CN110329807B - 一种带随动和防撞功能的平车装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带随动和防撞功能的平车装置，属物料输送装备技术领域。本发明包含主动、随动升降卷扬装置和伸缩式防撞器，主动升降卷扬装置使用双钢丝绳卷扬机构，双钢丝绳的一端连接在刮板大架上部两端对称位置，另一端通过滑轮等缠绕在滚筒上，随动升降卷扬装置安装在龙门架立柱内，其钢丝绳通过平衡重锤和滑轮组连接在刮板大架中间部位，平衡重锤和随动卷扬滚筒之间的随动钢丝绳的长度大于滚筒和上升到到最高位置时的平衡重锤之间的距离，平煤刮板铰接在刮板大架下部，伸缩式防撞器活塞杆顶紧在平煤刮板上。本发明由于具有随动升降卷扬装置和伸缩式防撞器，解决了平车装置频繁损坏对装车生产及调度造成的不利影响，优点明显。

Description

一种带随动和防撞功能的平车装置

技术领域

本发明涉及一种带随动和防撞功能的平车装置，属于物料输送装备领域技术。

背景技术

在煤炭行业，最近这些年由于煤炭资源的整合，使得大型和超大型煤炭生产企业的数量大量增加，单个企业需要外运的煤炭量也随之大量增加，加之目前环保要求的提高，大型煤炭行业的煤炭外运前都入仓保存，需要时一般采用火车将生产的煤炭外运是目前采用的主要运输方法，这是由于煤炭运输具有运输量大、效率高，运输距离长，装运和卸货过程产生的污染少等优点。但由于煤炭行业属于一个相对封闭和性质特殊的行业，采用铁路外运煤炭时也面临着如下的问题：(1)由于煤炭公司和铁路运输系统分属两个不同的大的集团公司，铁路运输系统一般都会提前把外运煤炭的车皮计划提前报给有关煤炭行业，并要求煤炭行业在规定的时间内完成车皮装车和外运计划，否则就会对煤炭生产企业进行罚款处理和影响后续车皮计划的提供，给煤炭生产企业的生产造成严重影响。(2)铁路系统对煤炭装车的质量有着非常高的要求，具体表现在两个方面：质量和数量，数量为重量数据，要求保证必须在一定的误差范围内，质量是要求必须保证装入车厢的煤炭上表面要经过平整，保证四角基本平整，没有偏载问题，否则铁路运输系统有权拒绝发运，为此对煤炭行业的装车外运也提出了两个要求：即装车速度要快，同时装车质量要好！为了达到上述要求，目前煤炭行业所使用的装车系统将煤炭装车和平车尽量安排在同时进行，以提高装车效率，缩短装车时间。但在实际使用过程中，装车系统存在着如下的问题：装车的同时进行平车，平车系统频繁动作，对平车系统的可靠性要求非常高，但在实际使用过程中，由于目前的平车系统仅使用一套平车升降驱动装置，因此平车升降驱动装置在使用过程中存在出现故障的问题。平车升降驱动装置出现故障后，整个装车系统就要停机进行检修，而铁路系统给的装车时间是固定的，长时间的的设备检修将造成铁路系统运输计划的变更，或是煤炭外运计划的取消，后果严重。其次由于装车和平车同时进行，就要在火车车厢运动过程中进行装车和平车，而平车系统是要深入到车厢内部进行平煤的，这样在装平车过程中，平车装置不可避免的要与车厢等障碍物发生相撞等事故，由于平车过程中的平煤力也非常大，因此，现有的平车装置均采用刚性结构部件，这样，当平车装置和火车车厢发生碰撞时，由于火车车厢的牵引力和惯性力都非常大，因此将在两者之间产生非常大的冲击力和牵拉力，由于现有平车装置的刚性结构的原因，往往造成平车装置的损坏，导致平车作业无法正常进行，这也会扰乱铁路运输调度及生产计划的执行，对煤炭生产企业和铁路运输企业的生产的正常进行造成极大的不利影响，为此必须采用相应的技术手段和方法解决平车装置在使用过程中存在的这两个问题。

发明内容

本发明的目的就是提供这样一种带随动和防撞功能的平车装置，它能有效地解决目前平车装置所存在的只有单套升降驱动装置以及防撞性能不足而导致的频繁停机检修对煤炭企业装车生产带来的严重影响。

本发明的目的是这样实现的：一种带随动和防撞功能的平车装置，包含龙门架立柱、龙门架横梁、刮板大架、安装架、平煤刮板、主动升降卷扬装置、随动升降卷扬装置和伸缩式防撞器，所述龙门架立柱安装在地面基础上，所述龙门架横梁两端搭接在龙门架立柱上，所述刮板大架上部通过钢丝绳与所述主动升降卷扬装置和随动升降卷扬装置连接，所述刮板大架两侧板与龙门架立柱内侧分别设置有相互配合的导轨和导槽，所述主动升降卷扬装置使用双钢丝绳卷扬机构，所述双钢丝绳的一端分别连接在刮板大架上部两端对称位置，另一端通过滑轮缠绕在滚筒上，所述随动升降卷扬装置安装在龙门架立柱内，随动卷扬装置的钢丝绳通过平衡重锤和滑轮组连接在刮板大架中间部位，平衡重锤和随动卷扬滚筒之间的随动钢丝绳的长度大于随动卷扬滚筒和上升到最高位置时的平衡重锤之间的距离，所述平煤刮板铰接在刮板大架下部，所述安装架安装在刮板大架侧面，所述伸缩式防撞器安装在安装架上，伸缩式防撞器的活塞杆顶紧在平煤刮板上。

