CYC-1.0型侧卸式地下铲运机

2014-12-23王文顺包瑞斌任平义

机械工程师 2014年12期

王文顺，包瑞斌，任平义

（山东金岭矿业，山东淄博255081）

0 引言

CYC-1.0型侧卸式地下铲运机是一种地下采掘作业的主体设备，是以电动机（柴油机）为原动机、静液压-机械传动、铰接式车架、轮胎行走、正面铲取物料、运输、前卸式或侧卸式卸载的设备。设计斗容为1m3，额定载重为2000kg，最大铲取力≥42 kN。设计生产符合机械行业标准［1-2］的规定。该铲运机广泛适用于无爆炸介质的矿山和地下工程（巷道断面：宽×高≥2500 mm×2500 mm；转弯半径≥4500 mm；坡度＜12°）的出矿和巷道掘进出渣等。该铲运机严禁用于有瓦斯、煤尘等易燃、易爆气体的场所。

CYC-1.0型侧卸式地下铲运机包括前机架和后机架两部分，前机架和后机架通过铰接机构连接。前机架装有工作机构、操控系统、驾驶棚等。后机架装有动力系统、卷缆系统、左油箱、右油箱、传动系统等，其总体结构简图如图1。

图1 总体结构简图

运输时，可以整机运输，运输状态外形尺寸（长×宽×高）5938 mm×1330 mm×1965 mm，也可以拆分运输。铲运机下井时，可以将整机解体为铲斗、前机架、后机架后分别下井，在采掘面重新组装，组装后需要经过严格调试后方能使用。使用时要根据要求进行润滑保养，并及时对液压系统清洗维护，这样才能有效延长铲运机的寿命。

1 行走系统结构及其工作原理

该侧卸式地下铲运机的行走系统由静液压传动系统和驱动桥等机械装置组成。静液压系统以电动机（或柴油机）为动力，通过弹性柱销联轴器带动变量泵工作，变量泵和定量马达组成封闭负载反馈回路。通过调节变量泵上补油泵的压力，改变泵体内斜盘的倾角来控制泵体的排量和油液流动方向，实现定量马达的换向和无级变速。驱动桥是轮式机械上的主要零件之一，起着支承轮式机械荷重的作用，并传给车轮，主要包括差速器、主传动器、车轮传动装置和驱动桥壳等。定量马达输出动力，经过减速箱减速后，通过十字轴式万向传动轴传递到前后桥差速器，并依次通过半轴、轮边行星减速，驱动铲运机行走。行走系统工作原理见图2。

静液压-机械传动系统广泛适用于1 m3以下的小型地下铲运机，具有结构简单、性能可靠等特点，且无级变速、易于操纵，具有较好的经济性和较高的牵引效率［3］。

2 工作系统结构及其工作原理

该侧卸式地下铲运机的工作系统包含液压系统和机械系统两部分。

1）液压系统。电机通过花键套驱动三联泵。三联泵的第一联油泵连接多路换向阀，通过操作多路换向阀的操纵手柄，改变液压油的流量和压力，控制油缸运动，实现铲斗的举升、翻斗、侧翻，如图3。三联泵的第二联驱动全液压转向器，推动转向油缸，使整车沿铰接机构转动，铰接机构加装限位块，防止过度转向。三联泵的第三联连接卷缆阀，卷缆阀内的高压油带动摆线马达，卷缆马达利用链条驱动卷筒，实现对拖曳电缆的卷放，其中卷缆阀设置可调节的高压溢流阀，防止电缆过卷，保护电缆。

图2 行走系统工作原理

图3 工作系统液压原理图

2）机械部分。该侧卸式地下铲运机的举升和翻斗工作机构是由举升油缸、翻斗油缸、小摇臂、大臂、铲斗组成的正转五杆机构［4］，克服了正转四杆机构卸载时翻斗油缸和铲斗相碰的缺点。其中铲斗刃板采用高强度的硼化钢板，具有高硬度和高耐磨性，小摇臂采用高强度钢板焊接，具有较高的韧性。

侧卸部分在传统地下铲运机的正转五杆机构的基础上，将装载部分的铲斗变为铲斗和托架的组合，并在铲斗和托架之间安装一个侧卸油缸，使工作机构类似于六杆机构［5］，实现侧卸功能。其中铲斗的侧面挡板和溜槽均为可拆卸式，可根据现场的情况选择左面卸载或右面卸载，如不需要侧卸，可两边同时安装挡板，进行常规装卸及运输作业，如图4。

图4 工作侧卸作业图

3 侧卸式地下铲运机工作过程及适用情况

1）侧卸式地下铲运机工作循环。铲斗的运动是由举升油缸、翻斗油缸、侧卸油缸和机体的行走部分共同控制的。将铲斗放平，机体的行走及惯性作用将铲斗推入料堆，边推进边翻转铲斗，使物料装满铲斗，然后铲斗转正，举升油缸将铲斗举升到合适的位置，机体行走运输至物料的卸载点（如距离很长或巷道狭窄，可先将铲斗放下，到卸载点再举升），举升油缸将铲斗托举到合适高度，翻斗油缸推动铲斗正面卸载，或者侧卸油缸推动铲斗侧翻，实现侧面卸载，进行物料卸载。严禁正面卸载和侧面卸载同时进行。卸载后侧卸油缸收缩将铲斗放平，并将铲斗收回下落，完成一个工作循环［6］。