CN110817491A - 一种煤炭装车的智能平煤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤炭装车的智能平煤装置，包括上层吊顶、下层吊顶、龙门框架、前端平煤板、后端平煤板、平煤板横向移动装置和平煤板升降装置，龙门框架安装在敞车的轨道两侧，平煤板横向移动装置位于龙门框架上，平煤板升降装置位于龙门框架内，上层吊顶和下层吊顶与平煤板横向移动装置相连；前端平煤板和上层吊顶相连，下层吊顶与下层吊顶相连，平煤板横向移动装置带动上层吊顶和下层吊顶运动，平煤板升降装置驱动前段平煤板和后端平煤板做上下运动，前端平煤板和后端平煤板运动过程中将敞车内的煤进行平煤操作。

Description

一种煤炭装车的智能平煤装置

技术领域

本发明属于煤矿煤炭装车外运专用设备技术领域，具体涉及一种煤炭装车的智能平煤装置。

背景技术

在我国的煤炭系统范围内，列车运输占有很大的比例，而伴随着我国铁路的不断提速，对运煤列车的标准也在不断提高。首先要做到不偏载、不积重、不亏载、不超载，有效利用运载能力，提高效益；其次就是保证运煤列车的车厢四角饱满、整体平整，这样不仅可以提高运载能力，还能够充分保证煤炭运输过程的安全性。因此，整个平煤工序在煤炭生产装车以及安全运输中占有十分重要的位置。

目前，运煤列车的平煤过程基本是采用简易平车挡板和人工推平夯实的方式，此工作模式在平车过程当中具有很大弊端：(1)增加人工成本和劳动强度，并且很容易对人员安全造成威胁；(2)严重影响运煤列车的装车速度，成为限制提高煤炭外运效率的重要一环；(3)容易造成大量煤炭散落的情况，形成了资源浪费和污染环境的负面情况。

根据实地调研情况，目前的平煤装置主要为三种：

龙门式平煤板装置，该装置由绞车或卷扬机驱动结构、柱体龙门架结构、平煤板结构和下方限位开关组成。设备只能实现单向平煤，容易造成运煤列车前后载重不均的情况，；因为缺少回收装置，煤炭外落的情况较为普遍，造成资源浪费和环境污染；无法较好实现四角饱满的平煤要求，仍需要部分人工来完成平煤任务。

压辊式平煤装置，该装置由压辊、平煤刮板结构、压辊铰接梁、活动连杆、支架以及传动机构和驱动结构组成。因平煤和夯实两种功能都汇集到压辊上，对辊存在较高的强度要求；在车厢尾部的操作过程中，平煤板和压辊同时升起，导致尾部煤炭未压实；无法较好实现四角饱满的平煤要求，仍需要部分人工来完成平煤任务。

国内常见的平煤装置基本原理大同小异，大多依赖煤炭的自然流动和列车的自然前行而实现煤炭被推倒车厢两侧和尾部，平煤的效果虽然都有所改进，但并没有完全达到前后均匀、两侧平整、四角饱满的平煤要求，遂导致仍需要人工来完成高强度高危险的辅助工作。鉴于以上情况，有必要研发一种结构简单、成本合理、性能较高、普遍适用的智能化平车装置。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构简单，使用方便，制造成本较低的煤炭装车的智能平煤装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种煤炭装车的智能平煤装置，包括上层吊顶、下层吊顶、龙门框架、前端平煤板、后端平煤板、平煤板横向移动装置和平煤板升降装置，龙门框架安装在敞车的轨道两侧，平煤板横向移动装置位于龙门框架上，平煤板升降装置位于龙门框架内，上层吊顶和下层吊顶与平煤板横向移动装置相连；前端平煤板和上层吊顶相连，下层吊顶与下层吊顶相连，平煤板横向移动装置带动上层吊顶和下层吊顶运动，平煤板升降装置驱动前段平煤板和后端平煤板做上下运动，前端平煤板和后端平煤板运动过程中将敞车内的煤进行平煤操作。

