CN105858408A - 一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，包括动力提升装置、导引装置、限位定位装置、监测控制装置以及安全保护装置；电动机、缠绕式提升机设置在地面上，槽钢轨道通过枕木铺设在山体的斜坡上，槽钢轨道分为上行、下行两部分，上行、下行槽钢轨道上分别设置第一轮式台车、第二轮式台车，钢丝绳分别绕过导轮及第一轮式台车、第二轮式台车上的定滑轮与缠绕式提升机相连。本发明提升角度大，可以充分利用矿场边坡，减小基建挖掘量；限位定位装置可使得升降过程中矿车平稳性；大坡度提升大大缩短了运输距离和时间，提高运输效率，减少尾气污染；监测控制装置可在跑车时控制安全保护装置动作，提高运输过程的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种提升运输装置，具体涉及一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置。
背景技术
目前，对于露天矿矿石运输，大多采用矿用自卸汽车运输、铁路运输、胶带运输机运输或箕斗矿机提升机运输的方式。矿用自卸汽车运输基建费用低，适用范围广，汽车机动灵活，调运方便。但随着开采深度的加深，汽车爬坡角度只有8°-15°，这就使得运输路线曲折增长，汽车运输燃油和轮胎消耗量大，汽车保养修理要有维修基地，在天气条件不好时效率下降，汽车运输还会造成矿场大气污染；铁路运输具有运输成本低、运量大，设备供应充足，适应各种气候条件等优点，但要求采场尺寸大，基建工程量大、时间长、投资大；胶带运输机有运输能力大、环境污染小、自动化程度高的优点，但是矿石对胶带磨损大，对粘性或含水性矿石运输会出现卡带事故，影响胶带寿命；箕斗运输优点是其可提升倾角达40°-45°，基建工程量小，箕斗设备简单，便于检查和维修，费用低，其主要缺点是矿场底部和地面各需要1个转载站，增加运输成本，年产量不高，适用范围受到限制。
一种露天矿矿用汽车自驱动整车提升装置（CN101020554A），提出利用汽车自身驱动力，将重载汽车从采场底部提升至地表，该装置需要用特制的汽车轮毂，要对矿用汽车改造，并且仅以矿用汽车的发动机为动力源，稳定性与可靠性不足。根据新型自驱动整车提升机结构分析（金属矿山，2006年第3期），该装置系统结构主要危险因素有牵引力与坡度关系、爬坡齿条和承重轨道纵向爬行、连锁机构可靠性等；影响系统运行的主要危险因素有两侧行走齿轮不同步、行走齿轮与齿条不完全啮合、重载轮式台车后倾等；影响系统操作的主要危险因素是司机的误操作与自身素质，人为因素增多，系统可靠性降低；该装置所允许的最大坡角为42°，运行速度为0.5-0.8m/s；速度很低，坡度42°对应的坡长较长，对应的提升量不高。根据露天矿矿用汽车整车提升运输工艺综述（金属矿山，2006年第3期），当采用20-50t自卸汽车时，单台提升机的年生产能力为100-300万t，这很难满足现代大型露天矿生产需求，若建立多套系统，成本消耗巨大。根据露天矿矿用汽车自驱动整车提升运输系统研究（东北大学博士学位论文，2006年），该装置仅适用中小矿山，然而随着坡度的增加，需要矿车发动机供更大的动力，随着采场深度的增加，该方式的适用性降低，会加重矿车的磨损，缩短使用寿命。一种露天矿矿用汽车整车竖直提升运输系统（CN104843572A），该系统实现了矿用汽车整车竖直提升，但是该系统是单次提升、单次下放，效率有待提高；断绳情况出现后仅有液压夹轨器对停车平台进行制动，控制要求高，安全性需要提高；竖直提升系统需要开挖大量山体，基建工程量大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，可以充分利用采场边坡，减小基建工程量，极大缩短矿用自卸汽车运输距离和时间，矿岩不必转载，提升下放同时进行，提高运输效率，应用多套防跑车装置，可靠性大大提高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，包括动力提升装置、导引装置、限位定位装置、