CN105293090A - 矿用伸缩臂式排土机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用伸缩臂式排土机，包括支撑桁架臂、前履带式底盘、后履带式底盘、伸缩排料臂和伸缩式带式输送机；前后履带式底盘分别设置于支撑桁架臂中部和后端，支撑桁架臂在前履带式底盘的驱动下绕后履带式底盘的回转轴摆动；伸缩排料臂设置于支撑桁架臂内由前履带式底盘驱动，能够相对支撑桁架臂进行伸缩运动；伸缩式带式输送机具有固定部分和伸缩部分，固定部分固定设置于支撑桁架臂内，伸缩部分设置在伸缩排料臂上；通过支撑桁架臂与伸缩排料臂的摆动和伸缩运动，带动伸缩带式输送机的摆动与伸缩运动，实现在第一半径与第二半径之间的扇形区域内任意点进行卸料。本发明排土机能够保证作业的安全。

Description

矿用伸缩臂式排土机

技术领域

本发明涉及排土机，特别涉及一种地下金属矿塌陷区尾矿固结排放综合治理用排土机。

背景技术

当前，对于地下采矿塌陷区进行综合治理普遍认为是一个世界性难题，金属矿山尾矿多以泥浆形式外排形成尾矿库，尾矿库占地面积大，极具安全隐患，且其中富含选矿药剂，对环境污染严重。

目前较合理的尾矿的处理方法是将尾矿固结后作为塌陷区的填充材料，将塌陷区进行综合治理，一是延长尾矿库服务年限；二是解决地表塌陷坑的回填和土地复垦问题。

目前，尾矿固结排放(或称为“排弃”)的塌陷区综合治理方法已经被部分矿山使用，其方法是将尾矿勾兑一定比例的水泥后由带式输送机运输至塌陷坑边缘，然后利用挖掘机或前装机将尾矿转排入塌陷坑，由于固结尾矿外边坡坡度为59°左右，而固结尾矿的安息角是40°左右，挖掘机或前装机在固结体边缘工作有滑落到塌陷区的危险，而且效率低下。

因此需要一种安全高效的排土设备，在保证作业设备和人员安全的情况下，将勾兑一定比例水泥后的尾矿转排入塌陷坑，保证各矿山安全运行，提高生产效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于地下矿塌陷区综合治理的、可在沉稳期内进行作业的矿用伸缩臂式排土机，保证排土作业安全性。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种矿用伸缩臂式排土机，包括支撑桁架臂、前履带式底盘、后履带式底盘、伸缩排料臂和伸缩式带式输送机；前履带式底盘和后履带式底盘分别设置于所述支撑桁架臂中部和后端，所述支撑桁架臂在所述前履带式底盘的驱动下绕所述后履带式底盘的回转轴摆动；伸缩排料臂设置于所述支撑桁架臂内，由所述前履带式底盘驱动，能够相对所述支撑桁架臂进行伸缩运动；伸缩式带式输送机具有固定部分和伸缩部分，所述固定部分固定设置于所述支撑桁架臂内，所述伸缩部分设置在所述伸缩排料臂上；其中，通过支撑桁架臂与伸缩排料臂的摆动和伸缩运动，带动伸缩带式输送机的摆动与伸缩运动，实现在第一半径与第二半径之间的一扇形区域内任意点进行卸料。

本发明的有益效果在于，本发明提出一种用于地下矿塌陷区综合治理的、可在沉稳期内进行作业的矿用伸缩臂式排土机，能够保证排土作业安全性。

本发明的矿用伸缩臂式排土机，可满足在塌陷坑内的扇形区域内任意点进行固结尾矿排放的工艺要求；所述矿用伸缩臂式排土机的履带式底盘至固结尾矿外边坡坡顶距离足够远且保持不变，保证作业的安全。

