CN103738748B - 一种流动式高效螺旋平料机 - Google Patents

Abstract

一种流动式高效螺旋平料机，工作时行走机构平行放置在火车宽度方向的两侧车帮上，在行走机构外侧通过螺栓联接有多组防偏机构，布置在车帮外侧的防偏侧滚轮组起到防止平料机行走脱离轨道的作用。行走机构上端的端梁部位对称的底座上通过螺栓联接固定有升降机构支架。升降机构支架由两长方钢中间垂直对称焊接有两短方钢组成“梯形”结构，升降机构垂直穿过两短方钢和长方钢围成的框型区域，而联接在升降架构下方的螺旋推料机构长度方向垂直于铁轨。由自带动力装置供电以火车车厢车帮为轨道直接在车厢上行走和跨厢，能对整列列车所有车厢进行扫描式平仓作业。完全取代人工平仓作业，同时又能满足任意地点的平仓任务，具有平仓效果好、效率高、适应性强、安全可靠等特点。

Description

一种流动式高效螺旋平料机

技术领域

本发明涉及一种工程机械，特别是涉及一种流动式高效螺旋平料机。

背景技术

矿石、煤等散粒物料常用列车进行长途运输。通过装车楼或装载车等方式将散粒物料装载至列车车厢过程中，散粒物料的堆积特性决定了物料会在车厢中间部位形成顶部为尖角形的料堆。当列车在运输行驶过程中经过弯道时，由于离心力的作用，车厢内尖角形的料堆会被甩向车厢一侧，造成车厢两侧物料装载量不均衡。这种状况下，列车在高速经过弯道时，物料易洒落至车厢外，造成物料损失和环境污染，严重时还会导致车厢发生侧翻，给列车的安全运行带来隐患。为了避免上述不利情况的发生，在将物料装载至列车车厢后，应采取措施将尖角形的料堆进行平整，使物料在车厢内平整、均匀装填。

装车时在车厢内形成的尖角形料堆在车厢内的分布大多数情况具有规律性，即尖角形料堆在车厢宽度方向截面内处于截面中间，在车厢长度方向截面内连续分布，但有时也呈不规律分布，如在车厢宽度方向截面内可能偏向一侧或在车厢长度方向截面内可能呈高低错落的波浪形分布，这种分布不规律性给平仓作业增加了难度。

目前火车车厢内散粒物料的平料作业大多采用工人手持钉耙进行，这种平料方式劳动强度大、效率低且费用高。而现有能适用于上述车厢料堆的平整作业的专用机械设备不多且存在一些不足，如杨仲的发明专利高架轨行式螺旋高效平仓系统(专利号：2012105342256)，其平料机支撑在门架上，整个系统固定，平料机作业范围较小，只能将需平仓的车厢牵引到门架下方进行平仓作业，因此平仓作业时须多次移动火车；同时，该系统门架结构较大，且升降机构不能收缩，使用空间相对较大。

发明内容

本发明提供一种流动式高效螺旋平料机，由自带动力装置供电以火车车帮为轨道直接在车厢上行走，可对装车时形成的尖角形料堆进行高效率的平整作业，使物料在车厢内平整、均匀装填，同时也能完成一定高度差和宽度间隔的跨厢运动，进入下节车厢，完成对整列火车的平料。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

包括螺旋推料机构、升降机构、行走机构、防偏机构、机架、动力装置、电控装置、操控装置。工作时行走机构平行放置在火车宽度方向的两侧车帮上，在其外侧通过螺栓联接有多组行走防偏机构，布置在车帮外侧的防偏侧滚轮组起到防止平料机行走脱离轨道的作用；行走机构上端端梁部位对称的底座上通过螺栓联接固定有升降支架；升降支架由两长方钢中间垂直对称焊接有两短方钢组成“梯形”结构，在两短方钢和长方钢围成的框型区域上表面焊接有联接板，内部有竖直加强板，升降机构的多节伸缩套筒穿过框型区域，其最外一节联接在框型区域上表面联接板上，使其垂直布置在整机中部，其最底端则联接在螺旋推料机构中间的底座上，使螺旋推料机构长度方向垂直于铁轨，整机除去电控装置和动力装置外沿车厢长度和宽度方向均基本对称。链轮组由左主动链传动、右主动链传动、左从动链传动、右从动链传动组成；行走驱动装置通过左主动链传动、右主动链传动和左从动链传动、右从动链传动带动车轮组的四套车轮同步转动。