监测控制装置以及安全保护装置；动力提升装置包括电动机、缠绕式提升机、轮式台车，电动机输出轴与缠绕式提升机连接；导引装置包括卡轨轮、槽钢轨道和钢丝绳；限位定位装置包括设置在轮式台车上的固定挡块、滚动式液压挡块以及停靠平台；监测控制装置包括显示控制器、深度指示器、位移传感器、液压站、上行程开关、下行程开关，深度指示器、位移传感器、液压站、上行程开关、下行程开关与显示控制器连接；安全保护装置包括液压夹轨器、阻拦索防跑车装置；电动机、缠绕式提升机设置在地面上，槽钢轨道通过枕木铺设在山体的斜坡上，槽钢轨道分为上行、下行两部分，上行、下行槽钢轨道上分别设置第一轮式台车、第二轮式台车，钢丝绳分别绕过导轮及第一轮式台车、第二轮式台车上的定滑轮与缠绕式提升机相连。
为了提高矿车进出轮式台车的安全性能，轮式台车上一侧设有固定挡块、另一侧设有双活塞液压缸和滚动式液压挡块，液压站设置在轮式台车中部并通过液压油管道与双活塞液压缸相连，滚动式液压挡块放在移动凹槽内，通过活塞与双活塞液压缸相连。
枕木通过U形卡箍与螺栓铺设在山体的斜坡上，槽钢轨道通过挡铁和压轨器固定在枕木上，枕木上设置有地钩。
为了防跑车，防止安全事故，在轮式台车上增设液压夹轨器和阻拦索防跑车装置，液压夹轨器由液压站、夹轨器液压缸、链杆、夹钳和固定板组成，液压站通过液压油管道与夹轨器液压缸相连，夹轨器液压缸与链杆顶端铰接，链杆底端与夹钳的顶端铰接，固定板设置在轮式台车的底面，固定板的左右两端分别与夹钳的中部铰接；
阻拦索防跑车装置设置在轮式台车内部，阻拦索防跑车装置由投绳装置、推杆、杠杆、拉簧、阻拦索、挂钩、定滑轮、前端缓冲装置、主液压缸以及尾端缓冲装置组成，液压站通过液压油管道与主液压缸连接，主液压缸两端分别设置定十字镐头、动十字镐头，两个前端缓冲装置左右对称设置在轮式台车前侧，两个尾端缓冲装置左右对称设置在轮式台车后侧，拉簧一端固定在轮式台车上，另一端与杠杆连接，推杆与杠杆呈垂直夹角，推杆中部与杠杆底部连接，在推杆两端尽头上方位置各设置一个挂钩，挂钩与轮式台车固定，阻拦索两端先穿过投绳装置，再依次绕过定滑轮、前端缓冲装置、定滑轮、主液压缸、定滑轮后分别与一个尾端缓冲装置连接，投绳装置挂在挂钩上。
为了防止轮式台车倾覆，轮式台车底面设置卡轨轮，轮式台车通过卡轨轮与槽钢轨道滚动接触，卡轨轮外侧和内侧分别设置有水平轮、竖直轮，水平轮、竖直轮均与槽钢轨道滚动接触。
为了提高本发明的自动化程度及监控的便捷性，位移传感器设置在轮式台车上，深度显示器、显示控制器设置在电动机旁，上行程开关设置在轮式台车停靠于地面相接触处，下行程开关设置在轮式台车停靠于采场地面相接触处。
为了提高轮式台车提升下降的稳定平衡性，增设平衡绳，平衡绳绕过布置在地面的定滑轮组分别与第一轮式台车、第二轮式台车相连，在平衡绳中部设置张紧装置；夹钳与槽钢轨道接触的部位设置摩擦片；轮式台车限位端设有橡胶缓冲垫。
与现有技术相比，本发明提升角度范围大，提升角度范围为30°-75°，最大坡角能够达到75°，可以充分利用矿场边坡，减小基建挖掘量；轮式台车设有限位定位装置，可使得升降过程中矿车平稳性；大坡度提升大大缩短了运输距离和时间，提高运输效率，并能减少汽车尾气污染；监测控制装置可在跑车时控制液压夹轨器、阻拦索防跑车装置紧急制动，提高运输过程的安全性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的平面示意图；
图3为图2中A-A向剖视图；
图4为矿用自卸汽车限位定位示意图；
图5为轮式台车的液压系统示意图；
图6为轮式台车的侧视放大图；
图7为阻拦索防跑车装置布置俯视图；
图8a为阻拦索防跑车装置非工作状态主视图；
图8b为阻拦索防跑车装置工作状态主视图；
图9为液压夹轨器结构示意图；
图10为卡轨轮与槽钢轨道接触示意图；
图11为槽钢轨道与枕木固接关系示意图；
图12为枕木与岩壁固接关系示意图；
