一种煤矿井下短壁采煤铲车
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下短壁采煤铲车,属井下采煤机械设备的设计与制造的技术领域。
背景技术
短壁采煤是现代化大型煤矿中常用的方式,是煤柱、边角煤回收的最有效途径,采煤铲车是短壁开采中最关键的设备之一,既可进行煤柱、薄煤层的开采,又可进行清理巷道工作面、边角煤回收,还可进行辅助运输煤炭、物料等。
储能式防爆铲车,是短壁采煤配套设备中最常用的车型,我国煤矿使用的车型主要有英国的艾姆科公司、美国的久益公司、朗艾道公司的产品,目前我国类似产品还在研制阶段,国内大型煤矿中使用的短壁采煤防爆铲车主要依靠进口,但进口设备维修困难、易损零部件配套难、供应周期长、价格高,给后期的维修造成很大不便,而且很难适应我国煤矿地质条件的需要。
发明内容
发明目的
本发明的目的就是针对背景技术的不足,根据我国大中型煤矿的地质条件和开采情况,按照我国煤田地质状态和实际需要,设计一种新型的短壁采煤储能式防爆铲车,以适应井下短壁采煤的需要,更好的使铲车在短壁开采中发挥清理、回收、辅助运输的作用,以减轻工人劳动强度,提高采煤能力、生产效率和安全系数。
技术方案
本发明主要结构包括:铲斗、前机架、后机架、储能器、减速箱、断路器、铰接机构、行走机构、液压机构、驱动桥、电控电路、操纵机构、驾驶室;铲斗1通过联接板43、44、升降油缸15、16联接前机架2;前机架2通过铰接机构20的回转盘组件24联接后机架3;后机架3通过联接板75、76、装卸油缸56、57、联接板82、83联接储能器支架4;储能器支架4通过支撑架77、托架78、79联接储能器5;在前机架2的两侧安装联接前轮7、9,并由轮毂21、22固牢,在后机架3的两侧安装联接后轮8、10,并由轮毂26、27固牢;储能器5通过导线联接断路器103、电控箱23、驾驶室6、操作盘25、直流电机40、41、照明灯11、12、13、14;直流电机40联接减速器36、传动轴32、33、37、99、驱动桥38、98,驱动前轮7、8、后轮9、10转动,直流电机41联接齿轮泵39,驱动转向油缸30、31、铲斗升降油缸15、16、铲斗推煤油缸17、储能器5的装卸油缸56、57;前机架2和后机架3之间由锁紧杆29联接并锁紧。
所述的铲斗1为矩形箱体,中间为推煤器18、弧形刮板19并和推煤油缸17联接,后部分左右设有升降油缸15、16并和前机架2的联接板43、44联接。
所述的前机架2,联接板43、44、升降油缸15、16与铲斗1联接;后部左侧为电控箱座48,电控箱座48上安装电控箱23,右侧有驾驶棚座96、97并装有驾驶室6、护板58,在驾驶室6内设有灭火器座52、灭火器28、急停杆组件51、显示器座53、显示器46、手铃35、操作盘25、椅座50、脚踏闸47,中间电机座136上安装直流电机41,电机座136下部为液压油箱34,中间后部为回转盘组件24、销轴54、55、回转轴承45,并与后机架3的铰接架59联接,驾驶室6的前面设有照明灯14,电控箱23的前面设有照明灯13。
所述的后机架3,前端为铰接架59,并联接前机架2的回转盘组件24,前部设有电机座71、72、102、断路器座70,电机座71、72、102上安装联接直流电机40,断路器座70上安装断路器103,前端左右两侧对称装有转向油缸30、31、右侧装有锁紧杆29并与前机架2联接,中间两侧为工具箱100、101,后部两侧设有联接板73、74、联接销68、69并与装卸油缸56、57联接,后部通过联接板75、76、装卸油缸56、57与储能器支架4、储能器5联接。
所述的储能器支架4中间为支撑架77,两侧为托架78、79,并由联接板80、81、82、83联为一体,由销轴84、85固定,托架78上有挡板86并由螺销88固定,托架79上有档板87并由螺销89固定。
所述的前驱动桥38、后驱动桥98在前机架2、后机架3的底部贯通联接;前驱动桥38右部联接联接法兰盘66,联接法兰盘66联接传动轴32,传动轴32联接输出法兰盘64,输出法兰盘64联接传动轴37,传动轴37联接联接法兰盘49,联接法兰盘49联接传动轴99,传动轴99联接输出法兰盘65,输出法兰盘65联接传动轴33,传动轴33联接联接法兰盘67,联接法兰盘67联接后驱动桥98;前驱动桥38左右联接前轮7、9、轮毂21、22;后驱动桥98左右联接后轮8、10、轮毂26、27。