在保证排土作业安全性的情况下，进而可提高生产效率，延长尾矿库服务年限，缩短塌陷区土地回复周期，最大限度获取土地资源效益。

附图说明

图1是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的伸缩排料臂全缩回结构示意图；

图2是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的伸缩排料臂全伸出结构示意图；

图3是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的伸缩式带式输送机的原理示意图；

图4是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的伸缩排料臂结构示意图；

图5是图2中A-A剖视图；

图6是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的支撑桁架臂结构示意图；

图7是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的支撑桁架臂区域C结构示意图；

图8是图6中I部放大图；

图9是图2中B-B剖视图；

图10是图2中C-C剖视图；

图11是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的上部铰架结构示意图；

图12是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的下部铰架结构示意图；

图13是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的关节轴承的示意图；

图14是本发明实施例矿用伸缩臂式排土机的排土工艺图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例的矿用伸缩臂式排土机能够用在地下矿塌陷区综合治理的、可在沉稳期内进行作业。

以下具体介绍本发明实施例的矿用伸缩臂式排土机。

本发明实施例的矿用伸缩臂式排土机，主要包含伸缩式带式输送机1、伸缩排料臂2、支撑桁架臂3、前履带式底盘4和后履带式底盘5，以及前回转支撑台6、后回转支撑台7、支撑铰架组件8、前回转支承10、后回转支承9、支撑小车11和拉杆机构42等辅助部件。

本说明书中，以伸缩排料臂2伸出的一侧为前侧，反之为后侧。

如图1所示，支撑桁架臂3分别通过前回转支撑台6和前回转支承10支撑在前履带式底盘4上，后履带式底盘5通过后回转支承9连接后回转支撑台7，后回转支撑台7通过支撑铰架组件8连接支撑桁架臂3，其中，前履带式底盘4设置在支撑桁架臂3中部，而后履带式底盘5设置在支撑桁架臂3后端。前履带式底盘4、后履带式底盘5配合，提供整个矿用伸缩式排土机的行走、伸缩及摆动等。

并且，如图14所示，整个矿用伸缩式排土机可以在前履带式底盘4驱动下，绕后履带式底盘5的回转支承10的轴线回转(或称摆动)。

如图2所示，伸缩排料臂2设置在支撑桁架臂3中，可以向前伸出的最大长度为L，而带式输送机1，部分连接在支撑桁架臂3中，部分连接在伸缩排料臂2上，伸缩排料臂2的伸缩可以带动带式输送机1的前端做伸缩运动。而伸缩排料臂2，是在前履带式底盘4的前后移动的带动下进行伸缩运动。

以下逐一介绍上述几个主要部件，其他辅助部件分散在其中进行介绍：

一、伸缩式带式输送机

如图3所示，本发明实施例的矿用伸缩臂式排土机，其伸缩式带式输送机1，包括输送带12以及多个滚筒和托辊，滚筒和托辊可以分为两部分，一部分是设置于伸缩排料臂2，与随伸缩排料臂2一起进行伸出与缩回的伸缩部分，另一部分是固定设置在支撑桁架臂3中的固定部分。

其中，如图3所示，图3中的上部分显示的是伸缩部分随伸缩排料臂2一起伸出时的状态，图3中的下部分显示的是伸缩部分随伸缩排料臂2一起缩回时的状态，伸缩部分包括卸料滚筒13、承载托辊14、回程托辊15和改向滚筒16，固定部分则包括驱动滚筒17、改向滚筒18、改向滚筒19、张紧滚筒20、缓冲托辊21、承载托辊22、回程托辊23和改向滚筒24。

其中，在托辊方面，缓冲托辊21的密度大于承载托辊14、22的密度，承载托辊14、22的密度大于回程托辊15、23的密度。在滚筒方面，卸料滚筒13的位置高于改向滚筒16，改向滚筒24在改向滚筒16的前侧下侧。

