MQC型清仓机结构设计

2016-08-22吴晓泊郝国凯于玉真华北理工大学机械工程学院河北唐山063000

山东工业技术 2016年16期

关键词：清仓煤泥泵送

吴晓泊，郝国凯，于玉真（华北理工大学机械工程学院，河北唐山 063000）

MQC型清仓机结构设计

吴晓泊，郝国凯，于玉真
（华北理工大学机械工程学院，河北唐山 063000）

针对煤矿水仓煤泥清挖工作存在的问题，设计了MQC型清仓机的挖装系统，适应水仓巷道宽度变化的集泥螺旋，将水仓中煤泥搅拌均匀并收集，由上料装置提升到煤泥泵料斗中，输送到指定地点，完成水仓煤泥的清挖的工作，其结构相对简单。

清仓机；水仓；挖装系统；集泥螺旋；煤泥泵

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

水仓是煤矿井下防止矿井水灾的重要设施，对煤矿安全有着重大的影响。因此，水仓在矿井中是不可缺少的。由于大量涌水含有固体颗粒流入水仓，经过一定时间沉积，水仓的有效容积减小，则必须定期清理。通过对现有清仓设备的调研，设计出MQC型清仓机，其中M-煤矿，Q-清理、清挖，C-水仓。

1　MQC清仓机的设计

MQC清仓机主要由挖装部、行走部、泵送系统和液压系统、电气系统等组成。清挖水仓中的煤泥在于收集和输送煤泥，因此挖装部和泵送系统是非常重要的。

1.1挖装系统设计

因煤泥中含水量、煤种和颗粒大小的不同，影响煤泥的粘度，所以煤泥没有具体的参数。通过MQC-75型、MQC-15型清仓机的螺旋收集煤泥实用性，此设计也选用螺旋收集煤泥。MQC-75型、MQC-15型清仓机的左、右集泥螺旋组装一排，通过左右旋转将煤泥收集到上料装置处，其螺旋长度是固定不变的。集泥螺旋短些清仓机工作面小，需要左前方和右前方和后退往复运动清挖煤泥，而且工人辅助工作量大，还有煤泥被搅拌之后其流动性更大，清完水仓的部分丢会下部分煤泥；集泥螺旋较长清仓机可能在巷道运输遇或在水仓清挖工作时遇到大角度转弯或巷道较窄处被两侧的岩壁卡住，使其不能正常工作。但与其不同的是集泥螺旋宽度是可变的，如图1所示。

图1　集泥机构工作原理图

该工作原理为：挖装系统的左右两个螺旋把分散的煤泥收集到清仓机的中部，通过摆动油缸控制左螺旋和右螺旋展开的角度，可以覆盖水仓的全断面，可以适应水仓断面大小变化和水仓转弯，一次性清理水仓中煤泥。这样大大减少了工人辅助的工作量。其中左螺旋和右螺旋可以对称也可以不对称，各螺旋长度取决于轨道在水仓的位置。如果巷道运输清仓机超长时，可以把集泥螺旋和摆动油缸拆下放在清仓机上一起运输，使用时再组装。

1.2行走部

行走方式为轨轮式，四轮驱动，采用车轮式液压马达，结构简单，四个马达采用串并联方式，可达到动力自动分配，即使出现三轮着地一轮悬空，驱动力基本不受影响。

1.3泵送系统

煤泥泵属于柱塞泵，主油缸在液压油作用下作往复运动，一个主油缸活塞杆前进，则另一个主油缸活塞杆后退，带动煤泥推送活塞在煤泥输送缸中前进和后退；分配阀在换向油缸驱动下交替连通两个煤泥输送缸口，同时使料斗交替连通两个煤泥输送缸口；实现工作装置的泵送功能。如图2所示。

图2　泵送示意图

1.4液压系统

液压泵将机械能转化为压力能，液压系统是将压力能通过控制阀和管路转化为动能，控制清仓机的挖装系统、挖装系统和泵送系统。液压系统的主油路系统是开式系统，系统效率高液压系统的多路负载均反馈到比例阀上，通过调节各控制阀，实现各个负载均处于最佳承载状态。

本清仓机采用了全液压集中控制，一台电动机驱动一个三联泵组。三轮泵组由一台恒功率变量斜盘柱塞泵、一台定量柱塞泵和一台定量高压齿轮泵组成。这两台柱塞泵合流后驱动煤泥泵，齿轮泵的供油通过一个三联齿轮分流器，把油量按比例分配给上料马达，行走马达和集泥马达及摆动油缸，调高油缸。把一个总系统分成四个互相独立的子系统。好处是可以消除各子系统之间的相互干扰，且可减少一些液压阀，使系统比较简单，出现故障也比较容易处理。

液压系统主要包括：（1）动力元件：三联泵组；（2）执行元件：煤泥泵的主油缸和换向油缸，上料马达，行走马达，集泥马达，摆动油缸和调高油缸；（3）功能元件：油箱、空气滤清器、滤油器、主油缸液动换向阀、换向油缸液动换向阀、溢流阀、控制阀、调节阀、手动多路换向阀、球阀、蓄能器、油管等。

1.5电控系统

清仓机的能力来源就是电能，馈电开关是控制防爆电动机的启动和停止。电动机将电能转化为机械能并传递给液压泵。为了清仓机工作和行走本机前后各安装1个LED照明灯和1个电铃。

2　工业性实验

唐山开滦广汇设备制造有限公司生产的清仓机于2016年5月8日在开滦集团荆各庄矿分公司-530水平水仓进行工业实验。1人操作清仓机3人辅助，每日2班，每班3小时工作，清挖煤泥通过卧式离心机脱水后装矿车（3吨/车）。通过一周时间完全清理水仓，生产实验共装满291辆矿车煤泥，合计873吨，用时42小时。清仓机清挖效率为20.7吨/小时（设计清挖能力为20吨/小时），人工效率为5.19 吨/时/人，集泥螺旋没有明显变形，但是在清挖煤泥过程中有少量煤泥集泥螺旋底部遗留在水仓中。