CN105523397B - 一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压螺旋式船舱清底机及其使用方法，属于矿料破碎运输技术领域。该设备包括主机，主机为装载机、铲运机或挖掘机，主机安装有铲斗；所述的铲斗设置有液压破碎装置，液压破碎装置包括转轴和液压马达；所述的转轴设置在铲斗内，转轴安装有破碎叶片；所述的液压马达设置在铲斗的外侧面上，液压马达驱动转轴转动。本发明的设备集破碎和装料于一体，能够对船舱舱底粘结的矿料进行破碎清理，结构简单、紧凑，工作效率高，效果好，不留死角，可连续作业，无需人工进行破碎操作，大大降低了劳动量，降低劳动成本，也避免安全事故的发生；此外，破碎操作不会对船体造成损害，延长船只的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于矿料破碎运输技术领域，涉及运输铁精矿的船舱舱底结底清理设备，更具体地说，涉及一种液压螺旋式船舱清底机及其使用方法。
背景技术
天然矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫精矿粉。精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉，如磁选、浮选、重选等精矿粉。为了方便运输，所有成品铁矿砂都必须在装船装车运输前接受注水，一般含水率在8％以下。在使用运输船对铁精矿、矿石等矿物的运输过程中，潮湿的物料极易粘附于船舱舱底，船只使用不久后，就会在舱底存留大量的底渣，底渣主要由矿石和精矿粉组成，底渣混入水分后硬度很大，沾在舱底非常难清理，从而大大降低船只的实际运输能力，船只耗油量增加，使用成本高。由于目前没有有效的清理工具，通常采用人工用大锤敲击船底清理，清理效率极低，劳动量大，需要边敲击边将清理下的物料清出船舱，清理效果很差；敲击时，物料会溅出，对操作人员产生危害，存在安全隐患；而且容易造成船底变形损坏，将船底挖漏，影响船只寿命，得不偿失。
经检索，中国专利公开号为：CN 103758517 A，公开日为：2014年4月30日的专利文献，公开了一种矿用自行侧卧挖装清底机及其使用方法，适用于煤矿井下回采工作面运输、回风顺槽等巷道的挖掘及清底。该矿用自行侧卧挖装清底机的旋转座安装于底座上，旋转座顶部设置侧卧座，底座中设置旋转液压缸，通过旋转座带动侧卧座和侧卧座上安装的挖掘臂主体旋转；侧卧座上水平设置侧卧座回转体，挖掘臂主体的一端设置于侧卧座回转体上，侧卧液压缸与侧卧座回转体相连，通过侧卧液压缸带动侧卧座回转体及侧卧座回转体上的挖掘臂主体，绕水平侧卧座回转体翻转。该发明可以解决现有生产工作中存在的劳动强度大、生产效率低、清理不彻底等问题，实现煤矿井下实际环境的清底机械化作业，从而大大提高挖掘清底速度。但它是用于煤矿井下回采工作面的运输顺槽、回风顺槽等巷道的页岩、泥质页岩等较松软岩性形成的底板，受地压作用而出现的向上鼓起部分的挖掘和清底，不适用于船舱舱底矿料结底的清理，勉强使用，其清理效果和效率很差。
又如，中国专利公开号为：CN 103274234 A，公开日为：2013年9月4日的专利文献，公开了一种用于清理煤矿矿车底部粘附物的凸轮滑落式矿车清底机，该凸轮滑落式矿车清底机包括固定架、活动架、矿车固定架、减速箱、电机、对拉电绞，活动架位于固定架上面，固定架上端连接有固定导向轴，固定架上部安装有凸轮机构的主动轴，主动轴连接有凸轮，活动架上安装有凸轮机构的从动轴，从动轴连接有从动轮，主动轴与减速箱通过链条相连，减速箱与电机相连，矿车固定架的一侧有拐臂与活动架活动相连，矿车固定架通过滑轮与对拉电绞相连。该发明利用凸轮机构原理，在较短的时间内实现彻底清理车底，速度快，成本低，操作容易，实用性强，但其是适用于煤矿矿车底部粘附物的清理，设备固定，矿车推到设备位置进行清理，不能用于船舱舱底的清理。
综上可知，目前还没有针对于船舱舱底矿料粘结物的专用清理设备，清理时所带来的问题亟待解决。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有矿料运输时，矿料粘附于船舱舱底难以清理，人工清理难度大，效率低，劳动量大，存在安全隐患，以及损坏船只的问题，本发明提供一种液压螺旋式船舱清底机及其使用方法，该设备能够对船舱舱底粘附的矿料进行破碎和装运，效率高，清理效果好，不会对船体造成损坏，具有结构简单、紧凑，易于制造的优点。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种液压螺旋式船舱清底机，包括主机，主机安装有铲斗；所述的铲斗设置有液压破碎装置。