如图3所示，伸缩式带式输送机1的伸出状态与缩回状态的最大位置差为L，也即最大伸缩量为L或伸缩范围为L，其限定在一个安全范围内。卸料滚筒13可根据需要在带式输送机伸缩范围L内任意一点排料。如图6所示，伸缩式带式输送机1的受料点43，则是靠近驱动滚筒17且位于驱动滚筒17的前侧。并且，是在后履带式底盘5的上述回转支承9的轴线上。

二、伸缩排料臂

伸缩排料臂2设置在支撑桁架臂3中，并可以从支撑桁架臂3的前侧伸出。

卸料滚筒13、承载托辊14、回程托辊15、改向滚筒16都安装在伸缩排料臂2上。但伸缩排料臂2并无独立的动力机构，驱动伸缩排料臂2的动力来自于前履带式底盘4的前后移动，随着前履带式底盘4的前后移动可以驱动伸缩排料臂2的伸出与缩回。

如图4所示，伸缩排料臂2上中部下方设计有一个销孔25，而伸缩排料臂2后端的上表面则安装有一对支承轮26。在前后方向上，销孔25位于履带式底盘4的正上方。

伸缩排料臂2后端安装的一对支承轮26，如图5所示，支撑在支撑桁架臂3的支撑轨道27上，支撑轨道27设置在支撑桁架臂3的顶部内侧，如图6所示，是在支撑桁架臂3的区域D内，支撑轨道27位于支承轮26的上方，支撑轨道27的长度应大于等于伸缩排料臂2的最大伸缩量L。

伸缩排料臂2通过销孔25与前履带式底盘4上方的前回转支撑台6铰接，伸缩排料臂2与前回转支撑台6具有一个回转自由度。如图4所示，以销孔25为界，可将伸缩排料臂2分为长度为A和B的前段和后段，前段的长度A大于后段的长度B，保证伸缩排料臂2的重心位于销孔25的前侧(图4中的左侧)，保证支承轮26压住支撑桁架臂3的支撑轨道27底面，防止伸缩排料臂2相对于支撑桁架臂3绕销孔25轴向转动，保证伸缩排料臂2相对于支撑桁架臂3只有一个沿物料运输方向(从后向前)的自由度。

如图9所示，伸缩排料臂2还通过销轴组件30、销孔25与前回转支撑台6铰接。

三、支撑桁架臂3

如图1和图7所示，支撑桁架臂3整体上是一个卧式四棱柱框架结构，大部分位置上具有横梁和拉筋，支撑在前。

驱动滚筒17、改向滚筒18、改向滚筒19、张紧滚筒20、缓冲托辊21、承载托辊22、回程托辊23和改向滚筒24都是设置在支撑桁架臂3上，并为伸缩排料臂2提供辅助支撑，为了保证伸缩排料臂2伸缩运动的稳定性，在支撑桁架臂3底面内侧还设置有用于支撑伸缩排料臂2的滚轮26的支撑轨道27。

如图7-图9所示，支撑桁架臂3在区域C内底部纵梁上设计有一对支撑轨道28，支撑轨道28两端设计有极限限位29，在区域C内，支撑桁架臂3的腹部为开口设计，没有横梁与拉筋，以便于支撑小车11在支撑轨道28的两极限限位29之间移动。

如图6所示，支撑桁架臂3上方设置有拉杆机构42。

四、履带式底盘

如图9所示，前履带式底盘4与前回转支撑台6通过前回转支承10连接，前履带式底盘4与前回转支撑台6有一个垂直方向的旋转自由度，前履带式底盘4相对于支撑桁架臂3在水平方向具有一个垂直于物料运输方向的旋转自由度、一个垂直方向的回转自由度、一个沿物料运输方向的行走自由度。