在所述平煤刮板上设置有锁紧板，所述锁紧板安装在平煤刮板侧面并与平煤刮板呈不小于45°的夹角，所述伸缩式防撞器活塞杆通过锁紧板顶紧在平煤刮板上。

在所述刮板大架侧面铰接有防撞启动杆，所述伸缩式防撞器活塞杆通过所述防撞启动杆顶紧在所述平煤刮板上，所述防撞启动杆下部和平煤刮板接触的部位设置有滚轮。

所述伸缩式防撞器包含防撞油缸，所述防撞油缸无杆腔内安装有复位弹簧，并与缓冲阀相连，防撞油缸无杆腔同时通过截止阀与储油箱相连，防撞油缸有杆腔与储油箱相连，所述缓冲阀同时与储油箱相连。

所述缓冲阀包含阀体，压力柱塞，缓冲簧，簧座以及调整螺栓，所述阀体包含压力腔，泄压孔，缓冲簧室，所述泄压孔与所述压力腔相连，所述压力柱塞上部安装在所述压力腔内，下部压装在所述缓冲簧上，所述缓冲簧下部安装在所述簧座上，所述调整螺栓顶紧在所述簧座上，所述防撞油缸无杆腔与所述压力腔相连，所述泄压孔与所述储油箱相连。

所述伸缩式防撞器包含防撞油缸，所述防撞油缸无杆腔内安装有复位弹簧，并通过压力触发器和锁闭阀与储油箱相连，所述防撞油缸有杆腔采用油管管路通过并联的单向阀和复位阀与储油箱相连。

所述锁闭阀和所述复位阀均采用二位二通电磁阀，所述压力触发器采用电接触点压力表，通过电控方式与蜂鸣报警器连接。

所述伸缩式防撞器包含导向架、活塞杆、推力弹簧和止动器，所述止动器包含止推杆、止推弹簧和滚轮，所述导向架与所述安装架连接在一起，所述防撞推杆一端安装有滑轮，所述滑轮顶紧在平煤刮板侧面，另一端套装在导向架内的导向孔内，其端部为锥形，所述止推杆一端顶紧在活塞杆端部锥形面上，另一端顶紧在所述止推弹簧上，所述止推杆和止推弹簧均安装在导向架的止推孔内，所述活塞杆安装在导向架导向孔内的一端的端部顶紧在所述推力弹簧上。

所述活塞杆端部锥面的锥角不小于90°，所述止推杆端部设置有滚轮，所述滚轮顶紧在活塞杆锥面上，在所述止推孔位置设置有调整螺栓，所述调整螺栓顶紧在所述止推弹簧上，所述止动器的数量不少于3套，并沿圆周方向均匀排列。

所述伸缩式防撞器活塞杆端部套装在缓冲套筒上，在所述缓冲套筒和所述活塞杆端部之间垫装有缓冲橡胶垫，所述缓冲套筒端部设置有滑轮，所述滑轮压紧在所述平煤刮板上。

通过采用主动和随动两套升降卷扬装置，其中主动升降卷扬装置使用双钢丝绳卷扬机构，双钢丝绳的一端分别连接在刮板大架上部两端对称位置，另一端通过滑轮缠绕在卷扬滚筒上，这种结构由于采用了两个对称的连接点进行升降卷扬，可以较好地保证刮板大架两端的受力平衡以及保证连接卷扬驱动的可靠性。随动升降卷扬装置安装在龙门架立柱内，随动卷扬装置的钢丝绳通过平衡重锤和滑轮组连接在刮板大架中间部位，平衡重锤和随动卷扬滚筒之间的随动钢丝绳的长度大于随动卷扬滚筒和上升到最高位置时的平衡重锤之间的距离，这种结构，在主动升降卷扬装置正常工作时随动升降卷扬装置可以随平煤刮板的升降自如升降，不影响主动升降卷扬系统的正常升降，而在主动升降卷扬系统出现故障时，可以立即启动随动升降卷扬系统进行刮板的升降作业，保证整个平车系统的正常工作，解决由于升降驱动装置损坏需要停机检修对铁路调度系统造成的影响，具有非常明显的优点。由于随动升降卷扬系统只有在主动升降卷扬系统损坏时才工作，属于应急性质，因此，采用单根钢丝绳连接在刮板大架上部的之间位置进行驱动，具有结构简单，同时能够基本保证刮板大架和平煤刮板升降过程中的左右平衡。具有较为明显的优点。