图中：1、山体，2、上行程开关，3、深度指示器，4、显示控制器，5、电动机，6、缠绕式提升机，7、导轮，8、空载矿车，9、固定挡块，10、第一轮式台车，11、张紧装置，12、地钩，13、枕木，14、槽钢轨道，15、满载矿车，16、滚动式液压挡块，17、第二轮式台车，18、位移传感器，19、钢丝绳，20、平衡绳，21、液压夹轨器，22、下行程开关，23、橡胶缓冲垫，24、双活塞液压缸，25、夹轨器液压缸，26、推杆，27、杠杆，28、液压站，29、液压油管道，30、拉簧，31、阻拦索，32、投绳装置，33、阻拦索防跑车装置，34、挂钩，35、链杆，36、夹钳，37、固接板，38、定滑轮，39、前端缓冲装置，40、定十字镐头，41、主液压缸，42、动十字镐头，43、尾端缓冲装置，44、摩擦片，45、卡轨轮，46、U形卡箍，47、挡铁，48、压轨器，49、螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，包括动力提升装置、导引装置、限位定位装置、监测控制装置以及安全保护装置；动力提升装置包括电动机5、缠绕式提升机6、轮式台车，电动机5输出轴与缠绕式提升机6连接；导引装置包括卡轨轮45、槽钢轨道14和钢丝绳19；限位定位装置包括设置在轮式台车上的固定挡块9、滚动式液压挡块16以及停靠平台；监测控制装置包括显示控制器4、深度指示器3、位移传感器18、液压站28、上行程开关2、下行程开关22，深度指示器3、位移传感器18、液压站28、上行程开关2、下行程开关22与显示控制器4连接；安全保护装置包括液压夹轨器21、阻拦索防跑车装置33；电动机5、缠绕式提升机6设置在地面上，如图11、12所示，枕木13通过U形卡箍46与螺栓49铺设在山体1的斜坡上，槽钢轨道14通过挡铁47和压轨器48固定在枕木13上，枕木13上设置有地钩12，槽钢轨道14分为上行、下行两部分，上行、下行槽钢轨道14上分别设置第一轮式台车10、第二轮式台车17，钢丝绳19分别绕过导轮7及第一轮式台车10、第二轮式台车17上的定滑轮与缠绕式提升机6相连，提升端钢丝绳19左捻连接在提升机滚筒上，下降端钢丝绳右捻连接在提升机滚筒上，电动机5带动缠绕式提升机6转动实现同步升降，空载矿车8、满载矿车15均沿水平方向（枕木13的长边指向）驶入、驶出轮式台车，轮式台车重心前移，减小倾覆力矩，如图3所示，第一轮式台车10停靠在与地面水平位置，第一轮式台车10水平前端被限位，而第二轮式台车17停靠在与采场地面水平位置，第二轮式台车17水平后端被限位，轮式台车限位端均有橡胶缓冲垫23以减小轮式台车停车时的冲击力。
为了使得矿车能够准确的停在轮式台车上的指定区域，并且确保矿车在提升与下降过程中的稳定性，如图4和图5所示，轮式台车上一侧设有固定挡块9、另一侧设有双活塞液压缸24和滚动式液压挡块16，液压站28设置在轮式台车中部并通过液压油管道29与双活塞液压缸24相连，滚动式液压挡块16放在移动凹槽内，通过活塞与双活塞液压缸24相连，滚动式液压挡块16底部是圆柱滚子，在移动凹槽内随液压活塞杆的伸缩相应移动，矿车驶入轮式台车上先通过固定挡块9限位一侧的两个车轮，然后由双活塞液压缸24控制滚动式液压挡块16移动从而对剩下一侧的两个车轮限位，完成对矿车的限位固定或放行。
为了防止跑车发生安全事故，如图6所示，液压夹轨器21设置在轮式台车上，液压夹轨器21由液压站28、夹轨器液压缸25、链杆35、夹钳36和固定板37组成，如图5和图9所示，液压站28通过液压油管道29与夹轨器液压缸25相连，夹轨器液压缸25与链杆35顶端铰接，链杆35底端与夹钳36的顶端铰接，固定板37设置在轮式台车的底面，固定板37的左右两端分别与夹钳36的中部铰接，为了提高摩擦力，夹钳36与槽钢轨道14接触的部位设置摩擦片44；当液压缸25动作，链杆35被下压张开，夹钳36在杠杆作用下通过固定板37夹紧，摩擦片44会与槽钢轨道14抱紧，实现减速；另一方面，如图7和图8a所示，阻拦索防跑车装置33设置在轮式台车内部，阻拦索防跑车装置33由投绳装置32、推杆26、杠杆27、拉簧30、阻拦索31、挂钩34、定滑轮38、前端缓冲装置39、主液压缸41以及尾端缓冲装置43组成，液压站28通过液压油管道29与主液压缸41连接，主液压缸41两端分别设置定十字镐头40