进一步地，所述的主机为装载机、铲运机或挖掘机。
进一步地，所述的液压破碎装置包括转轴和液压马达；所述的转轴设置在铲斗内，转轴安装有破碎叶片；所述的液压马达设置在铲斗的外侧面上，液压马达驱动转轴转动。
进一步地，所述的破碎叶片具有多个，多个破碎叶片沿转轴的轴向呈螺旋状分布。
进一步地，所述的破碎叶片为扇形结构，破碎叶片的叶面与垂直于转轴轴线的平面形成锐角。
进一步地，所述的破碎叶片与垂直于转轴轴线的平面所成的锐角为20°-30°。
进一步地，所述的转轴上设有叶片固定板，转轴与破碎叶片的连接是将破碎叶片通过螺栓安装到叶片固定板上。
进一步地，所述的铲斗的顶部设有挡泥板。
一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法，其步骤为：主机工作，驱动铲斗动作，使液压破碎装置与船舱舱底粘结的矿料接触，同时液压破碎装置工作，对矿料进行破碎，破碎后的矿料装入铲斗内，然后装入矿车或装到输送机运出；如此反复，即可完成船舱舱底粘结矿料的清理和装运。
进一步地，所述的液压破碎装置由主机的液压系统进行控制工作。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，主机驱动铲斗动作，铲斗设置液压破碎装置，液压破碎装置能够对船舱舱底粘结的矿料进行破碎，破碎后的矿料装入铲斗中，该设备集破碎和装料于一体，结构简单、紧凑，工作效率高，效果好，可连续作业，无需人工进行破碎操作，大大降低了劳动量，降低劳动成本，也避免安全事故的发生，此外，破碎操作不会对船体造成损害，延长船只的使用寿命；
(2)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，主机采用装载机、铲运机或挖掘机等能够安装铲斗的工程机械，可方便灵活的操作铲斗的动作，同时也能精确控制液压破碎装置的破碎位置；
(3)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，在液压破碎装置中，液压马达驱动转轴转动，并带动破碎叶片对板结的矿料进行破碎，且破碎叶片沿转轴的轴向呈螺旋状分布，此种结构形式，可连续地进行破碎工作，不仅破碎力大、效果好，而且破碎后的矿料可被破碎叶片旋转带入铲斗内，有利于铲斗快速装料，破碎叶片能对板结的矿料进行较为全面的破碎清理，不留死角，效率高；
(4)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，破碎叶片为扇形结构，不仅符合其在转轴上螺旋排布的要求，同时也满足破碎结构的设计，破碎叶片不会粘料，矿料从相邻两个破碎叶片之间的空隙排出，保证破碎工作的持续进行，同时，破碎叶片的扇形设计也更节省材料，降低制造成本；
(5)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，破碎叶片与垂直于转轴轴线的平面所成的锐角为20°-30°，即破碎叶片的螺旋角在20°到30°范围内，此取值范围是综合考虑破碎力与破碎效果所得到，在保证破碎效率的前提下，破碎效果达到最好；
(6)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，转轴上设置叶片固定板，而破碎叶片通过螺栓安装到叶片固定板上，方便破碎叶片磨损或断裂后的更换，或者安装不同形状结构的破碎叶片；
(7)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，由于液压破碎装置的转轴转速较高，破碎叶片将板结的矿料破碎后，会将矿料从铲斗的顶部甩出，甚至撞击到主机的驾驶室的玻璃上，产生破坏，十分危险，所以在铲斗的顶部设有挡泥板，对甩出的矿料进行阻挡，使其落到铲斗中，避免上述情况的发生；
(8)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，结构简单，设计合理，易于制造；