平煤刮板铰接在刮板大架下部，这样平煤刮板就可以在使用过程中通过绕铰轴的回转而解决现有平车装置刚性连接的问题。安装架安装在刮板大架侧面，伸缩式防撞器安装在安装架上，伸缩式防撞器的活塞杆顶紧在平煤刮板上，这种结构，一方面可以保证平煤刮板正常平煤作业时能够通过伸缩式防撞器的活塞杆的压力保持在平煤位置，而在平煤刮板受到意外高强度撞击力时，伸缩式活塞杆回缩，平煤刮板上的压力消除，平煤刮板绕铰轴回转，可以有效避免由于平车装置的刚性连接而造成的设备损坏，优点明显。

刮板大架两侧板与龙门架立柱内侧分别设置有相互配合的导轨和导槽，可以降低刮板大架上下移动过程中的摩擦力，防止刮板大架在升降过程中出现卡死等问题，结构简单可靠。导槽可采用带有凹槽的导轮，导轮套装在滚动轴上，凹槽与导轨面相配合。导槽和导轮均可在刮板大架安装，龙门架立柱上安装剩余对应的导轨或是导槽，导轨和导槽之间一般有0.5～1.5mm的间隙，既保证刮板大架上下顺利升降，同时也保证车厢内平煤面基本水平。

在平煤刮板上设置有锁紧板，锁紧板安装在平煤刮板侧面，伸缩式防撞器活塞杆通过锁紧板顶紧在平煤刮板上。通过这种结构，可以将伸缩式防撞器直接安装在刮板大架的侧面，充分利用刮板大架的垂直高度的距离，优化器其结构布置，也有利于让出平煤刮板在受到撞击时的回转空间。由于锁紧板在进行回转时，防撞器除在活塞杆轴线方向上收到轴线力外，在径向也要受到顶紧力，锁紧板与伸缩式防撞器接触面与平煤刮板呈不小于45°的夹角，主要是保证在所受到的轴线力尽量大，径向力尽量减少，有利于伸缩式防撞器活塞杆的顺利伸缩。

在刮板大架侧面铰接有防撞启动杆，伸缩式防撞器活塞杆通过防撞启动杆顶紧在平煤刮板上，这样可以解决当伸缩式防撞器直接顶紧在平煤刮板上时左右空间尺寸过大，同时解决由于结构所限导致平煤刮板在遇到撞击回转保护时翻转空间不足的问题。伸缩式防撞器顶紧在防撞启动杆上的位置和防撞启动杆顶紧在平煤刮板上的位置在实际设计时可调，这样，可以有效地调整伸缩式防撞器发生有效动作时的撞击启动力和撞击启动距离。防撞启动杆下部和平煤刮板接触的部位设置有滚轮，可以有效降低两者之间的滑动摩檫阻力，便于启动伸缩式防撞器及时动作。

伸缩式防撞器包含防撞油缸，防撞油缸无杆腔内安装有复位弹簧，并与缓冲阀相连，防撞油缸无杆腔同时通过截止阀与储油箱相连，防撞油缸有杆腔与储油箱相连，缓冲阀同时与储油箱相连。在平煤时，由于推煤力的作用，油缸活塞杆受压，使油缸的无杆腔产生一定的压力。预先将缓冲阀的动作压力值设定在一定的值，正常平煤时，防撞油缸无杆腔所受的力低于设定的压力，缓冲阀不动作，活塞杆基本保持固定位置，因此，可以保证平煤刮板不进行转动，使车厢内经过平整的煤面基本平整。当平煤刮板与货车车厢发生相撞等意外情况时，防撞油缸活塞杆所受到的力将迅速增加，导致防撞油缸无杆腔压力急剧增加，当最终压力大于缓冲阀预先设定的压力时，此时缓冲阀动作，将防撞油缸内的油液排除，油缸卸荷，此时由防撞油缸顶紧的平煤刮板将能够快速翻转，防止冲击力过大损坏平煤装置或是货车车厢。这种结构由于在平煤刮板受到较大的冲击力时能够及时翻转，因此防撞效果良好。

在防撞油缸的无杆腔设置有复位弹簧，当防撞油缸由于平煤刮板受到撞击力动作后，复位弹簧有复位的功能，但由于压力小于设定的压力时缓冲阀压力柱塞又恢复到原始位置，这样防撞油缸活塞杆无法复位。在冲击力消失后，可人工打开与防撞油缸无杆腔相连的截止阀，则在复位弹簧的作用下，防撞油缸活塞杆可恢复到原始位置，再关闭截止阀，则系统即可再次开始正常工作，本发明的系统复位结构简单易行，便于操作，具有非常明显的优点。