优选地，所述平煤板横向移动装置包括结构相同的第一运动链条组和第二运动链条组，第一链条组包括横向移动装置电机，横向移动装置第一链轮、横向移动装置第二链轮、横向移动装置第一转轴、横向移动装置第二转轴、链轮底座和第一双层链条，第一双层链条与上层吊顶螺栓连接；横向移动装置电机位于龙门框架上，横向移动装置电机与横向移动装置转轴相连，横向移动装置链轮套设在横向移动装置转轴上，横向移动装置链轮与第一双层链条的一端啮合，第一双层链条的另一端与横向移动装置第二链轮啮合，横向移动装置第二链轮套设在横向移动装置第二转轴上，链轮底座上设有滚子轴承和底座端盖，横向移动装置第二转轴与链轮底座通过滚子轴承相连，底座端盖与链轮底座固连，滚子轴承位于底座端盖内；链轮底座与龙门框架固连；横向移动装置电机工作时带动横向移动装置转轴转动，从而带动横向移动装置链轮转动，横向移动装置链轮转动时带动第一双层链条运动，第一双层链条运动带动上层吊顶运动。

优选地，所述第二运动链条组中与第一双层链条相对应的结构为第二双层链条，第二双层链条与下层吊顶固连，第二双层链条运动时带动下层吊顶运动。

优选地，所述平煤板升降装置包括结构相同的升降第一液压缸和升降第二液压缸，升降第一液压缸的端部与上层吊顶固连，升降第一液压缸的活塞端与前端平煤板相连，升降第二液压缸的端部与下层吊顶相连，升降第二液压缸的活塞端与后端平煤板相连，升降第一液压缸带动前端平煤板上下运动，升降第二液压缸带动后端平煤板上下运动。

优选地，所述前端平煤板上设有电机安装平台、转动电机和转动板，转动板与前端平煤板转动连接，电机安装平台的底部与前端平煤板固连，电机安装平台的顶部与转动电机固连，转动电机的转轴端套设有电机齿轮，转动板的端部设有转动板齿轮，电机齿轮与转动板齿轮啮合，转动电机工作时，带动电机齿轮转动，电机齿轮运动时带动转动板齿轮运动，从而带动转动板转动。

优选地，所述龙门框架为立式双层结构，龙门框架上设有结构相同的第一滑动装置和第二滑动装置，第一滑动装置和第二滑动装置平行分布在龙门框架上，第一滑动装置包括导轨和滑块，滑块与导轨滑动连接，导轨的底部与龙门框架固连。

优选地，所述导轨上设有导轨螺栓，导轨通过导轨螺栓与龙门框架固连。

优选地，所述前端平煤板呈倒“T”字形结构，前端平煤板的上端开设有前端平煤板槽，升降第一液压缸的活塞端通过前端平煤板槽与前端平煤板相连。

优选地，所述后端平煤板呈倒“T”字形结构，后端平煤板的上端设有后端平煤板槽，升降第二液压缸的端部与下层吊顶固连，升降第二液压缸的活塞端通过后端平煤板槽与后端平煤板相连，后端平煤板的下端对称地设有后端平煤板支架，后端平煤板支架为折弯结构，后端平煤板支架的折弯部分相对布置。

优选地，所述上层吊顶和下层吊顶为结构相同的长方体结构，上层吊顶的两端设有螺纹孔，螺纹孔内设有上层吊顶螺栓，上层吊顶螺栓的数量为八，上层吊顶通过上层吊顶螺栓与滑块相连。

本发明的有益效果是：

1、本发明所提供的一种煤炭装车的智能平煤装置本发明的龙门框架提供了双层安装平台，为上层吊顶和下层吊顶的水平运动提供了高度差，在避免干涉的条件下对前端平煤板和后端平煤板两块平煤板的实现联动控制，更加高效地完成了平煤工序。