(9)本发明的一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法，实现了船舱舱底粘结矿料的破碎、装机的一体操作，采用主机液压系统控制液压破碎装置，无需额外动力，节约能源、噪音小、污染小、动力大、效率高、操作简便。
附图说明
图1为本发明的一种液压螺旋式船舱清底机的主视结构示意图；
图2为本发明的一种液压螺旋式船舱清底机的俯视结构示意图；
图3为本发明的一种液压螺旋式船舱清底机的铲斗的主视结构示意图；
图4为本发明的一种液压螺旋式船舱清底机的铲斗的俯视结构示意图。
图中：1、主机；2、铲斗；3、液压破碎装置；301、转轴；302、叶片固定板；303、破碎叶片；304、液压马达；4、挡泥板；5、大臂油缸；6、大臂；7、小臂；8、支撑臂。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明型进一步进行描述。
实施例1
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种液压螺旋式船舱清底机，包括主机1和铲斗2；其中，所述的主机1可以是装载机、铲运机、挖掘机或者其它能够安装铲斗2的工程机械，在本实施例中，主机1采用装载机，其具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，且主机1设有大臂油缸5、大臂6、小臂7、支撑臂8和支撑臂油缸；所述的大臂6的一端和小臂7的一端铰接，大臂6的另一端通过大臂油缸5与主机1的机体连接，大臂6的中部与主机1的机体铰接，小臂7的另一端与铲斗2铰接；所述的支撑臂8的一端与主机1的机体铰接，另一端与铲斗2铰接，支撑臂8的中部通过支撑臂油缸与主机1的机体连接图中未显示。大臂油缸5和支撑臂油缸均由主机1的液压系统控制工作，支撑臂油缸工作可带动支撑臂8在竖直平面内转动，从而调整铲斗2的高度；大臂油缸5工作，带动大臂6转动，大臂6通过小臂7推动铲斗2在竖直平面内转动，从而调整铲斗2的旋转角度；大臂油缸5和支撑臂油缸的联合动作，完成铲斗2的工作位姿的调整，实现不同动作的要求。
所述的铲斗2设置有两个液压破碎装置3。具体到本实施例中，所述的液压破碎装置3包括转轴301和液压马达304；所述的转轴301通过轴承设置在铲斗2内靠近铲斗2的开口处，转轴301上设有多个叶片固定板302，每个叶片固定板302上通过螺栓安装有一个采用耐磨材料制成的破碎叶片303；所述的破碎叶片303沿转轴301的轴向呈螺旋状分布，且相邻两个破碎叶片303沿转轴301的周向相差90°，破碎叶片303为扇形结构，破碎叶片303的叶面与垂直于转轴301轴线的平面形成锐角β，且锐角β为20°，即螺旋角为20°，这个角度的设计，破碎叶片303不仅破碎力大，且破碎面积大，效果好；所述的液压马达304设置在铲斗2的外侧面上，液压马达304驱动转轴301转动。在本实施例中，两个液压破碎装置3分别设置在靠近铲斗2的顶部和底部的位置，两个转轴301上的破碎叶片303相互交错，两个转轴301轴线之间的水平距离小于破碎叶片303的旋转直径。两个液压破碎装置3的设计，形成双螺旋结构形式，破碎工作形成协同促进的作用，与船舱舱底接触面积大，破碎效率更快，效果更好，破碎更彻底，无死角。
由于液压破碎装置3的转轴301转速较高，破碎叶片303将板结的矿料破碎后，会将矿料从铲斗2的顶部甩出，甚至撞击到主机1的驾驶室的玻璃上，产生破坏，十分危险，所以本实施例中，在铲斗2的顶部设有挡泥板4，对甩出的矿料进行阻挡，使其落到铲斗2中，避免上述情况的发生，提高安全性，避免安全事故。
上述的一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法，其操作非常简单，具体为：将液压破碎装置3的液压马达304连接到主机1的液压系统中，为其工作提供压力油，控制其工作；然后主机1启动工作，主机1的液压系统的压力油驱使大臂油缸5和支撑臂油缸的联合动作，调整驱动铲斗2的位置姿态，使液压破碎装置3的破碎叶片303与船舱舱底粘结的矿料接触，此时，液压破碎装置3的液压马达304在压力油的驱动下工作，带动转轴301转动，从而驱使破碎叶片303的旋转，对船舱舱底粘结的矿料进行破碎；破碎后的矿料通过铲斗2铲装，并装入矿车或装到输送机运出；如此反复，即可完成船舱舱底粘结矿料的清理和装运。在破碎的过程中，通过液压马达304的流量控制转轴301的转速νr/min满足ν＝λβ，其中，λ为常系数，取值为2.5-3，β为以度数表示的破碎叶片303的螺旋角，β在公式中取数值，则在本实施例中，ν的取值为50-60r/min；在此转速范围内进行破碎，破碎叶片303受到的冲击力较为适中，磨损较小，转轴301的振动较小，所引起的铲斗2的抖动也较小，操作噪音小，有利于延长整机的使用寿命。