本发明采用的缓冲阀包含阀体，压力柱塞，缓冲簧，簧座以及调整螺栓，阀体包含压力腔，泄压孔，缓冲簧室，泄压孔与压力腔相连，压力柱塞上部安装在压力腔内，下部压装在缓冲簧上，缓冲簧下部安装在簧座上，调整螺栓顶紧在簧座上，防撞油缸无杆腔与压力腔相连，泄压孔与储油箱相连。这种结构的缓冲阀，当平煤刮板受到推力作用时，防撞油缸的无杆腔的压力逐渐上升，当压力低于缓冲阀设定的压力值时，油缸柱塞的位置不变，防撞油缸活塞杆不动作。当平煤刮板碰撞到车厢等外在障碍物时，防撞油缸活塞杆受到的力将急剧增加，使油缸内的液压油的压力上升，当压力大于缓冲阀设定的压力时，压力柱塞动作下移，随压力的逐渐增大，压力柱塞上端的位置将低于泄压孔的位置，此时防撞油缸内的油液将通过泄压孔流入到储油箱内，此时防撞油缸的活塞杆产生一定距离的移动，使平煤刮板可以产生一定的角度翻转，缓冲撞击力。如果平煤刮板的翻转角度不足以保证平煤刮板完全越过障碍物时，油缸内的压力将一直存在，液压油一直外泄，保证平煤刮板一直翻转，直至越过障碍物。由此可见，该缓冲阀可以有效地保证当出现意外平煤力时平煤刮板的有效翻转，防止平煤刮板由于撞击对整个平煤装置造成的损坏，防撞效果明显。

伸缩式防撞器包含防撞油缸，防撞油缸无杆腔内安装有复位弹簧，并通过压力触发器和锁闭阀与储油箱相连，防撞油缸有杆腔采用油管管路通过并联的单向阀和复位阀与储油箱相连。在平煤时，由于推煤力的作用，防撞油缸活塞杆受压，使油缸的无杆腔产生一定的压力。预先将压力触发器的动作压力值设定在高于正常平煤所产生的压力一定的值，这样正常平煤时，防撞油缸无杆腔所受的压力低于设定的压力，压力触发器不动作，活塞杆基本保持固定位置，因此，可以保证平煤刮板不进行转动，使车厢内经过平整的煤面基本平整。

当平煤刮板与货车车厢发生相撞等意外情况时，防撞油缸活塞杆所受到的力将迅速增加，导致防撞油缸无杆腔压力急剧增加，当最终压力大于压力触发器预先设定的压力时，此时压力触发器发出信号，锁闭器动作，将其两端的油管联通，防撞油缸无杆腔内的液压油通过油管流入储油箱，油缸卸荷，此时由防撞油缸顶紧的平煤刮板将能够快速翻转，防止冲击力过大损坏平煤装置或是货车车厢。这种结构由于在平煤刮板受到较大的冲击力时能够及时翻转，因此防撞效果良好。

当防撞油缸由于平煤刮板受到撞击力翻转动作后，与压力触发器电气连接的蜂鸣报警器鸣响，提示系统出现问题，在防撞油缸的无杆腔内设置有复位弹簧，复位弹簧有复位的功能，但由于有杆腔复位阀和单向阀的隔断作用，防撞油缸无法复位。在冲击力消失后，通过现场操作人员观察判断事故原因消除，则控制有关电器控制系统按钮，使复位阀换向到导通位置，则在复位弹簧的作用下，平煤刮板被恢复到原始位置，再次启动有关控制按钮，让锁闭阀恢复到初始位置，则整个系统再次恢复到工作位置，可以进行正常的平煤作业。可见平煤系统的这种复位结构简单易行，便于远程操作，具有非常明显的优点。锁闭阀和所述复位阀均采用二位二通电磁阀，具有结构简单，使用方便，成本低等优点。

伸缩式防撞器包含导向架、活塞杆、推力弹簧和止动器，止动器包含止推杆、止推弹簧和滚轮，导向架与安装架连接在一起，防撞推杆一端安装有滑动轮，滑动轮顶紧在平煤刮板侧面，另一端套装在导向架内的导向孔内，其端部为锥形，止推杆一端顶紧在活塞杆端部锥形面上，另一端顶紧在止推弹簧上，止推杆和止推弹簧均安装在导向架的止推孔内，活塞杆安装在导向架导向孔内的一端的端部顶紧在推力弹簧上。平煤作业开始后，平煤刮板受到平煤力的作用出现翻转倾向，在活塞杆上产生推力，该力通过与活塞杆端部锥面接触的止推杆和止推弹簧承受，将止推弹簧的预压力设置为等于正常推煤作业时在止推弹簧上产生的额定压力上，则很显然在正常推煤作业时，在止推弹簧的作用下，活塞杆的位置将固定不变，也即能够保证正常的推煤作业。在推煤作业过程中，当出现意外情况如平煤刮板撞击到障碍物时，则止推弹簧受到的推力将大于止推弹簧的预压力，则在活塞杆及止推杆的作用下止推弹簧被压缩，止推杆回缩，活塞杆外移，平煤刮板翻转。随障碍物对平煤刮板产生的阻力逐渐增加，止推弹簧压缩量增加，活塞杆外移距离增加，平煤刮板翻转角度增加，如果平煤刮板的翻转角度让开了障碍物，则在止推弹簧的作用下，活塞杆回缩，平煤刮板恢复到原始位置，继续进行平煤作业。当障碍物对平煤刮板的撞击作用力超过一定的值，则止推弹簧的压缩量达到一定的值，则止推杆端部的滚动轮完全滚过活塞杆的锥面，此时活塞杆的外移阻力大大降低，在冲击作用力的作用下，活塞杆外衣速度快速增加，平煤刮板翻转速度和角度也快速增加，直至让开障碍物，实现防撞效果，由此可见，这种防撞机构结构及工作原理简单防撞效果可靠。