2、本发明的平煤板横向移动装置利用电机和链轮驱动，滑块和导轨导向，简单有效实现了平煤板沿绞车牵引方向的运动。

3、本发明的平煤板升降装置为平煤板提供了滑道，进一步提高了平煤板升降时的稳定性，同时将煤炭积压的压力分散分布在与滑道的接触面，减少应力集中，保护部件。

4、本发明的双层链条传动通过齿轮和齿条啮合的传动方式，精确实现对上层吊顶和底层吊顶的速度控制，避免出现打滑的情况。

5、本发明的上层吊顶和下层吊顶均使用了两个电机来实现水平运动，一方面对称受力，放置出现卡死情况；另一方面增添冗余驱动，防止出现故障停止工作的情况，保护生产效率。

6、本发明的两块平煤板联动控制的模式，有效的实现了之前的平煤装置无法完成的敞车内部四角饱满的工作目标，同时通过将敞车分割为首端、中部和尾端分块平煤的模式，有效避免了煤炭载重前后不均的情况。

附图说明

图1是本发明一种煤炭装车的智能平煤装置的结构示意图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明的主视图；

图4是本发明前端平煤板升降装置示意图；

图5是本发明后端平煤板升降装置示意图；

图6是本发明立式双层龙门框架示意图；

图7是本发明链轮轴承座结构示意图。

附图标记说明：1、上层吊顶；2、螺纹孔；3、滑块；4、导轨；5、导轨螺栓；6、龙门框架；7、第二双层链条；8、横向移动装置第二链轮；9、滚子轴承；10、链轮底座；11、敞车；12、横向移动装置电机；13、横向移动装置链轮；14、横向移动装置第一转轴；15、第一双层链条；16、前端平煤板；17、后端平煤板；18、横向移动装置第二转轴；19、底座端盖；20、下层吊顶；21、升降第二液压缸；22、升降第一液压缸；23、电机安装平台；24、转动电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1到图7所示，本发明提供的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：包括上层吊顶1、下层吊顶20、龙门框架6、前端平煤板16、后端平煤板17、平煤板横向移动装置和平煤板升降装置，龙门框架6安装在敞车11的轨道两侧，平煤板横向移动装置位于龙门框架6上，平煤板升降装置位于龙门框架6内，上层吊顶1和下层吊顶20与平煤板横向移动装置相连；前端平煤板16和上层吊顶1相连，下层吊顶20与下层吊顶20相连，平煤板横向移动装置带动上层吊顶1和下层吊顶20运动，平煤板升降装置驱动前段平煤板16和后端平煤板17做上下运动，前端平煤板16和后端平煤板17运动过程中将敞车11内的煤进行平煤操作。

在本实施例中，敞车11为现有成熟技术设备，敞车11上设有装煤的装置，前端平煤板16和后端平煤板17能够在敞车11内部做往返运动。

平煤板横向移动装置包括结构相同的第一运动链条组和第二运动链条组，第一链条组包括横向移动装置电机12，横向移动装置第一链轮13、横向移动装置第二链轮8、横向移动装置第一转轴14、横向移动装置第二转轴18、链轮底座10和第一双层链条15，第一双层链条15与上层吊顶1螺栓连接；横向移动装置电机12位于龙门框架6上，横向移动装置电机12与横向移动装置转轴14相连，横向移动装置链轮13套设在横向移动装置转轴14上，横向移动装置链轮13与第一双层链条15的一端啮合，第一双层链条15的另一端与横向移动装置第二链轮8啮合，横向移动装置第二链轮8套设在横向移动装置第二转轴18上，链轮底座10上设有滚子轴承9和底座端盖19，横向移动装置第二转轴18与链轮底座10通过滚子轴承9相连，底座端盖19与链轮底座10固连，滚子轴承9位于底座端盖19内；链轮底座8与龙门框架6固连；横向移动装置电机12工作时带动横向移动装置转轴14转动，从而带动横向移动装置链轮13转动，横向移动装置链轮13转动时带动第一双层链条15运动，第一双层链条15运动带动上层吊顶1运动。