行走机构两端各有一套采用对称布置，由两台电动机分别驱动两侧各四部车轮组的结构形式，通过车轮组在火车车厢车帮上滚动，实现螺旋平料机沿车厢长度方向的移动，带动螺旋输送机构沿车厢长度方向前后移动，完成沿车厢长度方向的平仓任务，也可实现螺旋平料机的跨厢运动，进入下节车厢。

防偏机构总共六组对称布置在两行走机构外侧，通过布置在车帮外侧的侧滚轮保证行走机构能一直在车帮上滚动不偏离轨道，两端侧滚轮的间距略大于车厢的理论宽度，大部分情况下它被锁定在其轴线垂直于车帮的位置，车厢因长期使用变形较大时，采用电动推杆解锁防偏侧滚轮，在行走过程中驱使侧滚轮小幅向外侧张开，从而使平料机能顺利通过，然后再锁定侧滚轮。

螺旋推料机构采用两组旋向相反的螺旋输送机以及设置在螺旋输送机侧面的刮板作为平仓作业的主要工作机构。两组螺旋输送机沿车厢宽度方向首尾相接并排成“一”字形，两组螺旋输送机的螺旋轴轴向均沿车厢宽度方向。每组螺旋输送机均可单独动作，亦可联合动作，根据需要可实现将车厢内任意位置尖角形料堆的物料沿车厢宽度方向双向推移，达到沿车厢宽度方向平仓的目的；设置在螺旋输送机侧面的刮板，其长度方向平行于螺旋输送机螺旋轴的轴向，且略短于车厢宽度，当螺旋平料机沿车厢长度方向行走时，刮板可对车厢内尖角形料堆的物料沿车厢长度方向进行双向推移，达到沿车厢长度方向平仓的目的。

升降机构采用液压驱动装置和多节伸缩式液压缸驱使螺旋输送机构沿竖直方向上下移动，调节插入物料的深度满足，不同高度物料面的平仓作业要求；还可将螺旋输送机提升到最高位置，实现螺旋平料机跨厢时避让车厢端部车帮的目的。多节伸缩式液压缸外侧包裹着与之同轴线的多节为加强结构和连接需要的伸缩套筒，多节伸缩式液压缸和伸缩套筒的设计既能实现螺旋输送机构竖直方向上较大的运动行程，又可使车帮上的螺旋平料机重心低矮，保证螺旋平料机行走、跨厢的安全。伸缩套筒倒放在升降支架上，其最外节下端固定在升降支架上，通过内部液压缸的伸缩带动伸缩套筒伸缩，使下端的螺旋输送机垂直运动，升降驱动装置则通过薄板焊接在升降支架上。

机架上安装有螺旋推料机构、行走机构和升降机构、发电机、电控装置，防偏机构则安装在行走机构上。

动力装置为整个螺旋平料机供电，使螺旋平料机不受外部电力的影响，可在野外等条件下工作；电控装置为螺旋平料机提供电源及电气控制；操控装置则可在人员的操纵下完成螺旋平料机的各种运动，实现平料作业的目的，既可以将操控平台布置在螺旋平料机上，也可以单独布置在地面上，满足不同的工况条件需求。为提高螺旋平料机对不同种类物料是适应性及作业效率，螺旋平料机的升降机构及行走机构均采用变频调速控制。

本发明的有益效果是：由自带动力装置供电以火车车厢车帮为轨道直接在车厢上行走，可实现沿列车轨道方向对整列列车所有车厢进行扫描式平仓作业。由于采用螺旋及刮板推料方式，可实现对车厢内任意分布的尖角形料堆进行平整作业，完全取代人工平仓作业，同时自带的动力装置又能满足任意地点的平仓任务，具有平仓效果好、效率高、适应性强、安全可靠等特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为螺旋推料机构的结构示意图；

