MQC型清倉(cāng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

吳曉泊，郝國(guó)凱，于玉真（華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北 唐山 063000）

MQC型清倉(cāng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

吳曉泊，郝國(guó)凱，于玉真
（華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北 唐山 063000）

針對(duì)煤礦水倉(cāng)煤泥清挖工作存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了MQC型清倉(cāng)機(jī)的挖裝系統(tǒng)，適應(yīng)水倉(cāng)巷道寬度變化的集泥螺旋，將水倉(cāng)中煤泥攪拌均勻并收集，由上料裝置提升到煤泥泵料斗中，輸送到指定地點(diǎn)，完成水倉(cāng)煤泥的清挖的工作，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。

清倉(cāng)機(jī)；水倉(cāng)；挖裝系統(tǒng)；集泥螺旋；煤泥泵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.222

水倉(cāng)是煤礦井下防止礦井水災(zāi)的重要設(shè)施，對(duì)煤礦安全有著重大的影響。因此，水倉(cāng)在礦井中是不可缺少的。由于大量涌水含有固體顆粒流入水倉(cāng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間沉積，水倉(cāng)的有效容積減小，則必須定期清理。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有清倉(cāng)設(shè)備的調(diào)研，設(shè)計(jì)出MQC型清倉(cāng)機(jī)，其中M-煤礦，Q-清理、清挖，C-水倉(cāng)。

1　MQC清倉(cāng)機(jī)的設(shè)計(jì)

MQC清倉(cāng)機(jī)主要由挖裝部、行走部、泵送系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。清挖水倉(cāng)中的煤泥在于收集和輸送煤泥，因此挖裝部和泵送系統(tǒng)是非常重要的。

1.1挖裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

因煤泥中含水量、煤種和顆粒大小的不同，影響煤泥的粘度，所以煤泥沒(méi)有具體的參數(shù)。通過(guò)MQC-75型、MQC-15型清倉(cāng)機(jī)的螺旋收集煤泥實(shí)用性，此設(shè)計(jì)也選用螺旋收集煤泥。MQC-75型、MQC-15型清倉(cāng)機(jī)的左、右集泥螺旋組裝一排，通過(guò)左右旋轉(zhuǎn)將煤泥收集到上料裝置處，其螺旋長(zhǎng)度是固定不變的。集泥螺旋短些清倉(cāng)機(jī)工作面小，需要左前方和右前方和后退往復(fù)運(yùn)動(dòng)清挖煤泥，而且工人輔助工作量大，還有煤泥被攪拌之后其流動(dòng)性更大，清完水倉(cāng)的部分丟會(huì)下部分煤泥；集泥螺旋較長(zhǎng)清倉(cāng)機(jī)可能在巷道運(yùn)輸遇或在水倉(cāng)清挖工作時(shí)遇到大角度轉(zhuǎn)彎或巷道較窄處被兩側(cè)的巖壁卡住，使其不能正常工作。但與其不同的是集泥螺旋寬度是可變的，如圖1所示。

圖1　集泥機(jī)構(gòu)工作原理圖

該工作原理為：挖裝系統(tǒng)的左右兩個(gè)螺旋把分散的煤泥收集到清倉(cāng)機(jī)的中部，通過(guò)擺動(dòng)油缸控制左螺旋和右螺旋展開(kāi)的角度，可以覆蓋水倉(cāng)的全斷面，可以適應(yīng)水倉(cāng)斷面大小變化和水倉(cāng)轉(zhuǎn)彎，一次性清理水倉(cāng)中煤泥。這樣大大減少了工人輔助的工作量。其中左螺旋和右螺旋可以對(duì)稱也可以不對(duì)稱，各螺旋長(zhǎng)度取決于軌道在水倉(cāng)的位置。如果巷道運(yùn)輸清倉(cāng)機(jī)超長(zhǎng)時(shí)，可以把集泥螺旋和擺動(dòng)油缸拆下放在清倉(cāng)機(jī)上一起運(yùn)輸，使用時(shí)再組裝。

1.2行走部

行走方式為軌輪式，四輪驅(qū)動(dòng)，采用車輪式液壓馬達(dá)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，四個(gè)馬達(dá)采用串并聯(lián)方式，可達(dá)到動(dòng)力自動(dòng)分配，即使出現(xiàn)三輪著地一輪懸空，驅(qū)動(dòng)力基本不受影響。

1.3泵送系統(tǒng)