第二运动链条组中与第一双层链条15相对应的结构为第二双层链条7，第二双层链条7与下层吊顶20固连，第二双层链条7运动时带动下层吊顶20运动。

在本实施例中，第一运动链条组的数量为二且对称的分布在龙门框架6上。第二运动链条组的数量为2且对称的分布在龙门框架6上，第一运动链条组与第二运动链条组互相平行布置。

平煤板升降装置包括结构相同的升降第一液压缸22和升降第二液压缸21，升降第一液压缸22的端部与上层吊顶1固连，升降第一液压缸22的活塞端与前端平煤板16相连，升降第二液压缸21的端部与下层吊顶20相连，升降第二液压缸21的活塞端与后端平煤板17相连，升降第一液压缸22带动前端平煤板16上下运动，升降第二液压缸21带动后端平煤板17上下运动。

前端平煤板16上设有电机安装平台23、转动电机24和转动板，转动板与前端平煤板16转动连接，电机安装平台23的底部与前端平煤板16固连，电机安装平台23的顶部与转动电机24固连，转动电机24的转轴端套设有电机齿轮，转动板的端部设有转动板齿轮，电机齿轮与转动板齿轮啮合，转动电机24工作时，带动电机齿轮转动，电机齿轮运动时带动转动板齿轮运动，从而带动转动板转动。

龙门框架6为立式双层结构，龙门框架6上设有结构相同的第一滑动装置和第二滑动装置，第一滑动装置和第二滑动装置平行分布在龙门框架6上，第一滑动装置包括导轨4和滑块3，滑块3与导轨4滑动连接，导轨4的底部与龙门框架6固连。

导轨4上设有导轨螺栓5，导轨4通过导轨螺栓5与龙门框架6固连。在实际使用过程中，可以根据需要增加和减少导轨螺栓5的数量以便导轨4能够稳定的固定在龙门框架6上。

前端平煤板16呈倒“T”字形结构，前端平煤板16的上端开设有前端平煤板槽，升降第一液压缸22的活塞端通过前端平煤板槽与前端平煤板16相连。

后端平煤板17呈倒“T”字形结构，后端平煤板17的上端设有后端平煤板槽，升降第二液压缸21的端部与下层吊顶20固连，升降第二液压缸21的活塞端通过后端平煤板槽与后端平煤板17相连，后端平煤板17的下端对称地设有后端平煤板支架，后端平煤板支架为折弯结构，后端平煤板支架的折弯部分相对布置。

上层吊顶1和下层吊顶20为结构相同的长方体结构，上层吊顶1的两端设有螺纹孔2，螺纹孔2内设有上层吊顶螺栓，上层吊顶螺栓的数量为八，上层吊顶1通过上层吊顶螺栓与滑块3相连。上层吊顶1和下层吊顶20在空间上互相平行，上层吊顶1和导轨4互相垂直分布在龙门框架6上。

为了便于理解本发明的组成结构，将本发明的工作过程和原理叙述一遍：

敞车11到达平煤工序位置过程：完成装煤工序的敞车11沿轨道方向经由绞车牵引运动慢慢运动至龙门框架6的工位识别传感器，此时整个智能平煤装置保持为初始状态，前端平煤板16位于龙门框架6中部保持静止，后端平煤板17位于龙门框架6尾端保持静止。