图4为图3的侧视图。

图5为升降机构的结构示意图；

图6为图5的侧视图。

图7为行走机构的结构示意图；

图8为图7的侧视图。

图9为防偏机构的结构示意图；

图10为图9的侧视图。

图11为机架的结构示意图。

图12为图11的侧视图。

图13为本发明的工作示意图。

图14为图13的侧视图。

图中：1、螺旋平料机；2、车厢；3、螺旋推料机构；4、升降机构；5、行走机构；6、防偏机构；7、机架；8、动力装置；9、电控装置；10、左螺旋；11、右螺旋；12、左螺旋驱动装置；13、右螺旋驱动装置；14、刮板；15、螺旋支架；16、伸缩式液压缸；17、伸缩套筒；18、升降驱动装置；19、车轮组；20、行走驱动装置；21、链轮组；22、电动推杆；23、侧滚轮组；24、推杆驱动装置；25、升降支架；26、动力装置支架；27、端梁；28、左主动链传动；29、右主动链传动；30、左从动链传动；31、右从动链传动。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，包括：螺旋推料机构3、升降机构4、行走机构5、防偏机构6、机架7、动力装置8、电控装置9、操控装置。在本发明实施例中，动力装置7为发电机。螺旋平料机1由自身发电机供电以火车车厢2的车帮为轨道在车厢2上行走，在车厢2上方对车厢2内的物料进行平仓作业，同时也能完成一定高度差和宽度间隔的跨厢运动，实现对整列火车平料。

如图7、图8所示，行走机构5共两套包括车轮组19、行走驱动装置20及链轮组21。一套行走机构的车轮组19为四套，均安装在机架7两侧的端梁27上。行走驱动装置20为两套，分别从升降支架25的空隙中安装在机架端梁27上。链轮组21由左主动链传动28、右主动链传动29、左从动链传动30、右从动链传动31组成；行走驱动装置20的三合一减速电机通过左主动链传动28、右主动链传动29和左从动链传动30、右从动链传动31带动车轮组19的四套车轮同步沿车帮2转动，实现在车厢2长度方向上的前后移动，多轮驱动的形式有利于完成跨厢运动。

如图9、图10所示，防偏机构6包括电动推杆22、侧滚轮组23、推杆驱动装置24。电动推杆22、侧滚轮组23、推杆驱动装置24各为六套，均安装在行走机构链轮罩的外侧，且各侧的三套防偏机构在车厢2长度方向上共面，并以车厢2车帮的侧表面为滚轮踏面，防止螺旋平料机1在车帮上运动时偏离轨道。两端侧滚轮组的间距比车厢2的理论宽度略宽，大部分情况下侧滚轮组被锁定在垂直于车帮侧表面，而当遇到车厢2因长期使用变形较大，超过了预留空间时，这时推杆驱动装置24带动电动推杆22向下运动，解除侧滚轮组23的锁定，螺旋平料机1在向前运动时侧滚轮组23小幅向外张开一定的角度，顺利通过此区域。六套侧滚轮组分别通过各自的电动推杆22和推杆驱动装置24带动能实现独立运动，保证螺旋平料机1在车帮上行走不偏离。

螺旋推料机构3是螺旋平料机1平仓作业的主要工作机构，其长度略小于车厢2的宽度，工作时其长度方向垂直于列车轨道方向。平仓作业时螺旋推料机构3插入料堆物料中，实现将尖角形料堆高处物料推移至相对较低位置处。升降机构4布置在机架5的中心部位，其作用是携带固接在其底部的螺旋推料机构3，沿竖直方向相对机架7上下移动一定的行程，以满足不同高低物料面的平仓作业要求和跨厢运动时规避车厢端部的目的。行走机构5两端各有一套以车厢2的车帮为轨道，使螺旋平料机1能在车帮上沿车厢2的长度方向行走，也能完成有一定高度差和宽度间隔的跨厢动作，进入下节车厢2，完成整列火车的平仓作业任务。防偏机构6总共六组，在两行走机构的外侧对称布置，使螺旋平料机1的行走机构5能一直在车帮上沿火车长度方向行走不偏离轨道，同时在遇到火车车厢因长期使用而出现较大变形处，也能小幅张开侧滚轮顺利通过。

