CN103758515A - 履带式自移机尾 - Google Patents

Abstract

本发明属于高效快速掘进后配套设备的技术领域，具体涉及一种履带式自移机尾，解决了现有井下运输系统存在的问题。其包括履带式底盘总成、轨道组件、移动小车以及转载部，轨道组件、转载部设置于底盘总成顶部，移动小车可移动式安装于轨道组件，移动小车前部与皮带转载机铰接，移动小车后部固定连接转载部。本发明实现了掘-支-运作业的同步进行，提高巷道掘进效率，解决了制约大型矿井高效集约化生产的共性关键问题，为推动新型集约化安全高效千万吨矿井的建设具有很大的意义。

Description

履带式自移机尾

技术领域

本发明属于高效快速掘进后配套设备的技术领域，具体涉及一种履带式自移机尾。

背景技术

随着高效综采工作面的快速发展，年消耗回采巷道数量大幅度增加。然而，煤矿巷道准备不足，掘进效率不高等情况已成为制约大型矿井高效集约化生产的共性关键问题。其中，煤矿井下运输系统便是影响巷道掘进效率的重要因素之一。

以往常用的井下运输系统设备主要有2种：①梭车、给料破碎机、顺槽皮带机搭配，②连续运输系统、顺槽皮带机搭配。第一种运输系统为间歇式运输，梭车往返运行于连续采煤机和给料破碎机之间进行受料-运输-卸料作业，在梭车往返行走途中将会产生时间浪费；而给料破碎机直接搭接于顺槽皮带机尾，较短时间内又必须进行延长皮带工作，影响生产效率。第二种运输系统为连续运输，连续运输系统受料端直接跟随连续采煤机作业，卸料端搭接于顺槽皮带上，并与之有一定的设备跟进裕度，可实现受料-运输-卸料上的连续作业。但是连续运输系统体积庞大，设备数量多，操作配合复杂，设备调机便利性不好。因此，急需研发一种能够具备跟随主掘设备移动，且能实现物料顺利转运的运输设备，将会提高巷道掘进效率，最终达到安全生产、减员提效的目的。

发明内容

本发明为了解决现有井下运输系统存在的上述问题，提供了一种履带式自移机尾，是在调研和分析国内外转运设备的基础上，从我国煤层赋存条件、开采特点出发而研制满足高效快速掘进任务的后配套设备。

本发明采用如下的技术方案实现：

履带式自移机尾，其包括履带式底盘总成、轨道组件、移动小车以及转载部，轨道组件、转载部设置于底盘总成顶部，移动小车可移动式安装于轨道组件，移动小车前部与皮带转载机铰接，移动小车后部固定连接转载部。

所述的底盘总成前下方安装前稳定靴，底盘总成后侧安装纠偏机构，前稳定靴通过倒置的双作用油缸通过销轴铰接在底盘总成上，油缸缸体一端连在底盘总成上，活塞杆一端铰链于前稳定靴的一端，前稳定靴的另外一端铰链在底盘总成上；纠偏机构包括后支撑组件、内滑动组件以及后支撑油缸和纠偏油缸组成。

所述的移动小车包括小车架、钢轮组件以及空气弹簧，钢轮组件设置于小车架的底部、与轨道组件滚动配合，下车架顶部前侧设置若干组用于承载皮带装载机卸料部的空气弹簧，移动小车与皮带转载机连接处采用球铰接方式。

所述的轨道组件包括前连杆、轨道、中间连杆和后连杆，其中前连杆、中间连杆和后连杆分别与底盘总成连接，作为轨道的支撑将轨道架起，轨道两端分别安装位移传感器。

所述的转载部通过螺栓固定联接在移动小车后部，转载部包括前盖板、箱型转载料斗、导向板以及翻转油缸，转载料斗前端顶部设置前盖板，后端后端侧部铰接导向板，翻转油缸缸体连接于转载料斗，活塞杆段连接于导向板，前盖板通过若干螺栓孔错位安装实现微调。