所述的减速箱36为矩形箱体,由下箱体104、上箱体105组成,中间为齿轮油腔111;在下箱体104的右部装有传动轴112,传动轴112上装有键129、齿轮115、螺母127、128,并由轴承119、120、轴盖123、124固定;在下箱体104的中部装有齿轮轴113、键130、齿轮116、117,并由轴承121、122、轴盖125、126固定;下箱体104的左部装有齿轮轴114、键131、齿轮118,并由螺母135固定;传动轴112上的齿轮115联接齿轮轴113上的齿轮116,并带动同一轴上的齿轮117,齿轮117联接齿轮轴114上的齿轮118;下箱体104的右下部设有高位油孔108、低位油孔109,下箱体104的底部与车体上的联接板110联接并由螺栓134固定;上箱体105左上部设有观察孔106、右上部设有滤油器107;传动轴112上的螺母127联接直流电机40、螺母128联接车体上的行走结构。
所述的铰接机构20,在铰接架59的左端部设有联接环155,并由前机架螺栓139固定,联接环155内设有铰接环137、回转轴承142,并由前机架螺孔138定位固定联接;联接环155的右部设有销轴147、148、关节轴承145、146、并由螺母143、144固定在后机架联接板151、152上;联接环155中部设有弧板联接耳149,并由螺栓母150固定联接;联接环155两则设有油缸联接耳153、154;铰接环137、回转轴承142中间为圆过孔140,并对应联接环155的方过孔141。
所述的液压机构,液压油箱34的油液经齿轮泵39泵出后由进油过滤器171进入齿轮泵阀173,一路经溢流阀164进入多路分流阀160,多路分流阀160通过液压油管186联接铲斗升降油缸15、16、推煤油缸17、转向油缸30、31,多路分流阀160经平衡阀161、单向阀162联接储能器5的装卸油缸56、57,然后经回油过滤器172回到液压油箱34;另一路经充液阀163、分流阀165联接液压蓄能器178,同时联接踏板制动阀166、前桥制动器176、后桥制动器177、减压阀168、换向阀167、前后桥差速锁179、电磁换向阀169、梭阀170、手压泵174、驻车制动器175;各阀的液压压力分别由压力表180、181、182、183、184显示,各液压油路由液压管186联接贯通。
所述的电控电路由:铅酸储能器电路DL1、断路器电路DL2,接触器起动电路DL3、接触器停止电路DL4、控制器电源变换电路DL5、扩展模块电路DL6、控制电路DL7、直流电机调速电路DL8、显示器电路DL9、操作电路DL10、给电接触器电路DL11、停电接触器电路DL12、功率模块电路DL13、灯回路电源电路DL14、本质安全电源电路DL15、瓦斯传感器电路DL16、矿用扩音电路DL17、停止电磁阀电路DL18组成整体电路;断路器电路DL2联接漏电传感器C1;接触器起动电路DL3联接电流传感器C2、油泵电机M1、接触器停止电路DL4;给电接触器电路DL11、停电接触器电路DL12联接电流传感器C3、牵引电机M2、功率模块电路DL13;熔断器FU1联接接触起动电路DL3,熔断器FU2联接给电接触器电路DL11、停电接触器电路DL12,熔断器FU3联接灯回路电源电路DL14,熔断器FU4联接本质安全电源电路DL15,熔断器FU5联接电源控制电路DL5;照明灯L1、L2、L3、L4联接灯回路电源电路DL14;各电路之间、各电路与传感器、电机、熔断器、照明灯之间由导线联接。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性,使井下短壁采煤储能式防爆铲车有了国产机型,填补了我国同类产品的空白,克服了进口机型易损零部件配套难、维修难、周期长的问题,此铲车以大功率的储能器做动力,使用两台直流电机带动液压机构的液压油泵、齿轮减速器,驱动行走机构前行、后退、转向,实现四轮同步驱动,同时液压油液供给转向油缸、铲斗升降油缸、推煤油缸、储能器装卸油缸使用,使铲车行走、转向、铲斗升降、铲煤推煤卸煤、储能器更换实现了液压传动,机件的各接合面、液压机构均采用了防爆设计,使铲车在井下采煤的恶劣环境中实现大功率、高性能作业,安全可靠,生产效率高,集铲煤、运煤、辅助运输、清理功能于一身,是十分理想的以储能器为动力的井下短壁采煤防爆铲车,此铲车也可用于其他矿石的短壁开采、辅助运输、清理作业。