如图3、图4所示，螺旋推料机构3包括左螺旋10、右螺旋11、左螺旋驱动装置12、右螺旋驱动装置13、刮板14以及螺旋支架15。左螺旋10、右螺旋11具有相同的长度、外径及螺距等结构尺寸，但两者旋向相反。左螺旋10、右螺旋11均安装在螺旋支架12下部，且首尾相连紧靠在一起排成“一”字形，工作时螺旋轴轴向沿车厢2宽度方向。螺旋支架15上部的左端安装有左螺旋驱动装置12，右端安装有右螺旋驱动装置13，两套驱动装置可分别单独驱动各自对应的螺旋正、反双向旋转。螺旋支架15的中间部位与升降机构4的下部通过螺栓或焊接固联。螺旋支架15的一侧沿长度方向固接有与其等长度的刮板14，刮板14由半圆柱空心管和平板组成，半圆柱空心管套在两螺旋外且与螺旋同轴，其末端固接有一段平板，该半圆柱空心管同时作为螺旋输送的输送管。螺旋平料机1进行平仓作业时，由升降机构4携带螺旋推料机构3向下移动，螺旋推料机构3的左螺旋10、右螺旋11的螺旋叶片插入物料内一定深度，根据尖角形料堆在车厢宽度方向截面的位置，通过两螺旋的正正、正反、反正或反反旋转组合运动，驱使物料沿螺旋轴向单向或双向移动，也即使物料沿车厢2宽度方向从高处向低处流动，实现沿车厢2宽度方向的平整作业。当螺旋平料机1在车厢车帮上行走时，带动沿整个车厢2宽度方向布置的刮板14，推动物料沿车厢2长度方向从高处向低处流动，实现沿车厢2长度方向的平整作业。

如图5、图6所示，升降机构4包括多节伸缩式液压缸16、伸缩套筒17、升降驱动装置18。多节伸缩套筒17倒放，其最外节下端固定在升降支架25上，用以限制伸缩式液压缸16和伸缩套筒17只能沿竖直方向运动。升降驱动装置18安装在升降支架25上，伸缩套筒17下端通过螺栓或焊接与螺旋支架14固联。螺旋平料机1进行平仓作业时，升降驱动装置18采用液压马达，驱使伸缩式液压缸16和伸缩套筒17沿竖直方向上下伸缩，带动下端螺旋推料机构3垂直方向上下移动，使螺旋推料机构能满足不同的料堆高度平仓作业要求；当完成一节车厢的平仓后，升降机构4驱使螺旋推料机构3上升至最高位置以跨过车厢2头部或尾部车帮进入下一节车厢2，然后再驱使螺旋推料机构3下降到合适的位置对这节车厢2进行作业。多节伸缩式液压缸16和伸缩套筒17既能实现较大的竖直运动行程，又可使车帮上的螺旋平料机1重心低矮，保证螺旋平料机1行走、跨厢的安全。

如图11、图12所示，机架7为框架型两层金属结构件，包括升降支架25、动力装置支架26、端梁27。升降支架25安装有升降机构4的伸缩套筒17和升降驱动装置18，端梁27上安装有整个行走机构5；柴油发电机支架26固定在两行走机构5之间，其上安装有动力装置8和电控装置9。

动力装置8、电控装置9、操控装置为螺旋平料机1提供电源、电气控制。动力装置8为发电机，可自行供电给螺旋平料机1；电控装置9为螺旋平料机1提供电源及电气控制；操控装置则可在人员的操纵下完成螺旋平料机1的各种运动，实现平料作业的目的，既可以将操控平台布置在螺旋平料机1上，也可以布置在地面上，满足不同的使用需求。为提高螺旋平料机1对不同种类物料的适应性及作业效率，螺旋平料机1的升降机构4及行走机构5均采用变频调速控制。

Claims (5)