、动十字镐头42，两个前端缓冲装置39左右对称设置在轮式台车前侧，两个尾端缓冲装置43左右对称设置在轮式台车后侧，拉簧30一端固定在轮式台车上，另一端与杠杆27连接，推杆26与杠杆27呈垂直夹角，推杆26中部与杠杆27底部连接，在推杆26两端尽头上方位置各设置一个挂钩34，挂钩34与轮式台车固定，阻拦索31两端先穿过投绳装置32，再依次绕过定滑轮38、前端缓冲装置39、定滑轮38、主液压缸41、定滑轮38后分别与一个尾端缓冲装置43连接，投绳装置32挂在挂钩34上；当发生跑车时，拉簧30会收缩带动杠杆27向后移动，通过杠杆作用，杠杆27推动推杆26前移，使得投绳装置32从挂钩34上落下，如图8b所示，落下的投绳装置32和阻拦索31会勾在地钩12上，阻拦索31张紧，阻拦索防跑车装置33各部分动作，实现减速停车。
如图10所示，轮式台车底面设置卡轨轮45，轮式台车通过卡轨轮45与槽钢轨道14滚动接触，卡轨轮45外侧和内侧分别设置有水平轮、竖直轮，水平轮、竖直轮均与槽钢轨道14滚动接触，槽钢轨道14外侧水平轮可以使得轮式台车沿槽钢轨道14运动，槽钢轨道14内的竖直轮可防止轮式台车倾覆。
为了提高自动化程度、安全性及监控的便捷性，位移传感器18设置在轮式台车上，深度显示器3、显示控制器4设置在电动机5旁，上行程开关2设置在轮式台车停靠于地面相接触处，下行程开关22设置在轮式台车停靠于采场地面相接触处。
为了提高轮式台车提升下降的稳定平衡性，增设平衡绳20，平衡绳20绕过布置在地面的定滑轮组分别与第一轮式台车10、第二轮式台车17相连，在平衡绳20中部设置张紧装置11。
本发明工作流程：第二轮式台车17停靠在采场水平面，第一轮式台车10停靠在地面水平面，液压夹轨器21处于抱死状态，满载矿车15驶入第二轮式台车17，空载矿车8驶入第一轮式台车10，矿车前轮被固定挡块9阻挡，矿车停车，滚动式液压挡块16被双活塞液压缸24推至矿车后轮处，从而实现对矿车的固定；液压夹轨器21动作松开夹钳36，电动机5带动缠绕式提升机6工作，在钢丝绳19的牵引作用下，第二轮式台车17通过卡轨轮45沿着槽钢轨道14提升，第一轮式台车10通过卡轨轮45沿着槽钢轨道14下行，当第二轮式台车17提升至地面水平处，触发上行程开关2，第一轮式台车10下降至采场水平面处，触发下行程开关22，缠绕式提升机6停止工作，提升机制动器制动，液压夹轨器21动作抱死；滚动式液压挡块16收回，满载矿车15驶出第二轮式台车17，空载矿车8驶出第一轮式台车10；另一辆空载矿车8驶入第二轮式台车17，另一辆满载矿车驶入第一轮式台车10。再按上述过程实现空载矿车8的下放与满载矿车15的提升，这就是一个升降工作循环，以此类推。
Claims (10)
1.一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，包括动力提升装置、导引装置、限位定位装置、监测控制装置以及安全保护装置；
动力提升装置包括电动机（5）、缠绕式提升机（6）、轮式台车，电动机（5）输出轴与缠绕式提升机（6）连接；导引装置包括卡轨轮（45）、槽钢轨道（14）和钢丝绳（19）；限位定位装置包括设置在轮式台车上的固定挡块（9）、滚动式液压挡块（16）以及停靠平台；监测控制装置包括显示控制器（4）、深度指示器（3）、位移传感器（18）、液压站（28）、上行程开关（2）、下行程开关（22），深度指示器（3）、位移传感器（18）、液压站（28）、上行程开关（2）、下行程开关（22）与显示控制器（4）连接；安全保护装置包括液压夹轨器（21）、阻拦索防跑车装置（33）；
电动机（5）、缠绕式提升机（6）设置在地面上，槽钢轨道（14）通过枕木（13）铺设在山体（1）的斜坡上，槽钢轨道（14）分为上行、下行两部分，上行、下行槽钢轨道（14）上分别设置第一轮式台车（10）、第二轮式台车（17），钢丝绳（19）分别绕过导轮（7）及第一轮式台车（10）、第二轮式台车（17）上的定滑轮与缠绕式提升机（6）相连。
