CN107351647A - 矿用铰接式自卸车货厢加热装置及矿用铰接式自卸车 - Google Patents
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Abstract
一种矿用铰接式自卸车货厢加热装置及矿用铰接式自卸车，包括主排气管，所述主排气管的出气口与分流管相连通，分流管将尾气分为两路，一路通过若干段插接在一起的铰接体过渡管连通到后车架的货厢加热座处，对货厢进行加热，另一路通过蝶阀和排气尾管排出。本发明所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，结构简单，铰接体过渡管路不受力（相对运动时的摩擦力除外），寿命长，发动机尾气流动顺畅，蝶阀可实现尾气的合理分配，避免发动机排气背压过大。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿用铰接式自卸车货厢加热装置及矿用铰接式自卸车，属于矿山机械领域。
背景技术
矿用自卸车在矿区运输物料期间，大多会出现货物粘结、卸料不净的问题，特别是湿度大、粘度大的土石方散装物料，矿区一般采用挖机对货厢进行辅助清理，费工费时。采用发动机尾气对货厢主要粘结区进行加热，很好地解决了这样的问题。在刚性矿用自卸车领域，货厢和动力系统位于同一刚性车架上，消音器直接连接一根排烟管到货厢底部加热座即可，部分车型取消消音器，尾气从发动机排气歧管出来，直接连接到货厢底部加热座，结构简单，应用较成熟。
铰接式自卸车多应用于雨水较多、道路泥泞崎岖的环境，运输物料多为矿区表层土壤等散装物料，货物粘结严重，货厢加热特别重要。铰接式自卸车结构比刚性自卸车复杂，其分成前后两个车架，如图1所示，前后车架之间通过铰接体连接，前后车架在水平方向可以绕铰接体的铰接点，实现左右各45度的转向摆动，后车架可以绕铰接体的后连接管轴线实现纵向360度的转动，以此来实现铰接式自卸车独特的越野性能和通过性能。铰接式自卸车前车架布置动力牵引系统、整车操纵系统等，后车架布置货厢，要采用发动机尾气对货厢进行加热，必须设置独特的装置，将尾气从前车架连接到后车架。现有铰接式自卸车多采用柔性金属丝波纹管跨越铰接体，但是较大角度的转向和车体倾斜均会对波纹管产生疲劳损伤，寿命较短。另外现有铰接式自卸车货厢加热系统存在尾气分配不合理，排气背压大的问题，影响发动机效率。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明提出了一种新型矿用铰接式自卸车货厢加热装置。
本发明按以下技术方案实现：
一种矿用铰接式自卸车货厢加热装置，包括主排气管，所述主排气管的出气口与分流管相连通，分流管将尾气分为两路，一路通过若干段插接在一起的铰接体过渡管连通到后车架的货厢加热座处，对货厢进行加热，另一路通过蝶阀和排气尾管排出。
优选的是，所述分流管为一进两出式结构，由直管和弯弧管拼接而成，直管上的进气口为平面法兰结构，与主排气管相连通；直管上的出气口为平面法兰结构，依次与蝶阀和排气尾管相连通；弯弧管的出气口为球形接头出口，对配合的铰接体过渡管起到球约束的作用。
优选的是，所述铰接体过渡管包括过渡管Ⅰ，所述过渡管Ⅰ的一端为球形接口Ⅰ，与分流管的球形接头出口配合，通过球形压盘固定；过渡管Ⅰ的另一端为插接管Ⅰ；过渡管Ⅰ的折弯部外侧固接有筋板，所述筋板上开设有若干个圆孔，用于固定若干个拉伸弹簧，通过不同的圆孔来调节拉伸弹簧的松紧。
优选的是，若干个拉伸弹簧为两个，两个拉伸弹簧的下端倾斜布置、交叉成预设角度固定在前车架上。
优选的是，所述球形压盘的一轴向面设为平面法兰结构，球形压盘的另一轴向面设有两个相对称的弧形缺口。
优选的是，所述铰接体过渡管还包括过渡管Ⅱ，所述过渡管Ⅱ一端为插接管Ⅱ，与过渡管Ⅰ上的插接管Ⅰ插接配合，实现相对转动和轴线伸缩移动；所述过渡管Ⅱ另一端为球形接口Ⅱ。
优选的是，所述货厢加热座一端为球形接口Ⅲ，与过渡管的球形接口Ⅱ配合，通过球形压盘固定；所述加热座8的另一端为球形接头；所述货厢加热座的折弯部设有安装板Ⅰ，所述安装板Ⅰ通过导向座固定在后车架上。