煤泥泵屬于柱塞泵，主油缸在液壓油作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)主油缸活塞桿前進(jìn)，則另一個(gè)主油缸活塞桿后退，帶動(dòng)煤泥推送活塞在煤泥輸送缸中前進(jìn)和后退；分配閥在換向油缸驅(qū)動(dòng)下交替連通兩個(gè)煤泥輸送缸口， 同時(shí)使料斗交替連通兩個(gè)煤泥輸送缸口；實(shí)現(xiàn)工作裝置的泵送功能。如圖2所示。

圖2　泵送示意圖

1.4液壓系統(tǒng)

液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，液壓系統(tǒng)是將壓力能通過(guò)控制閥和管路轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，控制清倉(cāng)機(jī)的挖裝系統(tǒng)、挖裝系統(tǒng)和泵送系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的主油路系統(tǒng)是開(kāi)式系統(tǒng)，系統(tǒng)效率高液壓系統(tǒng)的多路負(fù)載均反饋到比例閥上，通過(guò)調(diào)節(jié)各控制閥，實(shí)現(xiàn)各個(gè)負(fù)載均處于最佳承載狀態(tài)。

本清倉(cāng)機(jī)采用了全液壓集中控制，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)三聯(lián)泵組。三輪泵組由一臺(tái)恒功率變量斜盤(pán)柱塞泵、一臺(tái)定量柱塞泵和一臺(tái)定量高壓齒輪泵組成。這兩臺(tái)柱塞泵合流后驅(qū)動(dòng)煤泥泵，齒輪泵的供油通過(guò)一個(gè)三聯(lián)齒輪分流器，把油量按比例分配給上料馬達(dá)，行走馬達(dá)和集泥馬達(dá)及擺動(dòng)油缸，調(diào)高油缸。把一個(gè)總系統(tǒng)分成四個(gè)互相獨(dú)立的子系統(tǒng)。好處是可以消除各子系統(tǒng)之間的相互干擾，且可減少一些液壓閥，使系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障也比較容易處理。

液壓系統(tǒng)主要包括：（1）動(dòng)力元件：三聯(lián)泵組；（2）執(zhí)行元件：煤泥泵的主油缸和換向油缸，上料馬達(dá)，行走馬達(dá)，集泥馬達(dá)，擺動(dòng)油缸和調(diào)高油缸；（3）功能元件：油箱、空氣濾清器、濾油器、主油缸液動(dòng)換向閥、換向油缸液動(dòng)換向閥、溢流閥、控制閥、調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)多路換向閥、球閥、蓄能器、油管等。

1.5電控系統(tǒng)

清倉(cāng)機(jī)的能力來(lái)源就是電能，饋電開(kāi)關(guān)是控制防爆電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并傳遞給液壓泵。為了清倉(cāng)機(jī)工作和行走本機(jī)前后各安裝1個(gè)LED照明燈和1個(gè)電鈴。

2　工業(yè)性實(shí)驗(yàn)

唐山開(kāi)灤廣匯設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的清倉(cāng)機(jī)于2016年5月8日在開(kāi)灤集團(tuán)荊各莊礦分公司-530水平水倉(cāng)進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)。1人操作清倉(cāng)機(jī)3人輔助，每日2班，每班3小時(shí)工作，清挖煤泥通過(guò)臥式離心機(jī)脫水后裝礦車（3噸/車）。通過(guò)一周時(shí)間完全清理水倉(cāng)，生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)共裝滿291輛礦車煤泥，合計(jì)873噸，用時(shí)42小時(shí)。清倉(cāng)機(jī)清挖效率為20.7噸/小時(shí)（設(shè)計(jì)清挖能力為20噸/小時(shí)），人工效率為5.19 噸/時(shí)/人，集泥螺旋沒(méi)有明顯變形，但是在清挖煤泥過(guò)程中有少量煤泥集泥螺旋底部遺留在水倉(cāng)中。

3　總結(jié)

此設(shè)計(jì)的集泥裝置是可以全斷面清挖煤泥的，比MQC-75型、MQC-15型清倉(cāng)機(jī)的清挖效果好，減少了工人輔助工作，說(shuō)明設(shè)計(jì)是合理。

［1］張?zhí)J巖.MQC_15型礦用水倉(cāng)清挖機(jī)設(shè)計(jì)［J］.山東煤炭科技，2014（01）.

［2］吳翠艷.MQC_75型煤礦水倉(cāng)清倉(cāng)機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］.礦山科技，2009（15）.