本发明的一种液压螺旋式船舱清底机，集破碎和装料于一体，能够对船舱舱底粘结的矿料进行有效的破碎清理，结构简单、紧凑，工作效率高，效果好，不留死角，可连续作业，无需人工进行破碎操作，大大降低了劳动量，降低劳动成本，也避免安全事故的发生，此外，破碎操作不会对船体造成损害，延长船只的使用寿命。
实施例2
本实施例的一种液压螺旋式船舱清底机，基本结构与实施1相同，不同之处在于：所述的破碎叶片303的叶面与垂直于转轴301轴线的平面形成锐角β，且锐角β为25°，即螺旋角为25°，其破碎力相比实施例1略微小些，但单次破碎面积较大。一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法，与实施1相同，不同之处在于：在破碎的过程中，通过液压马达304的流量控制转轴301的转速νr/min满足ν＝λβ，其中，λ为常系数，取值为2.5-3，β为以度数表示的破碎叶片303的螺旋角，β在公式中取数值，则在本实施例中，ν的取值为62.5-75r/min；在此转速范围内进行破碎，破碎叶片303受到的冲击力较为适中，磨损较小，转轴301的振动较小，所引起的铲斗2的抖动也较小，操作噪音小，有利于延长整机的使用寿命。
实施例3
本实施例的一种液压螺旋式船舱清底机，基本结构与实施1相同，不同之处在于：所述的破碎叶片303的叶面与垂直于转轴301轴线的平面形成锐角β，且锐角β为30°，即螺旋角为30°，其破碎力比实施例2还略微小些，但单次破碎面积比实施例2还大一些。一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法，与实施1相同，不同之处在于：在破碎的过程中，通过液压马达304的流量控制转轴301的转速νr/min满足ν＝λβ，其中，λ为常系数，取值为2.5-3，β为以度数表示的破碎叶片303的螺旋角，β在公式中取数值，则在本实施例中，ν的取值为75-90r/min；在此转速范围内进行破碎，破碎叶片303受到的冲击力较为适中，磨损较小，转轴301的振动较小，所引起的铲斗2的抖动也较小，操作噪音小，有利于延长整机的使用寿命。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法，
该液压螺旋式船舱清底机包括主机(1)，主机(1)安装有铲斗(2)；所述的铲斗(2)设置有两个液压破碎装置(3)；所述液压破碎装置(3)包括转轴(301)和液压马达(304)；所述的转轴(301)设置在铲斗(2)内，转轴(301)安装有破碎叶片(303)；所述的液压马达(304)设置在铲斗(2)的外侧面上，液压马达(304)驱动转轴(301)转动；所述的破碎叶片(303)具有多个，多个破碎叶片(303)沿转轴(301)的轴向呈螺旋状分布；所述两个液压破碎装置(3)的两个转轴(301)上的破碎叶片(303)相互交错，两个转轴(301)轴线之间的水平距离小于破碎叶片(303)的旋转直径；所述的破碎叶片(303)为扇形结构，破碎叶片(303)的叶面与垂直于转轴(301)轴线的平面形成锐角；所述的破碎叶片(303)与垂直于转轴(301)轴线的平面所成的锐角为20°-30°；
方法步骤为：主机(1)工作，驱动铲斗(2)动作，使液压破碎装置(3)与船舱舱底粘结的矿料接触，同时液压破碎装置(3)工作，对矿料进行破碎，破碎后的矿料装入铲斗(2)内，然后装入矿车或装到输送机运出；如此反复，即可完成船舱舱底粘结矿料的清理和装运；
在破碎的过程中，控制转轴(301)的转速νr/min满足ν＝λβ，其中，λ为常系数，取值为2.5-3，β为以度数表示的破碎叶片(303)的螺旋角。
2.根据权利要求1所述的一种液压螺旋式船舱清底机的使用方法，其特征在于：所述的液压破碎装置(3)由主机(1)的液压系统进行控制工作。
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