敞车11首端平煤过程：敞车11经由绞车牵引到达龙门框架6的工位识别传感器，启动智能平煤装置，平煤板升降装置中的第一液压缸22控制前端平煤板16沿上层吊顶1的滑道落下至敞车11表面，此时前端平煤板16基本与敞车11首端内壁保持平齐，之后前端平煤板16通过第一滑动装置导轨4和滑块3一同跟随敞车11作水平运动，整个过程前端平煤板16与敞车11保持相对静止状态；敞车11继续向前运动，此时升降第二液压缸21控制后端平煤板17沿下层吊顶20的滑道落下至敞车11表面，此时后端平煤板17位于整个敞车11的中部位置，后端平煤板17通过平煤板横向移动装置沿导轨4和滑块3以高于绞车牵引敞车11的速度向前端平煤板16方向运动，运动至与前端平煤板16接触后停止，从而迅速完成敞车11前端平煤过程。

敞车11中部平煤过程：完成敞车11前端平车过程之后，前端平煤板16停止水平运动不再跟随敞车11向前运动，同时后端平煤板17通过升降第二液压缸21沿下层吊顶20的滑道上升至初始高度，离开敞车11表面，为敞车11中部平车的过程留下空间，在这个过程中，绞车牵引控制的敞车11依旧按照设定的速度持续向前运行，因为前端平煤板16保持静止状态，恰好利用煤炭的自然流动和列车的自然前行而实现煤炭被推到车厢两侧和尾部，与此同时，恢复到初始高度的后端平煤板17通过平煤板横向移动装置沿导轨4和滑块3向龙门框架6的后端运动，最后到达初始位置等待前端平煤板16完成敞车中部平煤过程。

敞车11尾端平煤过程：整个智能平煤装置保持状态直至敞车11尾端运动至龙门框架6的工位识别传感器，此时前端平煤板16脱离静止状态，通过平煤板横向移动装置沿导轨4和滑块3向后端平煤板17方向运动，而升降第二液压缸控制后端平煤板17沿下层吊顶20的滑道落下至敞车11表面，此时前端平煤板16基本与敞车11尾端内壁保持平齐，之后后端平煤板17通过平煤板横向移动装置沿导轨4和滑块3一同跟随敞车作水平运动，整个过程后端平煤板17与敞车11保持相对静止状态，运动至前端平煤板16和后端平煤板17接触时，后端平煤板17则保持运动方向，提高速度，以高于敞车11速度向敞车11首端方向运动，而前端平煤板16改变运动方向，反向运动，速度与后端平煤板17保持一致，持续这一过程直至敞车11尾端角落的煤炭被平整，至此为止，敞车11尾端完成平煤过程。前端平煤板16和后端平煤板17迅速恢复到初始位置，等待下一节敞车到达龙门框架6的工位识别传感器重复这一过程。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：包括上层吊顶(1)、下层吊顶(20)、龙门框架(6)、前端平煤板(16)、后端平煤板(17)、平煤板横向移动装置和平煤板升降装置，龙门框架(6)安装在敞车(11)的轨道两侧，平煤板横向移动装置位于龙门框架(6)上，平煤板升降装置位于龙门框架(6)内，上层吊顶(1)和下层吊顶(20)与平煤板横向移动装置相连；前端平煤板(16)和上层吊顶(1)相连，下层吊顶(20)与下层吊顶(20)相连，平煤板横向移动装置带动上层吊顶(1)和下层吊顶(20)运动，平煤板升降装置驱动前段平煤板(16)和后端平煤板(17)做上下运动，前端平煤板(16)和后端平煤板(17)运动过程中将敞车(11)内的煤进行平煤操作。