在导向架导向孔内设置推力弹簧，推力弹簧的预紧力不低于一定的值，一方面可以起到一定的平衡作用，使平煤刮板基本处于垂直状态，另一方面在撞击力消失后推力弹簧可以使得活塞杆、止推杆和平煤刮板等顺利自动恢复到原始位置，减少甚至完全取消出现撞击力后人工对整个机构的干预和恢复，具有明显的优点。

活塞杆端部锥面的锥角越大，则在平煤刮板受到同样的撞击力的情况下止推弹簧受到的压缩力越小，同时止推弹簧完全压缩的距离也越小，反应的时间也越短，有利于缩小防撞部件的尺寸，保证防撞机构的灵敏度，为此将活塞杆端部锥面的锥角设置为不小于90°。

在止推杆端部设置滚动轮，在活塞杆外移的过程中，可以将其端部锥面和止推杆之间的摩擦力转化为滚动摩擦，大大降低摩擦力，有利于提高机构的动作灵敏度。

在止推孔位置设置有调整螺栓，并将调整螺栓顶紧在止推弹簧上，通过旋转调整螺栓，可以非常方便的对止推弹簧的预紧力进行调整，以适应不同推煤作业时的不同推煤力要求。

止动器的数量不少于3套，可以有效降低每套止动器的止推力，缩小每套止动器的结构尺寸，同时所有止动器沿圆周方向均匀排列，可以完全消除活塞杆锥面在圆周方向上的受力，有利于活塞杆的动作。

在平煤作业过程中，由于车厢内的煤位的高低不同，正常平煤过程中不可避免的也要产生一定的冲击力，这个冲击力可能会引起相关部件的误动作。为了解决这一问题，在伸缩式防撞器活塞杆端部套装一缓冲套筒，两者之间垫装一缓冲橡胶垫，以有效缓冲正常平煤过程中由于车厢内堆煤高度不同造成的冲击力，防止由于此冲击力引发的缓冲阀的误动作。

由于缓冲套筒的端部是顶紧在平煤刮板或是防撞启动杆、锁紧板上，而这些部件在发挥防撞功能时要进行绕铰轴的回转运动，为了降低缓冲套筒和这些部件之间的摩擦力，在缓冲套筒的端部设置滚动轮，可使伸缩式防撞器的动作更为灵敏可靠。

附图说明

图1所示为本发明的具体实施例的结构主视图；

图2所示为图1中A--A位置的剖视图；

图3所示为图1中B--B位置剖视图的第一种结构图；

图4所示为图1中B--B位置剖视图的第二种结构图；

图5所示为图1中B--B位置剖视图的第三种结构图；

图6所示为图5中A位置的局部放大图。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5和图6所示为本发明的具体实施例，在上述6个图中，所标各零部件序号的含义如下：1、随动升降卷扬装置；2、随动钢丝绳；3、火车车厢；4、平衡重锤；5、龙门架立柱；6、平煤刮板；7、导轮；8、导轨；9、龙门架横梁；10、刮板大架；

11、主动升降卷扬装置；12、滑轮；13、随动滚筒；14、随动刹车装置；15、滚动轴；16、导轮凹槽；17、伸缩式防撞器；18、铰轴；19、煤炭；20、安装架；22、钢丝绳。25、复位弹簧；26、油缸外筒；27、活塞杆；29、缓冲套筒；30、缓冲橡胶垫；31、滚轮；32、锁紧板；33、储油箱；34、截止阀；35、油管；36、压力腔；37、泄压孔；38、密封圈；39、压力柱塞；40、缓冲簧；41、簧座；42、调整螺栓；43、缓冲簧室；44、阀体；45、二位二通电磁阀；46、单向阀；47、蜂鸣报警器；48、电接触点压力表；49、锁闭电磁阀；50、滑动轮；52、导向架；53、止推弹簧；54、调整螺栓；55、垫块；56、止推杆；57、滚动轮；58、导向孔；59、推力弹簧。

图1、图2和图3所示为本发明的第一个实施例，在该实施例中，龙门架立柱固定在地面基础上，龙门架横梁两端安装在龙门架立柱上。主动升降卷扬装置安装在龙门架横梁内，钢丝绳为两根钢丝绳，两根钢丝绳一端连接在主动升降卷扬装置上，另一端分别连接在刮板大架两端对称位置。随动升降卷扬装置由随动回转驱动装置、随动滚筒和随动刹车装置等组成，安装在龙门架立柱的基础上，通过随动钢丝绳和平衡重锤、钢丝绳等连接在刮板大架上部的中间位置，平煤刮板通过铰轴铰接在刮板大架的下部。刮板大架两侧各安装有三套导轮，导轮上设置有凹槽，凹槽卡在导轨上，导轨安装在龙门架立柱上，导轨表面和凹槽内表面之间有1mm的间隙，

