礦用履帶式水倉清淤機的設計與研究

朱愛香　于翔

【摘 要】目前水倉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方式，工人勞動強度大，工作效率相當低，清理一次一般長達一個月甚至兩、三個月，耗費了大量的人力和物力。針對這一問題本文對礦用履帶式水倉清淤機進行了設計與研究。詳細介紹了礦用履帶式水倉清淤機的總體布局和結構、工作原理、關鍵技術等。

【關鍵詞】履帶，清淤機；總體布局；工作原理

為了縮短清倉周期，減少勞動力，避免水災，有效保障礦井高效安全生產，本文研發出一種高效的水倉清淤機，該機主要用于清理井下水倉中淤積的物料，可實現自動清理井下水倉的煤泥，該清淤機具有清挖能力強、集料范圍廣、裝車速度快、機動性好、安全性好等特點。該產品具有緊湊的結構，主要有履帶行走系統、螺旋集料輸送系統、集料鏟斗、液壓控制系統和防爆電機等組成。采用先進的全液壓集成控制，液壓系統采用液壓先導，多功能換向閥，原裝進口韓國斗山行走馬達等液壓件。行走履帶采用高質的橡膠阻燃履帶，接觸面積大，抓地性能強，不易打滑。電器系統采用隔爆兼本安型真空磁力啟動器和可編程控制箱，操作安全可靠。

1 礦用履帶式水倉清淤機的總體結構

礦用履帶式水倉清淤機的主要工作環境是井下水倉，其工作特點是：工作條件惡劣，運轉空間狹窄，地面有較多濕軟的煤泥。根據上文提到的實際工作環境，本課題研制的MQC-60/22L礦用履帶式水倉清淤機是集料、運輸、裝料和自行走于一體的裝備。該設備的主要部件有：履帶行走裝置、刮板輸送機、螺旋集料裝置、電氣控制系統以及液壓系統等。

1-工作機構 2-電氣系統 3-液壓系統 4-機架 5-履帶行走裝置

圖1 總體結構圖

礦用履帶式水倉清淤機的總體結構和布局如圖1所示，為了保證整機穩定性，必須合理布置每個部件。在Solidworks三維設計軟件中繪制水倉清淤機虛擬樣機，并設置材料質量屬性，使每個部件的重量盡可能接近實際重量，按圖1的結構裝配完成，然后再質量屬性中測量整機的重心位置，確保重心位置在整車主體車架幾何中心位置偏后，否則要調整部件的位置[1]。2 礦用履帶式水倉清淤機的工作原理

礦用履帶式水倉清淤機由YBK2-180L-4型防爆電動機作為動力源。電機通過按鈕控制的QBZ30多回路磁力啟動器內部開閉合來啟動。電動機開始旋轉，帶動與電機輸出軸相連的三聯齒輪泵旋轉，液壓泵驅動履帶行走馬達、刮板輸送馬達、鏟斗油缸實現全液壓螺旋集料、刮板運輸。

礦用履帶式水倉清淤機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，鏟斗可抬起、落下，充分集料，通過刮板下輸送向上送料。

（2）運輸部分

運輸槽機構主要由液壓馬達、運輸槽和鏈輪傳動部分、圓環鏈、刮板、張緊裝置等部件組成，從動部分同時帶動鏟斗下螺旋集料結構。運輸槽槽底采用進口耐磨板材料，主動鏈輪、從動鏈輪和刮板均選用高強度耐磨合金鋼材料。啟動液壓馬達驅動刮板輸送機可把煤泥從鏟斗輸送到運輸槽末端，然后倒入礦車中。

3 關鍵技術

本文研究的MQC-60/22L礦用履帶式水倉清淤機主要用于清理井下水倉中淤積的物料，可實現自動清理井下水倉的煤泥，該清淤機具有清挖能力強、集料范圍廣、裝車速度快、機動性好、安全性好等特點。該產品具有緊湊的結構，主要有履帶行走系統[2]、螺旋集料輸送系統、集料鏟斗、液壓控制系統和防爆電機等組成。采用先進的全液壓集成控制，液壓系統采用液壓先導，多功能換向閥，原裝進口韓國斗山行走馬達等液壓件。行走履帶采用高質的橡膠阻燃履帶，接觸面積大，抓地性能強，不易打滑。電器系統采用隔爆兼本安型真空磁力啟動器和可編程控制箱，操作安全可靠。清淤機參考了國內外同行的先進技術，在此基礎上對其進行了完善和改進，更加滿足井下清淤，該機采用負載傳感多路換向閥可以滿足一個泵帶兩個行走機構的要求，多聯齒輪泵分別帶一個執行機構，使所有的執行機構壓力流量互不干擾，達到了各個執行機構可以同時動作的要求。可靠性高壽命長。其整機的特點如下：

（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通過錐齒輪連接，采用一個馬達帶動，減少了驅動部件，降低了成本。

（2）針對清淤機的功能和工作條件，重新設計了專用的行走裝置，行走底盤采用分體式H型底盤，在礦井運輸的時候拆卸方便；另外采用高扭矩的行走馬達，并增加了履帶寬度，提高整機的牽引力和穩定性。

（3）負載傳感液壓系統和定量系統相結合，使系統既可以根據負載的變化自動調整功率的大小，還可以保證一些部件的強制勻速運動。不僅降低了能量的損耗，而且還能保證不同的執行機構的動作互不干擾。

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

4 結束語

礦用履帶式水倉清淤機是集料、運輸、行走和卸料于一體的井下水倉清淤設備。該產品具有集料范圍廣、裝車速度快、機動性好、安全性好等特點。該產品結構緊湊，采用先進的全液壓集成控制，液壓系統采用液壓先導，多功能換向閥，原裝進口韓國斗山行走馬達等液壓件。行走履帶采用高質的橡膠阻燃履帶[3]，接觸面積大，抓地性能強，不易打滑。電器系統采用隔爆兼本安型真空磁力啟動器和可編程控制箱，操作安全可靠。可提高煤礦生產的效率，改善工人的工作環境，降低工人勞動強度，具有良好的經濟效益和社會效益。

【參考文獻】

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

[2]楊春海.掘進機履帶式行走機構的研究[J].科學之友， 2008，36（3）：1-2.

[3]JG/T57-1999，液壓挖掘機履帶[S].1-10.