礦用半封閉式鏈條輸送裝置

姜 飛

(太重煤機(jī)有限公司，山西 太原 030032)

0 引言

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)力水平的不斷提高，煤炭資源是不可或缺的，并且日益體現(xiàn)出其重要價(jià)值[1]。我國現(xiàn)有煤礦中，很大一部分煤炭資源以井工開采方式開采，煤炭的開采首先需要布置復(fù)雜的巷道。隨著煤炭開采技術(shù)的大力發(fā)展，當(dāng)前我國大部分煤礦企業(yè)在巷道掘進(jìn)工作中采用懸臂掘進(jìn)機(jī)[2]，然后通過帶式轉(zhuǎn)載機(jī)配合皮帶運(yùn)輸機(jī)將掘進(jìn)機(jī)截割產(chǎn)生的煤炭及石頭運(yùn)輸?shù)矫簜}中，而巷道的支護(hù)則是在掘進(jìn)機(jī)完成一個(gè)掘進(jìn)作業(yè)循環(huán)后，掘進(jìn)機(jī)后退一段距離，然后進(jìn)行人工錨固。這種煤礦巷道掘進(jìn)工藝，由于支護(hù)作業(yè)時(shí)掘進(jìn)機(jī)必須停機(jī)，無法實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)和錨護(hù)同時(shí)作業(yè)，并且存在迎頭端面塌落的安全隱患。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下很難實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)和錨護(hù)同步作業(yè)，為此，本文提出一種適用于煤礦巷道掘進(jìn)施工作業(yè)的半封閉式鏈條輸送裝置，不但可以實(shí)現(xiàn)煤炭的運(yùn)輸，而且為半封閉式，操作工可在上面進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。

1 礦用半封閉式鏈條輸送裝置結(jié)構(gòu)組成

礦用半封閉式鏈條輸送裝置主要由行走機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、主架體、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，如圖1所示。

圖1 礦用半封閉式鏈條輸送裝置

1.1 行走機(jī)構(gòu)

礦用半封閉式鏈條輸送裝置的行走機(jī)構(gòu)分為左右行走機(jī)構(gòu)，是一種履帶式行走機(jī)構(gòu)，可以在凸凹不平的巷道底板上行走，更適合于帶有坡度的煤礦巷道。該行走機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、液壓張緊緩沖裝置和左右履帶架等部分組成。通過掛鉤和一個(gè)定位板將左右履帶架與主架體連接在一起，并用14個(gè)M24高強(qiáng)度螺栓分別緊固在主架體左右兩側(cè)。液壓馬達(dá)通過減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)履帶鏈轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)行走，支重形式采用滑動(dòng)摩擦式，行走減速機(jī)與履帶架通過高強(qiáng)度螺栓緊密連接在一起。

1.1.1 履帶

履帶是本設(shè)備的重要部件，采用組合式密封潤滑履帶，這種履帶較其他履帶性能更優(yōu)越，更適應(yīng)于特殊地質(zhì)環(huán)境，尤其在巖巷特殊工況下使用壽命更長(zhǎng)，并且可以有效地防止因?yàn)槁膸У膬?nèi)磨損導(dǎo)致履帶的節(jié)距拉長(zhǎng)進(jìn)而產(chǎn)生“蛇行”現(xiàn)象。

1.1.2 支重輪

支重輪要支撐整個(gè)設(shè)備的重量，并起著限制履帶及避免履帶橫向滑脫的作用。本設(shè)備使用的支重輪密封可靠，輪圈耐磨，并進(jìn)行了表面淬火處理。

1.1.3 驅(qū)動(dòng)輪

驅(qū)動(dòng)輪為輸送裝置的強(qiáng)受力件，材料為合金鋼鍛件，齒面經(jīng)中頻淬硬，并用高強(qiáng)度螺栓固定在行走減速機(jī)法蘭上。

1.1.4 液壓張緊緩沖裝置

張緊緩沖裝置具有張緊和緩沖兩個(gè)功能。使用高壓黃油槍向張緊油缸內(nèi)不斷加注油脂，油缸的活塞桿將前移，推動(dòng)導(dǎo)向輪向前調(diào)節(jié)履帶上部的懸垂量，達(dá)到履帶張緊作用。緩沖則主要由彈簧實(shí)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)器移動(dòng)受阻或履帶中卡入硬物，履帶鏈?zhǔn)艿降膹埩Τ^彈簧彈力時(shí)，彈簧壓縮，起到緩沖作用，達(dá)到保護(hù)履帶鏈和驅(qū)動(dòng)裝置的作用。

1.2 運(yùn)輸機(jī)構(gòu)