在装煤作业过程中，火车车厢内装完煤之后，进行平车作业。此时在主动升降卷扬装置的作用下，刮板下落到指定的高度，进行平车，此时随动升降卷扬装置在刮板大架和刮板的重力的作用下，拉动平衡重锤上升，此时由于随动钢丝绳的长度大于随动升降卷扬装置和平衡重锤上升到最高位置时的距离，因此随动升降卷扬装置对刮板的升起不产生阻碍作用，可以正常的完成平车作业。当平车任务完成后，主动升降卷扬装置向上提起刮板，随动驱动系统在平衡重锤重力的作用下下降，防止平衡重锤上部连接的钢丝绳松弛乱缠，随动钢丝绳在自身重力作用下自由下落到随动驱动装置位置。

在装煤作业过程中，如果主动升降卷扬装置损坏，或是钢丝绳断裂，导致刮板无法自由升降，则立即启动随动升降卷扬装置，则在随动升降卷扬装置的作用下，刮板仍然可以顺利地升降，继续进行有关的平车作业，待整个平车作业完成后，对主动升降卷扬装置进行检修，保证了装车作业的顺利实施，保证了装车效率，解决了由于升降卷扬装置损坏造成的装车延时对铁路调度工作的影响。

在该实施例中，伸缩式防撞器包含防撞油缸，平煤刮板通过平煤铰轴铰接在刮板大架下部，锁紧板安装在平煤刮板侧面，锁紧板与平煤刮板之间的夹角为60°，这样平煤刮板在旋转60°时，锁紧板旋转60°，整个旋转期间防撞油缸活塞杆所受的侧向力相对较小。

安装架安装在刮板大架侧面，防撞油缸安装在安装架上，防撞油缸活塞杆端部套装在缓冲套筒上，两者之间垫装有缓冲橡胶垫，缓冲套筒端部安装有滚轮，滚轮顶紧在平煤刮板上，防撞油缸无杆腔通过油管与缓冲阀相连，缓冲阀同时与储油箱相连。缓冲阀包含阀体、压力柱塞、缓冲簧、簧座以及调整螺栓，阀体包含压力腔、泄压孔、缓冲簧室，泄压孔与压力腔相连，压力柱塞上部安装在压力腔内，下部压装在缓冲簧上，缓冲簧下部安装在簧座上，调整螺栓顶紧在簧座上，防撞油缸无杆腔分别与缓冲阀上的压力腔以及通过截止阀与储油箱相连，缓冲阀的泄压孔与储油箱相连，压力柱塞和压力腔之间设置有密封圈，密封圈的位置低于泄压孔。

在装煤作业过程中，进行平车作业。如前所述，此时在升降卷扬装置的作用下，刮板大架和平煤刮板下落到指定的高度，进行平车，平煤刮板将火车车厢内高出平煤层的煤推平，在这一过程中，平煤刮板上所受到的力通过锁紧板、缓冲套筒、缓冲橡胶垫作用在防撞油缸的活塞杆上，并由与活塞杆相连的活塞将平煤力传递到防撞油缸的无杆腔的液压油上。在正常的平煤作业时，平煤刮板仅受到车厢内堆煤的反推力，该力一般小于一定的值，也即防撞油缸无杆腔的液压油所受到的压力低于一定的值。通过旋转调整螺栓可以调整缓冲簧的预压高度，从而调整缓冲阀的动作压力值。旋转调整螺栓使缓冲簧的压力值高于正常平煤作业时防撞油缸无杆腔所产生油压一定的量，这样在正常推煤的过程中，缓冲阀就就不会动作，平车装置保持正常的平煤作业。

在特殊情况下，当车厢内的堆煤高度过高过陡时，平煤刮板也将受到一定的冲击力，为了消除该冲击力对防撞油缸产生冲击力使缓冲阀产生误动作，在缓冲套筒和防撞油缸活塞杆之间加装缓冲橡胶垫，将推煤产生的冲击力的峰值削峰，降低冲击力峰值，加之缓冲阀动作的设定值高于正常平煤作业产生的压力值，这样可以保证系统安全可靠地工作。在缓冲套筒端部设置了滚轮，将平煤刮板和缓冲套筒之间的作用方式变为滚动接触，可以降低摩擦力和活塞杆在油缸垂直方向上的分力，也有利于推煤力在相关部件间的顺利传递。

当在平车过程中平煤刮板和货车车厢发生撞击等意外情况时，平煤刮板、防撞油缸活塞杆等部件所受推力急剧增加，防撞油缸无杆腔内的液压油的压力急剧上升，如果该压力高于预先设定的缓冲阀的动作压力，缓冲簧被压缩，压力柱塞下移，油缸内的液压油向缓冲阀压力腔内流动，当流动量超过一定的量时，压力柱塞上部低于泄压孔的位置时，油缸内的压力油通过油管、压力腔、泄压孔进入到储油箱内，同时储油箱内的油通过油管进入到防撞油缸的有杆腔内，平煤刮板快速翻转，活塞杆等部件快速外移，即平煤刮板和锁紧板等部件不再受到防撞油缸活塞杆的支撑，平煤刮板可以快速回转翘起，直至平煤刮板完全让开火车车厢等障碍物，消除由于撞击对设备造成的损害。