本发明集转运、行走、系统动力提供、降尘于一体，其主要特点是转载高效可靠、整机稳定性好、操作方便、可靠性高等。其相对现有技术具有如下有益效果：

1、采用能量转换转载技术，转载路径合理，转运效率高；

2、采用紧凑化设计，重心位置低，整机稳定性好；

3、具有高效快速掘进系统动力中心功能，可对工作面设备的供电进行控制以及对相关配套设备提供动力；

4、具有纠偏功能的底盘，可对设备进行强制纠偏；

5、高效履带系统，运动灵活自如；

6、操作简单、灵活、安全可靠；

7、自动控制、自动检测，安全监测监控保护装置完善。

本发明实现了掘-支-运作业的同步进行，提高巷道掘进效率，解决了制约大型矿井高效集约化生产的共性关键问题，为推动新型集约化安全高效千万吨矿井的建设具有很大的意义。

附图说明

图1为整体结构示意图，

图2为整体结构右侧视图，

图3为整机俯视图，

图4为底盘总成结构示意图，

图5为调偏机构结构示意图，

图6为轨道组件结构示意图，

图7为移动小车结构示意图，

图8为转载部结构示意图，

图9为水冷却系统液压原理图，

其中：1-底盘总成，2-轨道组件，3-移动小车，4-转载部，5-驾驶室，6-翻转油缸，7-水冷却喷雾系统，8-电气系统，9-左、右履带架，10-履带链，11-导向张紧装置，12-行走动力单元，13-前稳定靴，14-纠偏机构, 15-后支撑组件, 16-内滑动组件, 17-后支撑油缸, 18-纠偏油缸, 19-前连杆, 20-轨道, 21-中间连杆, 22-后连杆, 23-小车架, 24-钢轮组件, 25-空气弹簧, 26-前盖板, 27-转载料斗, 28-导向板, 29-翻转油缸, 30-过滤器, 31-减压阀, 32-液控阀，33-压力表，34-皮带驱动电机，36-减速器，37-变频器水槽，38-喷雾。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明。

高效快速掘进后配套技术与装备由履带行走跨骑式锚杆钻车、皮带转载机、履带式自移机尾、迈步式自移机尾组成。皮带转载机由履带行走跨骑式锚杆钻车驱动行走直接跟随全断面掘进机，皮带转载机卸料部搭接履带式自移机尾，履带式自移机尾搭接迈步式自移机尾（顺槽皮带）。履带式自移机尾可实现自行行走，行走速度应与皮带转载机同步。履带式自移机尾作为成套装备里的重要运输设备，第一，需要具备跟随主掘设备移动的功能，由于巷道空间的限制，需要保证履带式行走底盘轻型重载，机动性高；第二，需要具备纠偏的能力，进一步提高可靠性与适应性；第三，需要在短距离内实现物料运输路径的变换，保证掘进落煤运送线路的连贯，如果转载路径不合理，会产生堆煤、回煤，严重影响工作面的连续运输能力。

本发明主要由底盘总成、轨道组件、移动小车、转载部、驾驶室、液压系统、水冷却喷雾系统、电气系统等组成。

底盘总成是本发明的承载部件。用于承载轨道组件、移动小车、转载部、驾驶室、液压系统、水冷却喷雾系统、电气系统。底盘总成应具备行走功能和行走状态自我调整功能。

轨道组件是本发明为移动小车提供导向的部件。移动小车连接其所搭接的皮带转载机，小车钢轮在轨道组件轨道内滑动，而消除履带自移机尾和皮带转载机各自行走不同步所产生的相对位移量。

移动小车是本发明连接皮带转载机和履带自移机尾的部件。小车钢轮在轨道组件轨道内滑动，而消除履带自移机尾和皮带转载机各自行走不同步所产生的相对位移量。

转载部是本发明将物料从皮带转载机转运到迈步式机尾（顺槽皮带）上的部件。因为要求皮带转载机同迈步式机尾（顺槽皮带）平行布置，保证一定量的重合长度，所以履带自移机尾的转载部采用侧卸式布置。