2.根据权利要求1所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述平煤板横向移动装置包括结构相同的第一运动链条组和第二运动链条组，第一链条组包括横向移动装置电机(12)，横向移动装置第一链轮(13)、横向移动装置第二链轮(8)、横向移动装置第一转轴(14)、横向移动装置第二转轴(18)、链轮底座(10)和第一双层链条(15)，第一双层链条(15)与上层吊顶(1)螺栓连接；横向移动装置电机(12)位于龙门框架(6)上，横向移动装置电机(12)与横向移动装置转轴(14)相连，横向移动装置链轮(13)套设在横向移动装置转轴(14)上，横向移动装置链轮(13)与第一双层链条(15)的一端啮合，第一双层链条(15)的另一端与横向移动装置第二链轮(8)啮合，横向移动装置第二链轮(8)套设在横向移动装置第二转轴(18)上，链轮底座(10)上设有滚子轴承(9)和底座端盖(19)，横向移动装置第二转轴(18)与链轮底座(10)通过滚子轴承(9)相连，底座端盖(19)与链轮底座(10)固连，滚子轴承(9)位于底座端盖(19)内；链轮底座(8)与龙门框架(6)固连；横向移动装置电机(12)工作时带动横向移动装置转轴(14)转动，从而带动横向移动装置链轮(13)转动，横向移动装置链轮(13)转动时带动第一双层链条(15)运动，第一双层链条(15)运动带动上层吊顶(1)运动。

3.根据权利要求2所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述第二运动链条组中与第一双层链条(15)相对应的结构为第二双层链条(7)，第二双层链条(7)与下层吊顶(20)固连，第二双层链条(7)运动时带动下层吊顶(20)运动。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述平煤板升降装置包括结构相同的升降第一液压缸(22)和升降第二液压缸(21)，升降第一液压缸(22)的端部与上层吊顶(1)固连，升降第一液压缸(22)的活塞端与前端平煤板(16)相连，升降第二液压缸(21)的端部与下层吊顶(20)相连，升降第二液压缸(21)的活塞端与后端平煤板(17)相连，升降第一液压缸(22)带动前端平煤板(16)上下运动，升降第二液压缸(21)带动后端平煤板(17)上下运动。

5.根据权利要求4所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述前端平煤板(16)上设有电机安装平台(23)、转动电机(24)和转动板，转动板与前端平煤板(16)转动连接，电机安装平台(23)的底部与前端平煤板(16)固连，电机安装平台(23)的顶部与转动电机(24)固连，转动电机(24)的转轴端套设有电机齿轮，转动板的端部设有转动板齿轮，电机齿轮与转动板齿轮啮合，转动电机(24)工作时，带动电机齿轮转动，电机齿轮运动时带动转动板齿轮运动，从而带动转动板转动。

6.根据权利要求1所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述龙门框架(6)为立式双层结构，龙门框架(6)上设有结构相同的第一滑动装置和第二滑动装置，第一滑动装置和第二滑动装置平行分布在龙门框架(6)上，第一滑动装置包括导轨(4)和滑块(3)，滑块(3)与导轨(4)滑动连接，导轨(4)的底部与龙门框架(6)固连。

7.根据权利要求1所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述导轨(4)上设有导轨螺栓(5)，导轨(4)通过导轨螺栓(5)与龙门框架(6)固连。

8.根据权利要求1所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述前端平煤板(16)呈倒“T”字形结构，前端平煤板(16)的上端开设有前端平煤板槽，升降第一液压缸(22)的活塞端通过前端平煤板槽与前端平煤板(16)相连。

9.根据权利要求1所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述后端平煤板(17)呈倒“T”字形结构，后端平煤板(17)的上端设有后端平煤板槽，升降第二液压缸(21)的端部与下层吊顶(20)固连，升降第二液压缸(21)的活塞端通过后端平煤板槽与后端平煤板(17)相连，后端平煤板(17)的下端对称地设有后端平煤板支架，后端平煤板支架为折弯结构，后端平煤板支架的折弯部分相对布置。

10.根据权利要求6所述的一种煤炭装车的智能平煤装置，其特征在于：所述上层吊顶(1)和下层吊顶(20)为结构相同的长方体结构，上层吊顶(1)的两端设有螺纹孔(2)，螺纹孔(2)内设有上层吊顶螺栓，上层吊顶螺栓的数量为八，上层吊顶(1)通过上层吊顶螺栓与滑块(3)相连。

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