刮板运输机中部槽快速机械化拆装的研究.doc

1、刮板运输机中部槽快速机械化拆装的研究摘要对矿井下刮板运输机中部槽拆装问题进行了研究，根据现场作业实际情况，研制了一种能实现中部槽快速机械化拆装的设备CYL5中部槽拆装机。着重介绍了中部槽拆装机的结构、工作原理和主要技术参数，主要参数的分析计算，及其特点和使用情况等。 关键词 中部槽；快速；机械化；拆装 Abstract: Research on how to disassemble and assemble the middle slot of the under-mine scraper conveyor is presented in this paper, based on study

2、of practical operations, a new equipment which is expected to realize quick mechanical disassembly and assembly of middle slot is invented, it is called CYL5 Middle-Slot Disassembly quick; mechanical; disassembly & assembly 中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 1 问题的提出 在煤矿井下综采工作面，随着综采机械化程度的不断发展，必须

3、提高综采工作面设备的安装和拆卸速度。目前，在综采工作面刮板运输机中部槽安装和拆卸中，95%还是采用传统的方法，人工挂吊链起吊，绞车拖拉结合人工搬运等方法进行安装和拆卸。这种拆装方法，制约了综采工作面刮板运输机中部槽的安装和拆卸速度，且工人的劳动强度大，需人力多，生产效率较低，还存在较大的安全隐患。 为了解决综采工作面刮板运输机中部槽快速安全的拆装问题，需要研制出一种比较实用的拆装设备，能够快速对中部槽进行安装和拆卸，从而实现拆装的快速机械化。 2CYL5 中部槽拆装机的设计 2.1 功能需求 为达到在矿井下快速对中部槽进行安装和拆卸的需求，所设计的中部槽拆装机应具备下列功能： （1）中部槽拆装

4、机应具备吊钩作业、履带行走的基本功能； （2）中部槽拆装机外形尺寸不能太大，应能适应综采工作面的位置要求； （3）应能可靠吊起中部槽（5t） ； （4）吊起中部槽后，能够左右旋转和上下升降； （5）吊起中部槽后，在各升降位置及旋转位置应保持平衡。 2.2 结构、工作原理和主要技术参数 2.2.1 结构 根据中部槽拆装机的功能需求，参考行业内相近产品的设计经验，经认真计算和精心试验，并进一步优化设计，最终完成了中部槽拆装机的设计。 CYL5 中部槽拆装机的结构如图 1 所示。该机主要由吊臂部件、旋转部件、机架部件、铲板部件、行走部件、电缆挂架、前后下支撑部件、前后上撑顶机构、液压系统、电气系统等

5、部分组成。 图 1 CYL5 中部槽拆装机结构图 其中，吊臂部件的末端装有吊钩，可钩住并固定中部槽；吊臂部件本身的吊臂可伸缩或升降；同时，吊臂部件装在旋转部件上，可随旋转部件左右旋转各 45。吊臂部件的这一特殊结构，可以起到灵活搬动中部槽的作用。 前后下支撑部件、前后上撑顶机构在该机起吊中部槽时，可以向下撑地，向上撑顶，起到稳固该设备的作用。 铲板部件装在该机的前面，通过摆动可清除地面的煤渣；同时可拉动底链，使中部槽移动到位。 该机的各种动作均由液压系统控制。液压系统的泵站为一台双联齿轮泵，由 75kw 的电动机通过联轴器驱动，分别向各油缸回路提供压力油，顺利实现各部分的功能。 电气系统主要起

6、提供动力，驱动双联齿轮泵旋转的作用。 2.2.2 工作原理 安装中部槽时，该机为退着移动，如图 2 所示。首先将前后下支撑部件、前后上撑顶机构伸出，向下撑地，向上撑顶，使该机在工作时稳定；将吊臂伸出至机身侧位，将吊钩挂牢由平板车运来的中部槽并吊起，旋转 45至机身前位，并放在需要安装的位置；安装一次中部槽，该机后退一次，每次后退 3m。 拆卸中部槽时，该机处于原地不动，如图 3 所示。首先将前后下支撑部件、前后上撑顶机构伸出，向下撑地，向上撑顶，使该机在工作时稳定；将吊臂伸出至适当位置，将吊钩挂牢由绞车拖到位的中部槽，使吊臂吊起中部槽旋转 45放至平板车上；平板车上可放两到三层中部槽，放完后，