圖2為運(yùn)輸機(jī)構(gòu)俯視圖。運(yùn)輸機(jī)構(gòu)位于主架體的中部，為邊雙鏈、刮板式運(yùn)輸機(jī)，由20 mm厚的鋼板Q235-A為主料焊接而成，通過固定塊上的止口與主架體上的止口實(shí)現(xiàn)定位，并用12條M24高強(qiáng)度螺栓固定在主架體上。分布在左右兩側(cè)的液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)鏈輪，進(jìn)而帶動(dòng)刮板鏈組實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)輸。張緊裝置采用絲杠加彈簧緩沖的結(jié)構(gòu)，可對(duì)刮板鏈的松緊程度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

圖2 運(yùn)輸機(jī)構(gòu)俯視圖

1.3 主架體

圖3為主架體主視圖。主架體由30 mm厚的鋼板Q235-A為主料焊接而成，主架體兩側(cè)各有兩個(gè)連接板，前連接板上開有定位槽，定位槽寬100 mm、高160 mm，固定于行走機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)的定位板可以插入定位槽中，起到定位作用。

主架體中間裝有運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，下部前、后各裝有兩根支腿油缸，前端上側(cè)裝有泵站和電控箱、操作箱，后端下側(cè)是多路換向閥及壓力表等液壓元件。主架體上側(cè)有蓋板覆蓋，其蓋板材料為網(wǎng)紋鋼板Q235-A，可以作為一個(gè)工作平臺(tái)，支護(hù)工人可以在上邊進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。

圖3 主架體主視圖

1.4 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)主要由泵站、支腿油缸、多路換向閥及膠管接頭等組成。其中泵站由油箱、電動(dòng)機(jī)及液壓泵等組成，可以為整機(jī)提供液壓能，通過多路換向閥控制運(yùn)輸機(jī)馬達(dá)、行走馬達(dá)運(yùn)動(dòng)以及支腿油缸活塞桿伸縮，

實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)設(shè)備的控制。

1.5 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)包括電控箱、照明燈、急停按鈕、操作箱等，電控箱是設(shè)備的核心部分，為整個(gè)設(shè)備提供電能。

2 礦用半封閉式鏈條輸送裝置工作原理

礦用半封閉式鏈條輸送裝置布置于帶式轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶運(yùn)輸機(jī)中間，掘進(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)星輪將掘進(jìn)機(jī)截割產(chǎn)生的煤塊裝載到掘進(jìn)機(jī)上，通過第一運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、帶式轉(zhuǎn)載機(jī)后落到輸送裝置前端，運(yùn)輸機(jī)構(gòu)將落在其上部的煤塊輸送到皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)上，通過皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸?shù)矫簜}中。該設(shè)備上部裝有蓋板，操作工可以站在蓋板上面進(jìn)行錨護(hù)作業(yè)。

當(dāng)合上前級(jí)電源開關(guān)時(shí)，將電控箱上的隔離開關(guān)打開至“開”位置，打開照明燈，啟動(dòng)油泵，可以為多路換向閥供油。拉動(dòng)多路換向閥的操作手柄，為行走馬達(dá)、運(yùn)輸機(jī)馬達(dá)、支腿油缸供油。拉動(dòng)多路換向閥控制支腿油缸的4個(gè)操作手柄，支腿油缸可以實(shí)現(xiàn)抬起和支撐地面。拉動(dòng)控制行走機(jī)構(gòu)的2個(gè)操作手柄為行走馬達(dá)供油，行走馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)履帶鏈轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)行走，左側(cè)操作手柄控制左側(cè)行走，右側(cè)操作手柄控制右側(cè)行走，若將操作手柄同時(shí)向前推，這個(gè)設(shè)備向前行走；若將操作手柄向后拉，即后退；若將兩個(gè)操作手柄同時(shí)向相反的方向緩慢地拉動(dòng)可以使輸送裝置轉(zhuǎn)彎。多路換向閥上有一個(gè)操作手柄同時(shí)控制左右運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的兩個(gè)液壓馬達(dá)，拉動(dòng)該操作手柄，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)刮板鏈組轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)輸。

3 結(jié)語

目前煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但如何實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸平行連續(xù)作業(yè)、如何實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)施工工序全部機(jī)械化、如何提高掘進(jìn)施工進(jìn)度成為制約煤礦快速、機(jī)械化發(fā)展的新的主題。針對(duì)這一主題，結(jié)合現(xiàn)有的煤礦設(shè)備研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，提出一種適用于掘進(jìn)、運(yùn)輸、支護(hù)同步作業(yè)的礦用半封閉式鏈條輸送裝置。通過對(duì)該設(shè)備的結(jié)構(gòu)、使用操作的分析，提出礦用半封閉式鏈條輸送裝置，不但解決了運(yùn)輸周圍無法開展施工、作業(yè)環(huán)境小、安全隱患大的問題，為工人提供一個(gè)很安全的作業(yè)平臺(tái)，更符合煤礦安全、高效發(fā)展理念。