矿用履带式水仓清淤机的设计与研究

朱爱香　于翔

【摘 要】目前水仓清理大部分还是沿用由工人用铁锹撮装淤积物装入矿车的传统方式，工人劳动强度大，工作效率相当低，清理一次一般长达一个月甚至两、三个月，耗费了大量的人力和物力。针对这一问题本文对矿用履带式水仓清淤机进行了设计与研究。详细介绍了矿用履带式水仓清淤机的总体布局和结构、工作原理、关键技术等。

【关键词】履带，清淤机；总体布局；工作原理

为了缩短清仓周期，减少劳动力，避免水災，有效保障矿井高效安全生产，本文研发出一种高效的水仓清淤机，该机主要用于清理井下水仓中淤积的物料，可实现自动清理井下水仓的煤泥，该清淤机具有清挖能力强、集料范围广、装车速度快、机动性好、安全性好等特点。该产品具有紧凑的结构，主要有履带行走系统、螺旋集料输送系统、集料铲斗、液压控制系统和防爆电机等组成。采用先进的全液压集成控制，液压系统采用液压先导，多功能换向阀，原装进口韩国斗山行走马达等液压件。行走履带采用高质的橡胶阻燃履带，接触面积大，抓地性能强，不易打滑。电器系统采用隔爆兼本安型真空磁力启动器和可编程控制箱，操作安全可靠。

1 矿用履带式水仓清淤机的总体结构

矿用履带式水仓清淤机的主要工作环境是井下水仓，其工作特点是：工作条件恶劣，运转空间狭窄，地面有较多湿软的煤泥。根据上文提到的实际工作环境，本课题研制的MQC-60/22L矿用履带式水仓清淤机是集料、运输、装料和自行走于一体的装备。该设备的主要部件有：履带行走装置、刮板输送机、螺旋集料装置、电气控制系统以及液压系统等。

1-工作机构 2-电气系统 3-液压系统 4-机架 5-履带行走装置

图1 总体结构图

矿用履带式水仓清淤机的总体结构和布局如图1所示，为了保证整机稳定性，必须合理布置每个部件。在Solidworks三维设计软件中绘制水仓清淤机虚拟样机，并设置材料质量属性，使每个部件的重量尽可能接近实际重量，按图1的结构装配完成，然后再质量属性中测量整机的重心位置，确保重心位置在整车主体车架几何中心位置偏后，否则要调整部件的位置[1]。2 矿用履带式水仓清淤机的工作原理

矿用履带式水仓清淤机由YBK2-180L-4型防爆电动机作为动力源。电机通过按钮控制的QBZ30多回路磁力启动器内部开闭合来启动。电动机开始旋转，带动与电机输出轴相连的三联齿轮泵旋转，液压泵驱动履带行走马达、刮板输送马达、铲斗油缸实现全液压螺旋集料、刮板运输。

矿用履带式水仓清淤机的主要工作部分介绍：

（1）铲斗螺旋集料部分

铲斗主要由铲斗、左右螺旋和抬起油缸组成，在铲装煤泥时，铲斗可抬起、落下，充分集料，通过刮板下输送向上送料。

（2）运输部分

运输槽机构主要由液压马达、运输槽和链轮传动部分、圆环链、刮板、张紧装置等部件组成，从动部分同时带动铲斗下螺旋集料结构。运输槽槽底采用进口耐磨板材料，主动链轮、从动链轮和刮板均选用高强度耐磨合金钢材料。启动液压马达驱动刮板输送机可把煤泥从铲斗输送到运输槽末端，然后倒入矿车中。

3 关键技术

本文研究的MQC-60/22L矿用履带式水仓清淤机主要用于清理井下水仓中淤积的物料，可实现自动清理井下水仓的煤泥，该清淤机具有清挖能力强、集料范围广、装车速度快、机动性好、安全性好等特点。该产品具有紧凑的结构，主要有履带行走系统[2]、螺旋集料输送系统、集料铲斗、液压控制系统和防爆电机等组成。采用先进的全液压集成控制，液压系统采用液压先导，多功能换向阀，原装进口韩国斗山行走马达等液压件。行走履带采用高质的橡胶阻燃履带，接触面积大，抓地性能强，不易打滑。电器系统采用隔爆兼本安型真空磁力启动器和可编程控制箱，操作安全可靠。清淤机参考了国内外同行的先进技术，在此基础上对其进行了完善和改进，更加满足井下清淤，该机采用负载传感多路换向阀可以满足一个泵带两个行走机构的要求，多联齿轮泵分别带一个执行机构，使所有的执行机构压力流量互不干扰，达到了各个执行机构可以同时动作的要求。可靠性高寿命长。其整机的特点如下：

（1）集料装置采用螺旋集料装置；输送部分采用刮板输送装置，螺旋集料装置和刮板输送机通过锥齿轮连接，采用一个马达带动，减少了驱动部件，降低了成本。

（2）针对清淤机的功能和工作条件，重新设计了专用的行走装置，行走底盘采用分体式H型底盘，在矿井运输的时候拆卸方便；另外采用高扭矩的行走马达，并增加了履带宽度，提高整机的牵引力和稳定性。

（3）负载传感液压系统和定量系统相结合，使系统既可以根据负载的变化自动调整功率的大小，还可以保证一些部件的强制匀速运动。不仅降低了能量的损耗，而且还能保证不同的执行机构的动作互不干扰。

（4）在集料和输送装置上增加了升降油缸，使得清淤机根据不同的工况调整集料装置的高度，增加了清淤机的实用性。

4 结束语

矿用履带式水仓清淤机是集料、运输、行走和卸料于一体的井下水仓清淤设备。该产品具有集料范围广、装车速度快、机动性好、安全性好等特点。该产品结构紧凑，采用先进的全液压集成控制，液压系统采用液压先导，多功能换向阀，原装进口韩国斗山行走马达等液压件。行走履带采用高质的橡胶阻燃履带[3]，接触面积大，抓地性能强，不易打滑。电器系统采用隔爆兼本安型真空磁力启动器和可编程控制箱，操作安全可靠。可提高煤矿生产的效率，改善工人的工作环境，降低工人劳动强度，具有良好的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]Dave Porter.Spur for fuel-cell research[J].Mining Magazine，2006（5）.

[2]杨春海.掘进机履带式行走机构的研究[J].科学之友， 2008，36（3）：1-2.

[3]JG/T57-1999，液压挖掘机履带[S].1-10.