1.一种流动式高效螺旋平料机，包括行走机构(5)，其特征在于：还包括螺旋推料机构(3)、升降机构(4)、防偏机构(6)、机架(7)、动力装置(8)、电控装置(9)、操控装置；工作时行走机构(5)平行放置在火车宽度方向的两侧车厢(2)车帮上，在其外侧通过螺栓联接有多组行走防偏机构(6)，布置在车帮外侧的防偏侧滚轮组起到防止平料机行走脱离轨道的作用；行走机构(5)上端端梁部位对称的底座上通过螺栓联接固定有升降支架(25)；升降支架(25)由两长方钢中间垂直对称焊接有两短方钢组成“梯形”结构，在两短方钢和长方钢围成的框型区域上表面焊接有联接板，内部有竖直加强板，升降机构的多节伸缩套筒(17)穿过框型区域，其最外一节联接在框型区域上表面联接板上，使其垂直倒放在整机中部，其最底端则联接在螺旋推料机构(3)中间的底座上，使螺旋推料机构(3)长度方向垂直于铁轨，整机除去电控装置(9)和动力装置(8)外沿车厢长度和宽度方向均基本对称；链轮组(21)由左主动链传动(28)、右主动链传动(29)、左从动链传动(30)、右从动链传动(31)组成；行走驱动装置(20)通过左主动链传动(28)、右主动链传动(29)和左从动链传动(30)、右从动链传动(31)带动车轮组(19)的四套车轮同步转动；

多组防偏机构(6)包括电动推杆(22)、侧滚轮组(23)、推杆驱动装置(24)；电动推杆(22)、侧滚轮组(23)、推杆驱动装置(24)各为六套，均安装在行走机构(5)链轮罩的外侧，且各侧的三套防偏机构(6)在车厢(2)长度方向上共面，并以车厢(2)车帮的侧表面为滚轮踏面，防止螺旋平料机(1)在车帮上运动时偏离轨道；两端侧滚轮组(23)的间距比车厢(2)的宽度略宽，六套侧滚轮组(23)分别通过各自的电动推杆(22)和推杆驱动装置(24)带动能实现独立运动。

2.根据权利要求1所述的流动式高效螺旋平料机，其特征在于：所述的螺旋推料机构(3)包括左螺旋(10)、右螺旋(11)、左螺旋驱动装置(12)、右螺旋驱动装置(13)、刮板(14)以及螺旋支架(15)；左螺旋(10)、右螺旋(11)具有相同的长度、外径及螺距，但两者旋向相反；左螺旋(10)、右螺旋(11)均安装在螺旋支架(15)下部，且首尾相连紧靠在一起排成“一”字形，工作时螺旋轴轴向沿车厢(2)宽度方向；螺旋支架(15)上部的左端安装有左螺旋驱动装置(12)，右端安装有右螺旋驱动装置(13)，两套驱动装置可分别单独驱动各自对应的螺旋正、反双向旋转；螺旋支架(15)的中间部位与升降机构(4)的下部通过螺栓或焊接固联；螺旋支架(15)的一侧沿长度方向固接有与其等长度的刮板(14)，刮板(14)由半圆柱空心管和平板组成，半圆柱空心管套在两螺旋外且与螺旋同轴，其末端固接有一段平板，该半圆柱空心管同时作为螺旋输送的输送管。

3.根据权利要求2所述的流动式高效螺旋平料机，其特征在于：所述的升降机构(4)包括多节伸缩式液压缸(16)、伸缩套筒(17)、升降驱动装置(18)；多节伸缩套筒(17)倒放，其最外节下端固定在升降支架(25)上，用以限制伸缩式液压缸(16)和伸缩套筒(17)只能沿竖直方向运动；升降驱动装置(18)安装在升降支架(25)上，伸缩套筒(17)下端通过螺栓或焊接与螺旋支架(15)固联。

4.根据权利要求3所述的流动式高效螺旋平料机，其特征在于：所述的机架(7)为框架型两层金属结构件，包括升降支架(25)、动力装置支架(26)、端梁(27)；升降支架(25)安装有升降机构(4)的伸缩套筒(17)和升降驱动装置(18)，端梁(27)上安装有整个行走机构(5)；动力装置支架(26)固定在两行走机构(5)之间，其上安装有动力装置(8)和电控装置(9)。

5.根据权利要求4所述的流动式高效螺旋平料机，其特征在于：所述的动力装置(8)、电控装置(9)、操控装置为螺旋平料机(1)提供电源；动力装置(8)为发电机，可自行供电给螺旋平料机(1)；电控装置(9)为螺旋平料机(1)提供电源及电气控制；操控装置则可在人员的操纵下完成螺旋平料机(1)的各种运动，实现平料作业的目的，既可以将操控平台布置在螺旋平料机(1)上，也可以布置在地面上；螺旋平料机(1)的升降机构(4)及行走机构(5)均采用变频调速控制。