MQC—13G型清倉機結構與液壓系統分析

胡開文+劉坤華

摘 要：針對井下復雜的條件，煤礦用清倉機產品功能單一的問題，本文設計了一種MQC-13G礦用清倉機。分析了MQC-13G礦用清倉機的結構，根據清倉機的功能目標，設計了該清倉機的液壓系統，并對液壓系統的動作進行了分析。

關鍵詞：MQC-13G；礦用清倉機；液壓系統

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，實現基本的工作性能外，做到了經濟綜合性統一，是目前較好的井下水倉清淤的機械化設備。

文獻[1]研制了DCL03清倉機，文獻[2]借助虛擬樣機技術對DCL03清倉機的工作裝置進行了優化設計研究；文獻[2-4]對MQC-75型清倉機進行了設計與應用研究；文獻[5]設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的一種新型自動化清倉機械，主要實現煤泥的脫水，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來實現，因此液壓系統起著至關重要的作用。

1 MQC-13G型清倉機結構

MQC-13G型清倉機由螺旋集料輸送機構，抬升機構、行走機構和支撐機構組成。其中螺旋集料機構包括集料機構和螺旋輸送機構，集料機構和輸送機構均由螺旋上料軸和料筒組成。該設備結構簡單，可以實現實地脫水實地裝車，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、適應性強，可以有效地將煤泥漿收集到輸送機構下部；螺旋輸送機構將集料機構收集過來的煤泥，通過螺旋葉片輸送到礦車。螺旋輸送機構與集料機構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。

在螺旋集料輸送裝置中要求實現的動作為：

（1）行走機構可以在軌道上實現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可以實現1600mm的抬升和下降；

（3）螺旋集料輸送機構帶負載（煤泥）可以實現80r/min的旋轉。

2 液壓系統原理

根據初始條件確定設計目標為驅動清淤機行走、螺旋集料輸送機構運轉和控制液壓缸伸縮，所以初定液壓系統采用全開式回路。

液壓系統主要的液壓元件的選擇和作用：

（1）三聯泵：液壓泵是系統的動力源，對行走機構，抬升機構和螺旋輸送機構輸送液壓油。

（2）溢流閥：當系統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，使液壓系統的降低，對液壓系統起到溢流保護作用。

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

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

（6）液壓馬達：本文通過馬達分別實現清倉機的行走、集料和上料功能。

3 液壓系統的動作分析

（1）行走工況。啟動電機，液壓泵供油，通過手動換向閥調整液壓油流動方向，當液壓閥處于左位時，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，實現清倉機的前進；當液壓閥處于右位時，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，實現清倉機后退；當液壓閥處于中位時，換向閥各口互不導通，馬達不轉，清倉機不行走。當液壓管路壓力大于先導式溢流閥的工作壓力時，溢流閥實現溢流，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實現螺旋集料裝置的的上升和下降。當液壓閥處于左位時，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，實現螺旋集料裝置的抬起；當液壓閥處于右位時，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，實現螺旋集料裝置的下降；當液壓閥處于中位時，換向閥各口互不導通，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節流閥。液壓泵和油缸之間設置溢流閥調節壓力，溢流保壓。

（3）集料、上料工況。該工況通過兩個馬達分別實現集料和輸送工作，兩個馬達同時動作。集料和輸送機構只需要馬達正轉即可，所以液壓閥右位不工作。當液壓閥處于左位時，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，實現清倉機的集料和輸送工作；當液壓閥處于中位時，換向閥各口互不導通，馬達不轉，集料和輸送工作停止。另液壓泵和油缸之間設置溢流閥調節壓力，溢流保壓。

4 結論

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

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