)、螺旋集料裝置、電氣控制系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)等。

1-工作機(jī)構(gòu) 2-電氣系統(tǒng) 3-液壓系統(tǒng) 4-機(jī)架 5-履帶行走裝置

圖1 總體結(jié)構(gòu)圖

礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和布局如圖1所示，為了保證整機(jī)穩(wěn)定性，必須合理布置每個(gè)部件。在Solidworks三維設(shè)計(jì)軟件中繪制水倉(cāng)清淤機(jī)虛擬樣機(jī)，并設(shè)置材料質(zhì)量屬性，使每個(gè)部件的重量盡可能接近實(shí)際重量，按圖1的結(jié)構(gòu)裝配完成，然后再質(zhì)量屬性中測(cè)量整機(jī)的重心位置，確保重心位置在整車主體車架幾何中心位置偏后，否則要調(diào)整部件的位置[1]。2 礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)的工作原理

礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)由YBK2-180L-4型防爆電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。電機(jī)通過(guò)按鈕控制的QBZ30多回路磁力啟動(dòng)器內(nèi)部開(kāi)閉合來(lái)啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與電機(jī)輸出軸相連的三聯(lián)齒輪泵旋轉(zhuǎn)，液壓泵驅(qū)動(dòng)履帶行走馬達(dá)、刮板輸送馬達(dá)、鏟斗油缸實(shí)現(xiàn)全液壓螺旋集料、刮板運(yùn)輸。

礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)的主要工作部分介紹：

（1）鏟斗螺旋集料部分

鏟斗主要由鏟斗、左右螺旋和抬起油缸組成，在鏟裝煤泥時(shí)，鏟斗可抬起、落下，充分集料，通過(guò)刮板下輸送向上送料。

（2）運(yùn)輸部分

運(yùn)輸槽機(jī)構(gòu)主要由液壓馬達(dá)、運(yùn)輸槽和鏈輪傳動(dòng)部分、圓環(huán)鏈、刮板、張緊裝置等部件組成，從動(dòng)部分同時(shí)帶動(dòng)鏟斗下螺旋集料結(jié)構(gòu)。運(yùn)輸槽槽底采用進(jìn)口耐磨板材料，主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和刮板均選用高強(qiáng)度耐磨合金鋼材料。啟動(dòng)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)可把煤泥從鏟斗輸送到運(yùn)輸槽末端，然后倒入礦車中。

3 關(guān)鍵技術(shù)

本文研究的MQC-60/22L礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)主要用于清理井下水倉(cāng)中淤積的物料，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理井下水倉(cāng)的煤泥，該清淤機(jī)具有清挖能力強(qiáng)、集料范圍廣、裝車速度快、機(jī)動(dòng)性好、安全性好等特點(diǎn)。該產(chǎn)品具有緊湊的結(jié)構(gòu)，主要有履帶行走系統(tǒng)[2]、螺旋集料輸送系統(tǒng)、集料鏟斗、液壓控制系統(tǒng)和防爆電機(jī)等組成。采用先進(jìn)的全液壓集成控制，液壓系統(tǒng)采用液壓先導(dǎo)，多功能換向閥，原裝進(jìn)口韓國(guó)斗山行走馬達(dá)等液壓件。行走履帶采用高質(zhì)的橡膠阻燃履帶，接觸面積大，抓地性能強(qiáng)，不易打滑。電器系統(tǒng)采用隔爆兼本安型真空磁力啟動(dòng)器和可編程控制箱，操作安全可靠。清淤機(jī)參考了國(guó)內(nèi)外同行的先進(jìn)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了完善和改進(jìn)，更加滿足井下清淤，該機(jī)采用負(fù)載傳感多路換向閥可以滿足一個(gè)泵帶兩個(gè)行走機(jī)構(gòu)的要求，多聯(lián)齒輪泵分別帶一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使所有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力流量互不干擾，達(dá)到了各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以同時(shí)動(dòng)作的要求?？煽啃愿邏勖L(zhǎng)。其整機(jī)的特點(diǎn)如下：

（1）集料裝置采用螺旋集料裝置；輸送部分采用刮板輸送裝置，螺旋集料裝置和刮板輸送機(jī)通過(guò)錐齒輪連接，采用一個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)，減少了驅(qū)動(dòng)部件，降低了成本。

（2）針對(duì)清淤機(jī)的功能和工作條件，重新設(shè)計(jì)了專用的行走裝置，行走底盤采用分體式H型底盤，在礦井運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候拆卸方便；另外采用高扭矩的行走馬達(dá)，并增加了履帶寬度，提高整機(jī)的牽引力和穩(wěn)定性。

（3）負(fù)載傳感液壓系統(tǒng)和定量系統(tǒng)相結(jié)合，使系統(tǒng)既可以根據(jù)負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)整功率的大小，還可以保證一些部件的強(qiáng)制勻速運(yùn)動(dòng)。不僅降低了能量的損耗，而且還能保證不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作互不干擾。

（4）在集料和輸送裝置上增加了升降油缸，使得清淤機(jī)根據(jù)不同的工況調(diào)整集料裝置的高度，增加了清淤機(jī)的實(shí)用性。

4 結(jié)束語(yǔ)

礦用履帶式水倉(cāng)清淤機(jī)是集料、運(yùn)輸、行走和卸料于一體的井下水倉(cāng)清淤設(shè)備。該產(chǎn)品具有集料范圍廣、裝車速度快、機(jī)動(dòng)性好、安全性好等特點(diǎn)。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，采用先進(jìn)的全液壓集成控制，液壓系統(tǒng)采用液壓先導(dǎo)，多功能換向閥，原裝進(jìn)口韓國(guó)斗山行走馬達(dá)等液壓件。行走履帶采用高質(zhì)的橡膠阻燃履帶[3]，接觸面積大，抓地性能強(qiáng)，不易打滑。電器系統(tǒng)采用隔爆兼本安型真空磁力啟動(dòng)器和可編程控制箱，操作安全可靠?？商岣呙旱V生產(chǎn)的效率，改善工人的工作環(huán)境，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Dave Porter.Spur for fuel-cell research[J].Mining Magazine，2006（5）.

[2]楊春海.掘進(jìn)機(jī)履帶式行走機(jī)構(gòu)的研究[J].科學(xué)之友， 2008，36（3）：1-2.

[3]JG/T57-1999，液壓挖掘機(jī)履帶[S].1-10.