优选的是，所述导向座由固定板和固定在固定板上的多个导向螺柱组成，固定板连接在后车架上，每一个导向螺柱上套装有一根压缩弹簧，导向螺柱从安装板Ⅰ穿过后通过锁紧螺母紧固。
优选的是，还包括货厢进气组件，所述货厢进气组件包括喇叭状进气口和安装板Ⅱ，所述喇叭状进气口与球形接头配合，所述安装板Ⅱ固定在货厢的前板上，与厢体加热腔连通，将发动机尾气引入货厢内部，实现货厢加热。
一种矿用铰接式自卸车，包括前车架、铰接体和后车架，前车架和后车架在水平方向绕铰接体的铰接中心轴线转动，通过转向油缸实现左右各45度的转向；后车架绕铰接体的后端连接管轴线做360度的不限制转动；还包括前述的货厢加热装置。
本发明有益效果：
本发明所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，结构简单，铰接体过渡管路不受力（相对运动时的摩擦力除外），寿命长，发动机尾气流动顺畅，蝶阀可实现尾气的合理分配，避免发动机排气背压过大。
附图说明
图1为本发明所述矿用铰接式自卸车货厢加热装置结构；
图2为本发明所述分流管结构；
图3为本发明所述铰接体过渡管Ⅰ结构；
图4为本发明所述球形压盘结构；
图5为本发明所述球形压盘截面图；
图6为本发明所述铰接体过渡管Ⅱ结构；
图7为本发明所述货厢加热座结构；
图8为本发明所述货厢进气组件结构；
图9为本发明所述导向座结构；
图10为本发明所述的铰接式自卸车结构（侧视图）；
图11为发明所述的铰接式自卸车结构（俯视图）；
图12为本发明所述货厢加热装置在车架上的连接方式；
图中，F-1、前车架；F-2、铰接体；F-3、后车架；F-4、转向油缸；F-5、货厢；1、主排气管；2、分流管；3、蝶阀；4、排气尾管；5、球形压盘；6、过渡管Ⅰ；7、过渡管Ⅱ；8、货厢加热座；9、货厢进气组件；10、导向座；11、压缩弹簧；12、锁紧螺母；13、拉伸弹簧；2-1、进气口；2-2、出气口；2-3球形接头出口；6-1、球形接口Ⅰ；6-2、插接管Ⅰ；6-3、筋板；7-1、插接管Ⅱ；7-2球形接口Ⅱ；8-1球形接口Ⅲ；8-2、球形接头；8-3、安装板Ⅰ；9-1、喇叭状进气口；9-2、安装板Ⅱ；10-1、固定板；10-2、导向螺柱；2a、直管；2b、弯弧管。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1为本发明所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置结构。该货厢加热装置由主排气管1、分流管2、手动式蝶阀3、排气尾管4、球形压盘5、过渡管Ⅰ6、过渡管Ⅱ7、货厢加热座8、货厢进气组件9、导向座10、压缩弹簧11、锁紧螺母12、拉伸弹簧13及相关紧固件组成。主排气管1的一端与消音器相连，另一端与分流管2相连，将消音器处理后的尾气导入该系统中；分流管2将尾气分为两路，一路通过两段插接在一起的铰接体过渡管Ⅰ6和过渡管Ⅱ7，到后车架的货厢加热座8，通过货厢进气组件9将尾气导入货厢体中，对货厢F-5进行加热，另外一路通过手动式蝶阀3和一段排气尾管3排出。蝶阀3在自卸车所拉货物粘度较大时关闭，使尾气尽量通过货厢F-5加热通道排出，此时排气背压会增大，发动机功率会降低，故货厢F-5加热一般在特别需要时才使用；在货物较松散、粘度较小时，手动打开蝶阀3，可以使尾气通过蝶阀3和排气尾管4直接排出，减少发动机功率损失。蝶阀3区别于普通蝶阀，在该蝶阀3的蝶板上开设了一个或者两个圆孔，采用流体力学仿真计算的方法，计算整个系统的排气压力损失，所开圆孔的面积必须保证在蝶阀3闭合（蝶阀3闭合后，可通过开设的圆孔继续排气），大部分尾气参与货厢F-5加热时，整个系统的排气背压不超过发动机要求的背压限值。
图2为本发明所述分流管结构。分流管2为一进两出式结构，由直管2a和弯弧管2b拼接而成，直管2a上的进气口2-1为平面法兰结构，弯弧管2b的出气口为球形接头出口2-3，对配合的铰接体过渡管起到球约束的作用，另外一个出气口2-2为平面法兰结构，连接蝶阀3和一段排气尾管4。
