MQC—13G型清倉機結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)分析

胡開文+劉坤華

摘 要：針對井下復(fù)雜的條件，煤礦用清倉機產(chǎn)品功能單一的問題，本文設(shè)計了一種MQC-13G礦用清倉機。分析了MQC-13G礦用清倉機的結(jié)構(gòu)，根據(jù)清倉機的功能目標(biāo)，設(shè)計了該清倉機的液壓系統(tǒng)，并對液壓系統(tǒng)的動作進行了分析。

關(guān)鍵詞：MQC-13G；礦用清倉機；液壓系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.024

0 引言

煤礦用清倉機是一種集挖泥、運輸煤泥等一體化的機械化產(chǎn)品。它可以提高水倉清理工作的自動化程度，改善工人的勞動條件，提高煤泥清理的工作效率，減少工人的數(shù)量，縮短清倉工期，提高水倉利用率。煤礦用清挖機在保證清淤工作，實現(xiàn)基本的工作性能外，做到了經(jīng)濟綜合性統(tǒng)一，是目前較好的井下水倉清淤的機械化設(shè)備。

文獻[1]研制了DCL03清倉機，文獻[2]借助虛擬樣機技術(shù)對DCL03清倉機的工作裝置進行了優(yōu)化設(shè)計研究；文獻[2-4]對MQC-75型清倉機進行了設(shè)計與應(yīng)用研究；文獻[5]設(shè)計了螺旋提斗式清倉機；文獻[6]對QCL03清倉機工作裝置進行了滿意化分析；文獻[7]詳細分析了MQCT-40G型清倉機的工作原理。

MQC-13G礦用清倉機是針對煤礦井下水倉清挖難題而研究開發(fā)的一種新型自動化清倉機械，主要實現(xiàn)煤泥的脫水，裝車的工作。MQC-13G礦用清倉機集料輸送裝置的行走、抬升和下降、集料和上料功能均由液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)，因此液壓系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。

1 MQC-13G型清倉機結(jié)構(gòu)

MQC-13G型清倉機由螺旋集料輸送機構(gòu)，抬升機構(gòu)、行走機構(gòu)和支撐機構(gòu)組成。其中螺旋集料機構(gòu)包括集料機構(gòu)和螺旋輸送機構(gòu)，集料機構(gòu)和輸送機構(gòu)均由螺旋上料軸和料筒組成。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)實地脫水實地裝車，自動化程度較高，大大減少了勞動強度。本機采用對稱螺旋葉片收集物料，效率高、適應(yīng)性強，可以有效地將煤泥漿收集到輸送機構(gòu)下部；螺旋輸送機構(gòu)將集料機構(gòu)收集過來的煤泥，通過螺旋葉片輸送到礦車。螺旋輸送機構(gòu)與集料機構(gòu)之間的功率傳遞采用錐齒輪嚙合，形成一套集料與輸送匹配的螺旋機構(gòu)。

在螺旋集料輸送裝置中要求實現(xiàn)的動作為：

（1）行走機構(gòu)可以在軌道上實現(xiàn)0.15m/s的前進和倒退；

（2）在行走工況下，螺旋集料輸送裝置不抬起，在進行煤泥運輸時抬升機構(gòu)可以實現(xiàn)1600mm的抬升和下降；

（3）螺旋集料輸送機構(gòu)帶負載（煤泥）可以實現(xiàn)80r/min的旋轉(zhuǎn)。

2 液壓系統(tǒng)原理

根據(jù)初始條件確定設(shè)計目標(biāo)為驅(qū)動清淤機行走、螺旋集料輸送機構(gòu)運轉(zhuǎn)和控制液壓缸伸縮，所以初定液壓系統(tǒng)采用全開式回路。