2. 根据权利要求1所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的轮式台车上一侧设有固定挡块（9）、另一侧设有双活塞液压缸（24）和滚动式液压挡块（16），液压站（28）设置在轮式台车中部并通过液压油管道（29）与双活塞液压缸（24）相连，滚动式液压挡块（16），通过活塞与双活塞液压缸（24）相连。
3. 根据权利要求1所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的枕木（13）通过U形卡箍（46）与螺栓（49）铺设在山体（1）的斜坡上，槽钢轨道（14）通过挡铁（47）和压轨器（48）固定在枕木（13）上，枕木（13）上设置有地钩（12）。
4. 根据权利要求1所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的液压夹轨器（21）设置在轮式台车上，液压夹轨器（21）由液压站（28）、夹轨器液压缸（25）、链杆（35）、夹钳（36）和固定板（37）组成，液压站（28）通过液压油管道（29）与夹轨器液压缸（25）相连，夹轨器液压缸（25）与链杆（35）顶端铰接，链杆（35）底端与夹钳（36）的顶端铰接，固定板（37）设置在轮式台车的底面，固定板（37）的左右两端分别与夹钳（36）的中部铰接。
5. 根据权利要求3所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的阻拦索防跑车装置（33）设置在轮式台车内部，阻拦索防跑车装置（33）由投绳装置（32）、推杆（26）、杠杆（27）、拉簧（30）、阻拦索（31）、挂钩（34）、定滑轮（38）、前端缓冲装置（39）、主液压缸（41）以及尾端缓冲装置（43）组成，液压站（28）通过液压油管道（29）与主液压缸（41）连接，主液压缸（41）两端分别设置定十字镐头（40）、动十字镐头（42），两个前端缓冲装置（39）左右对称设置在轮式台车前侧，两个尾端缓冲装置（43）左右对称设置在轮式台车后侧，拉簧（30）一端固定在轮式台车上，另一端与杠杆（27）连接，推杆（26）与杠杆（27）呈垂直夹角，推杆（26）中部与杠杆（27）底部连接，在推杆（26）两端尽头上方位置各设置一个挂钩（34），挂钩（34）与轮式台车固定，阻拦索（31）两端先穿过投绳装置（32），再依次绕过定滑轮（38）、前端缓冲装置（39）、定滑轮（38）、主液压缸（41）、定滑轮（38）后分别与一个尾端缓冲装置（43）连接，投绳装置（32）挂在挂钩（34）上。
6. 根据权利要求1所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的轮式台车底面设置卡轨轮（45），轮式台车通过卡轨轮（45）与槽钢轨道（14）滚动接触，卡轨轮（45）外侧和内侧分别设置有水平轮、竖直轮，水平轮、竖直轮均与槽钢轨道（14）滚动接触。
7. 根据权利要求1所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的位移传感器（18）设置在轮式台车上，深度显示器（3）、显示控制器（4）设置在电动机（5）旁，上行程开关（2）设置在轮式台车停靠于地面相接触处，下行程开关（22）设置在轮式台车停靠于采场地面相接触处。
8. 根据权利要求1所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，还包括平衡绳（20），平衡绳（20）绕过布置在地面的定滑轮组分别与第一轮式台车（10）、第二轮式台车（17）相连，在平衡绳（20）中部设置张紧装置（11）。
9. 根据权利要求4所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的夹钳（36）与槽钢轨道（14）接触的部位设置摩擦片（44）。
10. 根据权利要求4所述的一种露天矿自卸汽车大坡度提升装置，其特征在于，所述的轮式台车限位端设有橡胶缓冲垫（23）。
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