驾驶室是本发明用于操作履带式自移机尾启动、行走、调偏，皮带转载机启动、停车等动作的机构。

液压系统是本发明用于控制完成履带自移机尾行走、迈步式机尾行走、皮带转载机悬挂小车升降等执行机构动作所需的系统机构。

水冷却喷雾系统是本发明用于对电机、变频调速装置、皮带转载机减速器等部件的冷却和对转载部卸料口的降尘。

电气系统是本发明用于控制履带式自移机尾启停、照明、报警、语音通讯及数据传输，皮带转载机启停等功能的系统机构。

1、底盘总成

本发明底盘总成1，主要由左、右履带架9、履带链10、导向张紧装置11、行走动力单元12、前稳定靴13、纠偏机构14组成。

左、右履带架9对称布置，通过行走动力单元12来驱动履带链10做卷绕运动实现设备的行走调动。

前稳定靴13安装在底盘总成1的前下方，由一倒置的双作用油缸通过销轴铰接在底盘总成1上。油缸缸体一端连在底盘总成1上，活塞杆一端铰链在前稳定靴13上，前稳定靴13的另外一端铰链在底盘总成1上。当活塞伸出时，前稳定靴13绕底盘总成1上销轴向下回转并支撑在巷道底板上；反之，当活塞杆缩回时，前稳定靴13向上回转并抬离地面。

纠偏机构14安装在底盘总成1的后侧，主要由后支撑组件15、内滑动组件16以及后支撑油缸17和纠偏油缸18组成。

纠偏机构14的工作过程是，先将前稳定靴13支起，随后推动后支撑油缸17活塞杆带动内滑动组件16伸出，使后支撑组件15与巷道底板接触，让整机履带完全离地；此时，对纠偏油缸18进行操作，推动活塞杆来实现对整机的调整。

前稳定靴13和纠偏机构14的组合使用，可以对设备进行一定程度的姿态调整。另外，前稳定靴13和纠偏机构14可以将设备支离地面150mm，方便对底盘组件进行维护保养。

2、轨道组件

轨道组件2由前连杆19、轨道20、中间连杆21和后连杆22组成，其中前连杆19、中间连杆21和后连杆22分别与底盘总成1连接，作为轨道20的支撑将轨道架起。轨道组件2供移动小车3连接导向使用。

3、移动小车

移动小车3由小车架23、钢轮组件24、空气弹簧25等组成。其前部使用四个空气弹簧25用于承载皮带装载机卸料部，可以有效的来缓冲来自转载机的振动和压力，移动小车3与皮带转载机连接处采用球铰接方式，增加两部件间的相对活动能力，移动小车3后部固定连接转载部4。移动小车3通过2组钢轮在轨道组件2中的滚动来实现该部件的移动，在轨道两端分别安装位移传感器来限制移动小车3的行程，避免皮带转载机或履带自移式机尾因操作失误出现皮带转载机和履带自移机尾之间的拉拽和碰撞事故发生。移动小车3在轨道内有效行程为1.5m。

4、转载部

转载部4是本发明的主要工作机构，其功能主要将物料从皮带转载机转运至顺槽皮带上。转载部4通过螺栓固定联接在移动小车3后部，利用所受物料自身的运动速度以及转载部4合理的转载路径，实现物料的运输。其中前盖板26可以微调，保证接料的顺畅，另外转载料斗27设计有导向板28结构，可以通过翻转油缸29来控制导向板28的开合程度，调整落料的速度和方向，保证物料能够落到顺槽皮带上及时运走。

5、驾驶室

本发明具有独立的驾驶室5，由主架体、顶棚、座椅组件、各种液压元件及电控装置组成。人员在驾驶室内通过操纵各个手柄和按钮来实现设备的行走、姿态调整等功能。人员通过显示器来接收履带自移机尾配置的红外摄像仪所采集的图像，来全面掌握本设备运行状态和前方皮带装载机运行状态。另外，人员还可以通过语音步话器进行设备间的沟通。

6、液压系统

本发明液压系统6采用开式变量系统，液压泵控制方式为恒功率+压力切断+负载敏感控制：负载敏感控制能够使液压泵输出的流量由负载决定，仅供负载所需，没有多余流量输出，节约了能源；压力切断实现在负载压力过大时切断系统压力，保证系统的安全；恒功率控制限制系统的输出功率，保护电机不过载。行走采用高速马达+减速机方式，高压自动变量控制，实现设备的无级调速行走。设备具有自动加油泵，实现了不停机加油、密闭加油，降低了工人劳动强度，避免了常规加油时的油液污染。系统肩负为皮带转载机悬挂系统和皮带张紧装置供油。在检修班时，为迈步自移机尾提供油源，完成其前行工作。