液壓系統(tǒng)主要的液壓元件的選擇和作用：

（1）三聯(lián)泵：液壓泵是系統(tǒng)的動力源，對行走機構(gòu)，抬升機構(gòu)和螺旋輸送機構(gòu)輸送液壓油。

（2）溢流閥：當(dāng)系統(tǒng)壓力大于其額定壓力時，溢流閥打開，油液通過溢流閥流回油箱，使液壓系統(tǒng)的降低，對液壓系統(tǒng)起到溢流保護作用。

（3）液控換向閥：該液壓系統(tǒng)中的換向閥均為三位四通換向閥，通過改變換向閥的的導(dǎo)通位置，控制油液流動方向，從而控制執(zhí)行機構(gòu)的運動。

（4）液壓鎖：向液壓鎖是兩個液控單向閥并在一起使用的，通常使用在承重液壓缸或馬達油路中，用于防止液壓缸或馬達在重物作用下自行下滑，需要動作時，須向另一路供油，通過內(nèi)部控制油路打開單向閥使油路接通，液壓缸或馬達才能動作。

（5）節(jié)流閥：是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門。在本文中起到節(jié)流調(diào)速的目的。

（6）液壓馬達：本文通過馬達分別實現(xiàn)清倉機的行走、集料和上料功能。

3 液壓系統(tǒng)的動作分析

（1）行走工況。啟動電機，液壓泵供油，通過手動換向閥調(diào)整液壓油流動方向，當(dāng)液壓閥處于左位時，換向閥的P口和B口接通，A口和T口接通，帶動液壓馬達正轉(zhuǎn)，實現(xiàn)清倉機的前進；當(dāng)液壓閥處于右位時，換向閥的P口和A口接通，B口和T口接通，帶動液壓馬達反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)清倉機后退；當(dāng)液壓閥處于中位時，換向閥各口互不導(dǎo)通，馬達不轉(zhuǎn)，清倉機不行走。當(dāng)液壓管路壓力大于先導(dǎo)式溢流閥的工作壓力時，溢流閥實現(xiàn)溢流，保證液壓回路中的工作壓力。

（2）抬起工況。抬起工況主要是通過兩個液壓缸的串聯(lián)實現(xiàn)螺旋集料裝置的的上升和下降。當(dāng)液壓閥處于左位時，換向閥的P口和B口接通，A口和T口接通，液壓缸無桿腔進油，有桿腔出油，實現(xiàn)螺旋集料裝置的抬起；當(dāng)液壓閥處于右位時，換向閥的P口和A口接通，B口和T口接通，液壓缸有桿腔進油無桿腔出油，實現(xiàn)螺旋集料裝置的下降；當(dāng)液壓閥處于中位時，換向閥各口互不導(dǎo)通，為了保證液壓缸可以在任意位置停止并被鎖住，所以換向閥的中位技能型式選為O型。螺旋集料裝置不動作。為了保證螺旋集料裝置上升和下降的速度，在液壓缸有桿腔串聯(lián)節(jié)流閥。液壓泵和油缸之間設(shè)置溢流閥調(diào)節(jié)壓力，溢流保壓。

（3）集料、上料工況。該工況通過兩個馬達分別實現(xiàn)集料和輸送工作，兩個馬達同時動作。集料和輸送機構(gòu)只需要馬達正轉(zhuǎn)即可，所以液壓閥右位不工作。當(dāng)液壓閥處于左位時，換向閥的P口和B口接通，A口和T口接通，帶動液壓馬達正轉(zhuǎn)，實現(xiàn)清倉機的集料和輸送工作；當(dāng)液壓閥處于中位時，換向閥各口互不導(dǎo)通，馬達不轉(zhuǎn)，集料和輸送工作停止。另液壓泵和油缸之間設(shè)置溢流閥調(diào)節(jié)壓力，溢流保壓。

4 結(jié)論

本文首先介紹清淤機螺旋集料裝置的基本結(jié)構(gòu)和工況，具體分析螺旋集料輸送裝置的抬升機構(gòu)、行走機構(gòu)和螺旋集料輸送機構(gòu)，根據(jù)其設(shè)計要求，確定了液壓系統(tǒng)原理，并分析了該清倉機的運行動作。

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