如图9所示，而前回转支撑台6安装有一对销轴组件30和一对销轴组件31，前回转支撑台6通过销轴组件30与伸缩排料臂2铰接，销轴组件30中的销轴穿设于销孔25中。

销轴组件31上安装支撑小车11，支撑小车11通过销孔32安装在销轴组件31上，如图8所示，支撑小车11安装有一对支承轮33、一对机械挂钩34，支撑小车11通过支承轮33、机械挂钩34与支撑桁架臂3相连，支承轮33可在支撑桁架臂3的区域C内的支撑轨道28上的两极限限位29之间自由行走，销轴组件31确保支撑桁架臂3相对于前回转支撑台6有一个水平方向旋转自由度。其中，机械挂钩34的作用是避免支撑小车11在垂直方向上上下蹿动。

如图10所示，后履带式底盘5与后回转支撑台7通过前回转支承10连接，后履带式底盘5与后回转支撑台7有一个垂直方向的旋转自由度，后履带式底盘5相对于支撑桁架臂3在水平方向具有一个垂直于物料运输方向的旋转自由度、一个垂直方向的回转自由度、水平方向一个沿物料运动方向的限定在一定角度内的摆动自由度。

支撑铰架组件8安装在伸缩带式输送机1受料点43正下方，如图13所示，支撑铰架组件8由上部铰架35、下部铰架36以及关节轴承37组成。

上部铰架35与下部铰架36通过关节轴承37相连接，上部铰架35与下部铰架36之间具有三个旋转自由度，上部铰架35与下部铰架36上设计有一对同轴安装的U型加强板38与39，U型加强板38与39将上部铰架35与下部铰架36之间沿垂直方向的和沿物料运输方向的旋转限制在关节轴承37允许的偏转角度内。

支撑铰架组件8通过上部铰架35与支撑桁架臂3连接，通过下部铰架36与后回转支撑台7连接，后回转支撑台7通过后回转支承9与后履带式底盘5连接。

下面再介绍一个本发明矿用伸缩式排土机的工作过程与工艺要求。

前履带式底盘4可通过前回转支撑台6驱动伸缩排料臂2沿物料运输方向运动实现伸缩带式输送机1伸缩运动；前履带式底盘4可通过前回转支撑台6驱动伸缩排料臂2及支撑桁架臂3垂直于物料运输方向运动实现伸缩带式输送机1绕受料点43的摆动运动。本发明实施例的矿用伸缩臂式排土机可通过伸缩带式输送机1的伸缩运动与摆动运动实现在塌陷坑40的边界线41以内、半径R1至R2的区域内任意点进行固结尾矿排放的工艺要求；

如图2所示，本发明实施例的矿用伸缩臂式排土机的前履带式底盘4至卸料点即固结尾矿外边坡坡顶距离始终为A，保证作业的安全；

前履带式底盘4相对于支撑桁架臂3在水平方向具有一个垂直于物料运输方向的旋转自由度、一个垂直方向的回转自由度、一个沿物料运动方向的行走自由度。后履带式底盘5相对于支撑桁架臂3在水平方向具有一个垂直于物料运输方向的旋转自由度、一个垂直方向的回转自由度、水平方向一个沿物料运动方向的限定在一定角度内的摆动自由度。即：后履带式底盘5相对于前履带式底盘4在水平方向具有一个垂直于物料运输方向的旋转自由度、一个垂直方向的回转自由度、水平方向一个沿物料运动方向的限定在一定角度内的摆动自由度，确保本发明实施例的矿用伸缩臂式排土机在各种方向及角度、起伏不定的场地上进行作业时具有绝佳的适应性，避免支撑桁架臂3承受额外的扭矩。