图3为本发明所述铰接体过渡管Ⅰ结构。铰接体过渡管Ⅰ6一端为球形接口Ⅰ6-1，与分流管2的球形接头出口2-3配合，通过球形压盘5固定；过渡管6的另一端为插接管Ⅰ6-2，与过渡管7的一端插接管Ⅱ7-1插接配合，可以实现相对转动和轴线伸缩移动。过渡管Ⅰ6的筋板6-3上开设有两个圆孔，用于固定拉伸弹簧13，可以通过不同的孔来调节拉伸弹簧13的松紧。
图4、图5为本发明所述球形压盘结构。球形压盘5在左右两侧开设弧形缺口，保证过渡管可以绕球形接头中心左右方向大角度旋转，来适应左右各45度的大转向角。安装时要保证开设的缺口位于左右两侧。
图6为本发明所述铰接体过渡管二结构。过渡管Ⅱ7一端为插接管Ⅱ7-1，与过渡管Ⅰ6的一端插接管Ⅰ6-2插接配合，可以实现相对转动和轴线伸缩移动。过渡管Ⅱ7的另一端为球形接口Ⅱ7-2，与货厢加热座8的球形接口Ⅲ8-1配合，通过球形压盘5固定。
图7为本发明所述货厢加热座。货厢加热座8一端为球形接口Ⅲ8-1，与过渡管Ⅱ7的球形接口Ⅱ7-2配合，通过球形压盘5固定。货厢加热座8的另一端球形接头8-2与货厢进气组件9的喇叭状进气口9-1配合，将发动机尾气引入货厢体内部，实现货厢F-5加热。货厢加热座8的安装板Ⅰ8-3通过四个弹簧11和一个具有导向功能的弹簧固定座10连接在后车架F-3上。
图9为本发明所述的货厢进气组件。货厢进气组件9固定在货厢F-5的前板上，与厢体加热腔连通。该进气组件9的喇叭状进气口9-1具有一定的导向作用，在货厢F-5下落时，该喇叭状进气口9-1与货厢加热座8的球形接头8-2接触，货厢F-5继续下落时，货厢加热座8下部的压缩弹簧11受压，提供给货厢加热座8一个向上的推力，使货厢加热座8的球形接头8-2与货厢进气组件9上的喇叭状进气口9-1紧密贴合。
图9为本发明所述的导向座。导向座10通过压缩弹簧11和锁紧螺母12来支撑货厢加热座8，使货厢加热座8具有一定的上下运动范围。导向螺柱10-2起导向作用，限制货厢加热座8的水平方向上的滑动自由度和转动自由度，只能上下方向运动。货厢F-5下落时，货厢加热座8下部的压缩弹簧11受压，提供给货厢加热座8一个向上的推力，使货厢加热座8的球形接头8-2与货厢进气组件9上的喇叭状进气口9-1紧密贴合。锁紧螺母12可根据实际需要调节货厢加热座8的上下浮动量。
图10、图11为本发明所述的铰接式自卸车结构。铰接式自卸车车架一般有前车架F-1、铰接体F-2和后车架F-3组成，前后车架在水平方向可以绕铰接体F-2的铰接中心轴线n1转动，通过转向油缸F-4实现左右各45度的转向；后车架F-3可以绕铰接体F-2的后端连接管轴线n2做360度的不限制转动，以此来实现铰接式自卸车独特的越野性能和通过性能。铰接式自卸车前车布置动力牵引系统、整车操纵系统等，后车布置货厢F-5。
图12为本发明所述的货厢加热装置在车架上的连接方式。主排气管1、分流管2、蝶阀3、排气尾管4通过车架上的支架固定在前车架F-1上，安装时要尽量使分流管2的球形接头出口2-3中心与铰接体F-2的铰接中心轴线n1重合。过渡管Ⅰ6和过渡管Ⅱ7活塞式插接在一起，可相对伸缩和旋转。插接在一起的过渡管Ⅰ6和过渡管Ⅱ7的两端分别与分流管2的球形接头出口2-3和固定在后车架F-3上的货厢加热座8的球形接口Ⅲ8-1连接，通过球形压盘5固定在一起。插接在一起的过渡管Ⅰ6和过渡管Ⅱ7，因自由度太多，为减少在行车时过渡管Ⅰ6和过渡管Ⅱ7的左右摆动，过渡管Ⅰ6的下部筋板6-3上倾斜布置两个交叉成一定角度的拉伸弹簧13，拉伸弹簧13的下端固定在前车架F-1上。货厢加热座8通过四个弹簧11和一个具有导向功能的导向座10连接在后车架F-3上。货厢加热座8一端为球形接口Ⅲ8-1，通过球形压盘5与过渡管Ⅱ7连接，货厢加热座8的球形接头8-2与固定在货厢F-5上的进气组件9配合，将发动机尾气引入货厢体内部，实现货厢F-5加热。货厢进气组件9固定在货厢F-5的前板上，与厢体加热腔连通。该进气组件的喇叭状进气口9-1具有一定的导向作用，在货厢F-5下落时，该喇叭状进气口9-1与固定在车架上的货厢加热座8的球形接头8-2接触，货厢F-5继续下落时，货厢加热座8下部的压缩弹簧11受压，提供给货厢加热座8一个向上的推力，使货厢加热座8的球形接头8-2与货厢进气组件9上的喇叭状进气口9-1紧密贴合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种矿用铰接式自卸车货厢加热装置，包括主排气管（1），其特征在于：所述主排气管（1）的出气口与分流管（2）相连通，分流管（2）将尾气分为两路，一路通过若干段插接在一起的铰接体过渡管连通到后车架的货厢加热座（8）处，对货厢进行加热，另一路通过蝶阀（3）和排气尾管（4）排出。