7、平板车将中部槽运走；运走一台，绞车再将中部槽向前推进补充到位，如此动作直至中部槽拆卸完毕。 图 2 CYL5 中部槽拆装机安装中部槽工作原理图 图 3 CYL5 中部槽拆装机拆卸中部槽工作原理图 2.2.3 主要技术参数 CYL5 中部槽拆装机的主要技术参数如表 1 所示。 表 1 主要技术参数 2.3 主要参数的分析计算 2.3.1 稳定性计算 经分析计算，吊臂收回平放空载状态下，整机重心为 0.7m，低于产品几何中心，而整机重量又很大（20t） ，因此整机稳定，产品静态稳定性很好。 在矿井下用于中部槽的安装和拆卸时，是撑顶机构上顶巷道顶，支撑部件下支撑地面固定使用，此时的稳定性完全可以满足

8、使用要求。 2.3.2 吊臂部件受力计算 吊臂的伸缩臂完全伸出，吊起中部槽（5t） ，此时吊臂受到的拉力最大，考虑到吊臂的惯性矩大于伸缩臂的惯性矩，因此只对这个时候伸缩臂的强度进行核算。 经分析计算，伸缩臂的最大弯曲应力=123.2 Mpa，而伸缩臂材料的许用拉应力=225 Mpa，伸缩臂抗弯强度满足要求。 经分析计算，伸缩臂受到的最大剪切应力=93.9 Mpa，而伸缩臂材料的许用剪切应力=102Mpa，伸缩臂的抗剪切强度满足要求。 经分析计算，伸缩臂的最大挠度=0.73cm，而伸缩臂的允许挠度为f=0.86cm，f，伸缩臂的刚度满足要求。 另外，对吊臂下面支撑油缸的支撑力，吊臂头部销子的抗弯

9、曲、抗剪切强度，支撑油缸销子的抗剪切强度，吊具的承受载荷能力，吊臂销轴及支耳焊接强度都进行了认真核算，均能满足使用要求。 2.3.3 其它部件的计算 对行走部件的行走特性，旋转部件的旋转特性，前后下支撑部件、前后上撑顶机构的支撑力，液压系统液压泵的工作压力、流量、驱动功率等都进行了分析核算，均能满足使用要求。 3CYL5 中部槽拆装机使用效果分析 CYL5 中部槽拆装机体积小，下井前只需将吊臂拆下后，即可整机下井。其使用方便，操作灵活，工人只需操纵液压操纵阀的手柄，就可完成中部槽的起吊、转弯、摆动等动作，是理想的井下刮板运输机中部槽快速机械化拆装设备。该机的具体特点和使用情况为： 3.1 中部

10、槽拆装机的特点 （1）该机体积小，操作灵活，结构设计新颖，可适应不同的矿井和工作场地，适用性强； （2）吊臂部件与旋转部件的结合设计，可使该机能起吊中部槽，并顺利转弯和摆动，将中部槽放到合适的位置； （3）旋转部件的水平转动采用了先进的液压摆动油缸，使吊臂在尺寸受限制的情况下达到了45旋转效果； （4）在结构上采用撑顶油缸与下支撑油缸相互作用的工作原理，解决了该机工作时的平衡问题； （5）该机前面的铲板，可以清除地面的煤渣，同时可拉动底链，使中部槽移动到位，可以一机多用。 3.2 使用情况 由于该机设计新颖，在研制中与矿井的实际情况相结合，解决了矿井下的实际问题，从市场的调查情况来看，大部分矿

11、井都急需该产品。 目前，阳煤集团已经选用了 4 台该设备，霍州煤电集团已经选用了6 台该设备。从实际的使用效果来看，拆装中部槽时的人数能减少到原来的一半以下，而工作效率可以提高到原来的 3 倍以上。 4 结束语 CYL5 中部槽拆装机的研制成功，解决了煤矿井下综采工作面刮板运输机中部槽的安装和拆卸难题，完美替代了原来落后的人工拆装方法。 使用该机可大大提高中部槽的拆装速度，降低工人的劳动强度，节省人力，提高生产效率，并降低安全隐患，实现了刮板运输机中部槽快速机械化拆装的目标。 参考文献 1 邹慧君 . 机械原理 第二版M . 北京：高等教育出版社，2006. 2 单辉祖 . 材料力学 第二版M . 北京：高等教育出版社，2004. 3 成大先 . 机械设计手册 第四版M . 北京：化学工业出版社，2002. 4 章宏甲，黄谊，王积伟 . 液压与气压传动 M . 北京：机械工业出版社，2000. 5 齐殿有 . 矿山机械安装工艺M . 北京：煤炭工业出版社，1993. 6 雷煌 . 综采工作面快速搬家成套装备与技术的应用J . 煤炭科学技术，2008，36（4）：1-4.