本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述矿用伸缩臂式排土机包括：

支撑桁架臂；

前履带式底盘和后履带式底盘，分别设置于所述支撑桁架臂中部和后端，所述支撑桁架臂在所述前履带式底盘的驱动下绕所述后履带式底盘的回转轴摆动；

伸缩排料臂，设置于所述支撑桁架臂内，由所述前履带式底盘驱动，能够相对所述支撑桁架臂进行伸缩运动；

伸缩式带式输送机，具有固定部分和伸缩部分，所述固定部分固定设置于所述支撑桁架臂内，所述伸缩部分设置在所述伸缩排料臂上；

其中，通过支撑桁架臂与伸缩排料臂的摆动和伸缩运动，带动伸缩带式输送机的摆动与伸缩运动，实现在第一半径与第二半径之间的一扇形区域内任意点进行卸料。

2.如权利要求1所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述支撑桁架臂分别通过前回转支撑台和前回转支承支撑在所述前履带式底盘上，所述后履带式底盘通过后回转支承连接后回转支撑台，所述后回转支撑台通过支撑铰架组件连接所述支撑桁架臂。

3.如权利要求2所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述支撑铰架组件包括上部铰架、下部铰架和关节轴承；所述上部铰架与所述下部铰架通过关节轴承相连接，上部铰架与下部铰架之间具有三个方向上的旋转自由度。

4.如权利要求1所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述伸缩式带式输送机伸缩部分包括卸料滚筒和第一改向滚筒，所述伸缩式带式输送机固定部分包括驱动滚筒、第二改向滚筒、第三改向滚筒、张紧滚筒和第四改向滚筒；

所述卸料滚筒的位置高于所述第一改向滚筒，所述第四改向滚筒在所述第一改向滚筒的前侧下侧。

5.如权利要求3所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述卸料点设置于所述伸缩式带式输送机的前端，所述受料点设置于所述伸缩式带式输送机的后端，所述受料点设置于所述支撑铰架组件的正上方。

6.如权利要求2所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述伸缩排料臂的中部下方设置有一第一销孔，所述伸缩排料臂后端的上表面安装有一对第一支承轮；

所述第一销孔位于所述前履带式底盘的正上方；

所述第一支承轮支撑在所述支撑桁架臂的第一支撑轨道上，所述第一支撑轨道设置在所述支撑桁架臂的顶部内侧；

所述伸缩排料臂通过所述第一销孔与所述前回转支撑台铰接，以所述第一销孔为界定义出所述伸缩排料臂的前段和后段，所述前段的长度大于所述后段的长度。

7.如权利要求6所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述支撑桁架臂在一第一区域内的底部纵梁上设置有一对第二支撑轨道，所述第二支撑轨道两端设计有极限限位，所述支撑桁架臂在所述第一区域内的腹部为没有横梁与拉筋的开口设计；

所述两极限限位之间的间距等于所述伸缩排料臂的最大伸缩量。

8.如权利要求7所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述前回转支撑台安装有一对第一销轴组件和一对第二销轴组件，所述第一销轴组件中的销轴穿设于所述第一销孔中；

所述第二销轴组件上安装有支撑小车，所述支撑小车具有第二销孔、一对第二支承轮和一对机械挂钩，所述支撑小车通过所述第二销孔安装在所述第二销轴组件上，所述支撑小车通过所述第二支承轮、所述机械挂钩与所述支撑桁架臂相连，所述第二支承轮能够在所述支撑桁架臂的所述第二支撑轨道上的两所述极限限位之间行走。

9.如权利要求8所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述前履带式底盘相对于所述支撑桁架臂在水平方向具有一个垂直于物料运输方向的旋转自由度、一个垂直方向的回转自由度、一个沿物料运动方向的行走自由度；所述后履带式底盘相对于所述支撑桁架臂在水平方向具有一个垂直于物料运输方向的旋转自由度、一个垂直方向的回转自由度、水平方向上一个沿物料运动方向的限定在一定角度内的摆动自由度。

10.如权利要求3所述的矿用伸缩臂式排土机，其特征在于，所述上部铰架与下部铰架上分别设置有一对同轴安装的第一U型加强板和第二U型加强板，所述第一U型加强板和第二U型加强板将所述上部铰架与所述下部铰架之间沿垂直方向的和沿所述伸缩式带式输送机的物料运输方向的旋转限制在所述关节轴承允许的偏转角度内。