当装煤过程中出现意外撞击导致缓冲阀动作后，平煤刮板向上翻转避开障碍物，此时设备处于故障状态，停止装煤，进行复位检修。此时，防撞油缸无杆腔内的复位弹簧使活塞杆内移，但由于液压油管路系统中截止阀的锁闭作用，平煤刮板处于翻转状态，此时由检修人员打开截止阀，则在复位弹簧的作用下，防撞油缸无杆腔从储油箱吸油，有杆腔放油，使防撞油缸的活塞杆恢复到原始位置，即可使整个系统重新正常工作。

在该实施例中，在刮板大架两侧均对称安装了防撞系统的相关部件，可以使平车装置在两个方向上均可进行平车作业。另外，具体施工时，可以将所有部件均安装在刮板大架上，不需要连接电控部件，即可实现防撞和复位功能。

图4示出了本发明的第二个实施例，该实施例与第一个实施例相比仅在于防撞油缸的控制方式出现了变化，在该实施例中，防撞油缸无杆腔通过电接触式压力表和锁闭电磁阀与储油箱相连，有杆腔通过二位二通电磁阀和并联的单向阀与储油箱相连，一个蜂鸣报警器通过电控系统与电接触式压力表相连。在正常平煤作业过程中，平煤刮板仅受到车厢内堆煤的反推力，该力一般小于一定的值，也即防撞油缸无杆腔的液压油所受到的压力低于一定的值。通过调整电接触式压力表的压力启动值，使其高于正常平煤时压力一定的值，这样在正常推煤的过程中，电接触式压力表就不会动作，防撞油缸一直处于锁闭状态，平车装置保持正常的平煤作业。

当在平车过程中平煤刮板和货车车厢发生撞击等意外情况时，防撞油缸无杆腔内的液压油的压力急剧上升，如果该压力高于预先设定的电接触式压力表的启动压力，则电接触式压力表发出信号，蜂鸣报警器报警，同时锁闭电磁阀换向，将防撞油缸无杆腔和储油箱导通，在撞击力的推动下，防撞油缸有杆腔从储油箱通过单向阀注油，无杆腔排油，活塞杆回缩，锁紧板和平煤刮板翻转，直至平煤刮板完全让开装煤车车厢等障碍物，消除由于撞击对设备造成的损害。

操作人员根据报警器的提示，停止装车作业，并观察防撞击装置的受撞情况，当装煤过程中意外撞击解除后，启动二位二通电磁阀使其联通，则在复位弹簧的作用下，防撞油缸活塞杆复位，此时无杆腔通过锁闭电磁阀吸入液压油，有杆腔通过二位二通电磁阀排油，直至将平煤刮板恢复到原始的基本垂直的位置，另一侧的锁紧板顶住对应的防撞油缸活塞杆上的滚轮，完成复位作业，此时关闭锁闭电磁阀，则整个系统恢复到正常状态，可以继续继续装车作业。

在该实施例中，在刮板大架两侧均也对称安装了防撞系统的相关部件，可以使平车装置在两个方向上均可进行平车作业。另外由于采用了电接触式压力表和电磁阀等部件进行防撞油缸的通断作业，具有动作灵敏，调整方便，易于远距离控制等优点。

图5和图6所示为本发明的第三个实施例，该实施例与前两个实施例的差别在于伸缩式防撞器采用完全机械的结构，没有液压和电器控制元件。在该实施例中，平煤刮板通过铰轴铰接在刮板大架下部，安装架安装在刮板大架侧面，伸缩式防撞器连接在安装架下部，伸缩式防撞器包含导向架、活塞杆、推力弹簧和止推器，止推器包含滚动轮、止推杆、止推弹簧、调整螺栓和垫块，活塞杆一端安装有滑动轮，滑动轮顶紧在平煤刮板上，活塞杆另一端部分带有锥段，止推器的止推杆一端端部安装有滚动轮，滚动轮顶紧在活塞杆锥段的锥面上，另一端顶紧在止推弹簧上，止推弹簧通过调整螺栓调整预压紧力，调整螺栓安装在垫块上，止推杆和止推弹簧安装在止推孔内，活塞杆带有锥面的部分同时顶紧在推力弹簧上。防撞器对称布置在平煤刮板两侧。推力弹簧的预紧力为100公斤。活塞杆端部锥面的锥角为120°，止动器的数量为4套，并沿圆周方向均匀排列。

在装煤作业过程中，火车车厢内装完煤之后，进行平车作业。此时在升降卷扬装置的作用下，刮板大架和平煤刮板下落到指定的高度，进行平车。调整止推弹簧的预紧力，保证在正常平煤作业时活塞杆不外移，则在平煤刮板所受推力低于额定推力的情况下，平煤刮板基本维持在正常位置，进行正常的平煤。平煤作业完成后，升降卷扬装置将平煤刮板提起，准备进行下一次的平煤作业。

当在平车过程中出现平煤刮板和货车车厢发生撞击等意外情况时，平煤刮板、活塞杆等部件所受推力急剧增加，这些力作用在止推杆上，将止推弹簧压缩，如果止推弹簧压缩量超过止推杆端部滚动轮进入到活塞杆圆柱段，则止推杆作用在活塞杆的防止外移的力完全消失，仅剩推力弹簧的作用力，这样平煤刮板所受翻转阻力急剧降低，大大低于撞击力，平煤刮板可以快速翻转，消除撞击对平煤刮板的的破坏作用。