2.根据权利要求1所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：所述分流管（2）为一进两出式结构，由直管（2a）和弯弧管（2b）拼接而成，直管（2a）上的进气口（2-1）为平面法兰结构，与主排气管（1）相连通；直管（2a）上的出气口（2-2）为平面法兰结构，依次与蝶阀（3）和排气尾管（4）相连通；弯弧管（2b）的出气口为球形接头出口（2-3），对配合的铰接体过渡管起到球约束的作用。
3.根据权利要求2所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：所述铰接体过渡管包括过渡管Ⅰ（6），所述过渡管Ⅰ（6）的一端为球形接口Ⅰ（6-1），与分流管（2）的球形接头出口（2-3）配合，通过球形压盘（5）固定；过渡管Ⅰ（6）的另一端为插接管Ⅰ（6-2）；
过渡管Ⅰ（6）的折弯部外侧固接有筋板（6-3），所述筋板（6-3）上开设有若干个圆孔，用于固定若干个拉伸弹簧（13），通过不同的圆孔来调节拉伸弹簧（13）的松紧。
4.根据权利要求3所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：若干个拉伸弹簧（13）为两个，两个拉伸弹簧（13）的下端倾斜布置、交叉成预设角度固定在前车架上。
5.根据权利要求3所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：所述球形压盘（5）的一轴向面设为平面法兰结构，球形压盘（5）的另一轴向面设有两个相对称的弧形缺口。
6.根据权利要求3至5任一项所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：所述铰接体过渡管还包括过渡管Ⅱ（7），所述过渡管Ⅱ（7）一端为插接管Ⅱ（7-1），与过渡管Ⅰ（6）上的插接管Ⅰ（6-2）插接配合，实现相对转动和轴线伸缩移动；所述过渡管Ⅱ（7）另一端为球形接口Ⅱ（7-2）。
7.根据权利要求6所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：所述货厢加热座（8）一端为球形接口Ⅲ（8-1），与过渡管（7）的球形接口Ⅱ（7-2）配合，通过球形压盘（5）固定；
所述加热座8的另一端为球形接头（8-2）；
所述货厢加热座（8）的折弯部设有安装板Ⅰ（8-3），所述安装板Ⅰ（8-3）通过导向座（10）固定在后车架上。
8.根据权利要求7所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：所述导向座（10）由固定板（10-1）和固定在固定板（10-1）上的多个导向螺柱（10-2）组成，固定板（10-1）连接在后车架上，每一个导向螺柱（10-2）上套装有一根压缩弹簧（11），导向螺柱（10-2）从安装板Ⅰ（8-3）穿过后通过锁紧螺母（12）紧固。
9.根据权利要求7所述的矿用铰接式自卸车货厢加热装置，其特征在于：还包括货厢进气组件（9），所述货厢进气组件（9）包括喇叭状进气口（9-1）和安装板Ⅱ（9-2），所述喇叭状进气口（9-1）与球形接头（8-2）配合，所述安装板Ⅱ（9-2）固定在货厢的前板上，与厢体加热腔连通，将发动机尾气引入货厢内部，实现货厢加热。
10.一种矿用铰接式自卸车，包括前车架、铰接体和后车架，前车架和后车架在水平方向绕铰接体的铰接中心轴线转动，通过转向油缸实现左右各45度的转向；后车架绕铰接体的后端连接管轴线做360度的不限制转动；
其特征在于：还包括权利要求1至9任一项所述的货厢加热装置。
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