7、水冷却喷雾系统

本发明水冷喷雾系统7主要用于冷却电机、变频调速装置、皮带转载机减速器和降尘，系统可实现皮带停机、系统断水的功能。系统压力0.5Mpa，流量不小于25L。系统主要由过滤器30、减压阀31、液控阀32等组成。水路基本原理是：水源进入减压阀，减压至需要压力，通过液控阀后依次进入变频调速装置冷却单元、50kW变频电机、皮带转载机减速器，然后通过转载料斗上的喷嘴喷出降尘。

8、电气系统

本发明承担工作面所有设备供电中转任务，因此，机载联力四回路组合开关一台，输出回路驱动单元两路采用400A真空接触器。

本发明供电采用1140V、50HZ的供电形式，整机只有一台55kW泵电机，但主电控箱需要控制泵电机和皮带转载机50kW变频驱动电机，因此，主电控箱内置变频调速单元。

本发明行走与皮带转载机行走互锁，皮带转载机行走需要本机驾驶员确认后才能动作，保证操作人员的安全；轨道前后采用行程开关保护移动小车不滑出轨道，触发行程开关后，本机及皮带转载机停止行走，需要解锁后才能行走。

皮带综合保护装置接入本机电控箱，皮带发生故障后，50kW变频电机停止运转。

本发明电控箱控制皮带转载机及迈步式自移机尾各电磁阀控制信号的发出。

本发明具备全面的故障自诊断功能，系统不仅可以检测到故障，还可以显示出故障的类型及位置。采用油温和油位传感器，当油温超限或油位过低时，在程序内设置报警点，及时提醒操作和维护人员。

本发明视频采集系统摄像仪采用广角红外摄像头，在煤矿进行条件恶劣的条件下，具有良好的监视效果；采用12寸显示屏进行视频和设备状态监控，信息数据齐全，可全面掌握设备的运行状态。

本发明电气系统采用的主要元件如真空接触器、断路器和继电器等均采用进口件，确保工作性能的稳定可靠。

Claims (5)

1.一种履带式自移机尾，其特征在于包括履带式底盘总成（1）、轨道组件（2）、移动小车（3）以及转载部（4），底盘总成（1）承载其他各组件，移动小车（3）可移动式安装于轨道组件（2），移动小车（3）前部与皮带转载机铰接，移动小车（3）后部固定连接转载部（4）。

2.根据权利要求1所述的履带式自移机尾，其特征在于所述的底盘总成（1）前下方安装前稳定靴（13），底盘总成（1）后侧安装纠偏机构（14），前稳定靴（13）通过倒置的双作用油缸通过销轴铰接在底盘总成（1）上，油缸缸体一端连在底盘总成（1）上、活塞杆一端铰链于前稳定靴（13）的一端，前稳定靴（13）的另外一端铰链在底盘总成（1）上；纠偏机构包括后支撑组件（15）、内滑动组件（16）以及后支撑油缸（17）和纠偏油缸（18）组成。

3.根据权利要求1所述的履带式自移机尾，其特征在于所述的移动小车包括小车架（23）、钢轮组件（24）以及空气弹簧（25），钢轮组件（24）设置于小车架（23）的底部、与轨道组件（24）滚动配合，小车架（23）顶部前侧设置若干组用于承载皮带装载机卸料部的空气弹簧（25），移动小车与皮带转载机连接处采用球铰接方式。

4.根据权利要求1所述的履带式自移机尾，其特征在于所述的轨道组件（2）包括前连杆（19）、轨道（20）、中间连杆（21）和后连杆（22），其中前连杆（19）、中间连杆（21）和后连杆（22）分别与底盘总成（1）连接，作为轨道（20）的支撑将轨道（20）架起，轨道（20）两端分别安装位移传感器。

5.根据权利要求1所述的履带式自移机尾，其特征在于所述的转载部（4）通过螺栓固定联接在移动小车（3）后部，转载部（4）包括前盖板（26）、箱型转载料斗（27）、导向板（28）以及翻转油缸（29），转载料斗（27）前端顶部设置前盖板（26），后端侧部铰接导向板（28），翻转油缸（29）缸体连接于转载料斗（27）、活塞杆段连接于导向板（28），前盖板通过若干螺栓孔错位安装实现微调。

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