当撞击作用力消除后，在推力弹簧的作用下，活塞杆恢复到原始位置，止推弹簧的力重新作用在活塞杆轴向方向，即可开始下一次的正常平煤作业。

在该实施例中，平煤刮板也可以进行双向的平煤作业，在两个方向均可以产生防撞效果。

Claims (10)

1.一种带随动和防撞功能的平车装置，包含龙门架立柱、龙门架横梁、刮板大架、安装架、平煤刮板、主动升降卷扬装置、随动升降卷扬装置和伸缩式防撞器，所述龙门架立柱安装在地面基础上，所述龙门架横梁两端搭接在龙门架立柱上，所述刮板大架上部通过钢丝绳与所述主动升降卷扬装置和随动升降卷扬装置连接，所述刮板大架两侧板与龙门架立柱内侧分别设置有相互配合的导轨和导槽，其特征在于：所述主动升降卷扬装置使用双钢丝绳卷扬机构，所述双钢丝绳的一端分别连接在刮板大架上部两端对称位置，另一端通过滑轮缠绕在滚筒上，所述随动升降卷扬装置安装在龙门架立柱内，随动升降卷扬装置的钢丝绳通过平衡重锤和滑轮组连接在刮板大架中间部位，平衡重锤和随动卷扬滚筒之间的随动钢丝绳的长度大于随动卷扬滚筒和上升到最高位置时的平衡重锤之间的距离，所述平煤刮板铰接在刮板大架下部，所述安装架安装在刮板大架侧面，所述伸缩式防撞器安装在安装架上，伸缩式防撞器的伸缩活塞杆顶紧在平煤刮板上。

2.根据权利要求1所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：在所述平煤刮板上设置有锁紧板，所述锁紧板安装在平煤刮板侧面并与平煤刮板呈不小于45°的夹角，所述伸缩式防撞器活塞杆通过锁紧板顶紧在平煤刮板上。

3.根据权利要求1所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：在所述刮板大架侧面铰接有防撞启动杆，所述伸缩式防撞器活塞杆通过所述防撞启动杆顶紧在所述平煤刮板上，所述防撞启动杆下部和平煤刮板接触的部位设置有滚轮。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：所述伸缩式防撞器包含防撞油缸，所述防撞油缸无杆腔内安装有复位弹簧，并与缓冲阀相连，防撞油缸无杆腔同时通过截止阀与储油箱相连，防撞油缸有杆腔与储油箱相连，所述缓冲阀同时与储油箱相连。

5.根据权利要求4所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：所述缓冲阀包含阀体，压力柱塞，缓冲簧，簧座以及调整螺栓，所述阀体包含压力腔，泄压孔，缓冲簧室，所述泄压孔与所述压力腔相连，所述压力柱塞上部安装在所述压力腔内，下部压装在所述缓冲簧上，所述缓冲簧下部安装在所述簧座上，所述调整螺栓顶紧在所述簧座上，所述防撞油缸无杆腔与所述压力腔相连，所述泄压孔与所述储油箱相连。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：所述伸缩式防撞器包含防撞油缸，所述防撞油缸无杆腔内安装有复位弹簧，并通过压力触发器和锁闭阀与储油箱相连，所述防撞油缸有杆腔采用油管管路通过并联的单向阀和复位阀与储油箱相连。

7.根据权利要求6所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：所述锁闭阀和所述复位阀均采用二位二通电磁阀，所述压力触发器采用电接触点压力表，通过电控方式与蜂鸣报警器连接。

8.根据权利要求1所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：所述伸缩式防撞器包含导向架、防撞推杆、推力弹簧和止动器，所述止动器包含止推杆、止推弹簧和滚轮，所述导向架与所述安装架连接在一起，所述防撞推杆一端安装有滑轮，所述滑轮顶紧在平煤刮板侧面，另一端套装在导向架内的导向孔内，其端部为锥形，所述止推杆一端顶紧在防撞推杆端部锥形面上，另一端顶紧在所述止推弹簧上，所述止推杆和止推弹簧均安装在导向架的止推孔内，所述防撞推杆安装在导向架导向孔内的一端的端部顶紧在所述推力弹簧上。

9.根据权利要求8所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：所述防撞推杆端部锥面的锥角不小于90°，所述止推杆端部设置有滚轮，所述滚轮顶紧在防撞推杆锥面上，在所述止推孔位置设置有调整螺栓，所述调整螺栓顶紧在所述止推弹簧上，所述止动器的数量不少于3套，并沿圆周方向均匀排列。

10.根据权利要求1或2或3所述的一种带随动和防撞功能的平车装置，其特征在于：所述伸缩式防撞器活塞杆端部套装在缓冲套筒上，在所述缓冲套筒和所述活塞杆端部之间垫装有缓冲橡胶垫，所述缓冲套筒端部设置有滑轮，所述滑轮压紧在所述平煤刮板上。

Images