附图说明
图1为整体结构主视图
图2为去掉驾驶棚的整体结构俯视图
图3为铲斗主视图
图4为铲斗俯视图
图5为前机架主视图
图6为前机架去掉驾驶棚的俯视图
图7为后机架主视图
图8为后机架俯视图
图9为储能器支架主视图
图10为储能器支架俯视图
图11为行走轮胎结构图
图12为减速器主视图
图13为图12的C-C剖面图
图14为减速器侧视图
图15为减速器M向后视图
图16为铰接机构主视图
图17为铰接机构俯视图
图18为铰接机构侧视图
图19为液压机构原理图
图20为电控电路图
图中所示,附图标记代号如下:
1、铲斗,2、前机架,3、后机架,4、储能器支架,5、储能器,6、驾驶室,7、前轮,8、后轮,9、前轮,10、后轮,11、照明灯,12、照明灯,13、照明灯,14、照明灯,15、铲斗升降油缸、16、铲斗升降油缸、17、铲斗推煤油缸,18、推煤器,19、弧形刮板,20、铰接机构,21、轮毂,22、轮毂,23、电控箱,24、回转盘组件,25、操作盘,26、轮毂,27、轮毂,28、灭火器,29、锁紧杆,30、转向油缸,31、转向油缸,32、传动轴,33、传动轴,34、液压油箱,35、手铃,36、减速器,37、传动轴,38、前驱动桥,39、齿轮泵,40、直流电机,41、直流电机,42、轮毂梁,43、联接板,44、联接板,45、回转轴承,46、显示器,47、脚踏闸,48、电控箱座,49、联接发兰盘,50、椅座,51、急停杆组件,52、灭火器座,53、显示器座,54、销轴,55、销轴,56、装卸油缸,57、装卸油缸,58、前机架护板,59、铰接架,60、护板座,61、油箱盖,62、滤油器,63、螺栓,64、输出发兰盘,65、输出发兰盘,66、联接发兰盘,67、联接发兰盘,68、联接销,69、联接销,70、断路器座,71、电机座,72、电机座,73、联接板,74、联接板,75、联接板,76、联接板,77、支撑架,78、托架,79、托架,80、联接板,81、联接板,82、联接板,83、联接板,84、销轴,85、销轴,86、档板,87、档板,88、螺销,89、螺销,90、轮毂,91、联接板,92、轮毂档圈,93、螺栓,94、螺栓,95、螺栓,96、棚座,97、棚座,98、后驱动桥,99、传动轴,100、工具箱,101、工具箱,102、电机座,103、断路器,104、下箱体,105、上箱体,106、观察孔,107、过滤器,108、高油位孔,109、低油位孔,110、联接板,111、齿轮油腔,112、传动轴,113、齿轮轴,114、齿轮轴,115、齿轮,116、齿轮,117、齿轮,118、齿轮,119、轴承,120、轴承,121、轴承,122、轴承,123、轴盖,124、轴盖,125、轴盖,126、轴盖,127、螺母,128、螺母,129、键,130、键,131、键,132、螺栓,133、螺栓,134、螺栓,135、螺母,136、电机座,137、铰接环,138、前机架螺孔,139、前机架螺栓,140、圆过孔,141、方过孔,142、回转轴承,143、螺母,144、螺母,145、关节轴承,146、关节轴承,147、销轴,148、销轴,149、弧板联接耳,150、螺轴,151、后机架联接板,152、后机架联接板,153、油缸联接耳,154、油缸联接耳,155、联接环,160、多路分流阀,161、平衡阀,162、单向阀,163、充液阀,164、溢流阀,165、分流阀,166、踏板制动阀,167、换向阀,168、减压阀,1 69、电磁换向阀,170、梭阀,171、进油过滤器,172、回油过滤器,173、齿轮泵阀,174、手压泵,175、驻车制动器,176、前桥制动器,177、后桥制动器,178、液压蓄能器,179、前后桥差速锁,180、压力表,181、压力表,182、压力表,183、压力表,184、压力表,185、快换接头,186、液压管。
电控电路附图标记代号如下:
DL1、铅酸储能器电路,DL2、断路器电路,DL3、接触器起动电路,DL4、接触器停止电路,DL5、控制器电源变换电路,DL6、扩展模块电路,DL7、控制电路,DL8、直流电机调速电路,DL9、显示器电路,DL10、操作电路,DL11、给电接触器电路,DL12、停电接触器电路,DL13、功率模块电路,DL14、灯回路电源电路,DL15、本质安全电源电路,DL16、瓦斯传感器电路,DL17、矿用扩音电路,DL18、停车电磁阀电路,M1、油泵电机,M2、牵引电机,C1、漏电传感器,C2、电流传感器,C3、电流传感器,L1、L2、L3、L4、照明灯,FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、熔断器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明:
图1、2所示,此铲车是以储能器为动力、液压传动和电器控制相结合的设计,铲斗1、前机架2、后机架3、储能器支架4、储能器5、行走前后轮7、8、9、10通过联接机构组成一完整车体,整车的动力来源是靠储能器5供给的,由于整体车型属重型机械,耗电量较大,故储能器8-10小时就得更换充电一次,储能器5的的更换是靠储能器支架4上的装卸油缸56、57来完成的,储能器5通过导线联接电控箱23及直流电机40、41、照明灯11、12、13、14、驾驶室6。
断路器103是控制储能器5供电、停电功能的,并由电磁阀开关控制、当储能器5电流不足时,断路器103将自动掉闸停电。
铲车的前行、后退是靠电机驱动来完成的,转弯变向是靠转向油缸30、31完成的,当向右转弯时,转向油缸30的活塞杆收缩,转向油缸31的活塞杆伸展,向左转弯时反之。
前机架2和后支架3之间的铰接是由铰接机构20、回转盘组件24、回转轴承45、销轴54、55、铰接架59互相配合安装的,前机架2和后机架3由锁紧阀29安全控制,一定要安装牢固,运转自如。
铲斗1的升降是靠升降油缸15、16完成的,可根据作业情况和需要,调控油缸15、16的高度,铲斗1的进煤是靠整车前行推动铲斗1掘进装入,卸煤是靠铲斗1内的推煤油缸17完成的。
液压油箱34内的液压油一定要经滤油器62过滤,保持油路洁净。
储能器5为铅酸式大功率的高能蓄电池,注意封闭、防水,8-10小时要更换充电一次,能量消耗大,注意保养维护。
液压传动、液压控制、液压管路要畅通无阻,要经常清洗。
前驱动桥38、后驱动桥98、传动轴32、33、37、99、联接法兰盘49、66、67、输出法兰盘64、65联接关系要正确,前后驱动桥38、98要协调一致,运转灵活,带动前后轮7、8、9、10运转。
各操纵部位要灵活自如,机械、电路操作部位要分开、信号显示要准确、明亮。
图3、4所示,铲斗1要用高强度、高韧性、耐撞击的合金结构钢制作,铲斗1、推煤器18、弧形刮板19要焊接牢固。
图5、6所示,前机架2是铸焊结构,是铲车的操纵部位,驾驶室6、电控箱23及各操纵件要安装牢固、布局合理。
图7、8所示,后机架3是钢板焊接结构,承载力较大,铰接架59、联接板75、76、电机座71、72、102要牢固,直流电机40安装时一定要注意距离、位置,并装牢固紧。
图9、10所示,储能器支架4是高承载安装大功率储能器5的,支撑架77、托架78、79要选用高强度的合金结构钢制作。
图11所示,行走前、后轮7、8、9、10的轮胎为橡胶实心轮胎,中间为轮毂梁42,通过联接板91、螺栓93固定在前机架2、后机架3上,轮毂梁42通过轮毂90、螺栓94固定联接在轮胎上,外部由轮毂档圈92、螺栓95固定,以适应井下采煤现场的恶劣环境,四轮同步驱动,力量大。
图12、13、14、15所示,为减速箱结构图,减速箱36采用矩形箱体结构,齿轮115、116、117、118互相啮合,各齿轮均为同一规格的斜齿轮联接,齿轮传动变速力量大,要用合金结构钢制作,并经淬硬处理,传动轴112是联接直流电机40及行走机构驱动桥38、98的,力量大,要用合金结构钢制作,并淬硬。
图16、17、18所示,为铰接机构图,铰接架59要强度好,与联接环155、铰接环137、回转轴承142要安装转动灵活,以适应转向、起伏运转,销轴147、148与关节轴承145、146要配合灵活,与后机架3联接板151、152要安装牢固,油缸联接耳153、154与转向油缸30、31要配合固牢,伸缩灵活。
图19为液压机构图,液压油液由齿轮泵39泵出后一路供多路分流阀160供给各液压油缸进行功能性作业操作使用,另一路由充液阀163、分流阀165供给各操作阀、制动器使用,液压蓄能器178供车体移动使用,各阀压力由压力表显示控制。
图20为电控电路图,为适应井下恶劣环境作业,进行了防爆设计,并采用屏蔽电缆传输,各分电路要联接关系正确,功能正常,协调一致,要注意保持电控箱23及电路的洁净,并注意维修。