CN112047124B - 一种货运车皮装卸货物的推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿山设备技术领域，一种货运车皮装卸货物的推进装置，包括动力传动系统、牵引系统、抓钩及托架，所述牵引系统包括主动链轮、从动链轮、锚链及轴承座，动力传动系统给主动链轮提供动力，锚链有两条，一条安装在主动链轮前端和从动链轮前端，另一条安装在主动链轮后端和从动链轮后端，抓钩安装在两条锚链上，抓钩有两个并且完全相同。本发明具有结构紧凑合理、构思新颖、操作简便、造价低等优点。整个装车过程中，完全可以代替牵引机车对整列货运车皮进行牵引，节能效果显著、大量减少现场工作人员。

Description

一种货运车皮装卸货物的推进装置

技术领域

本发明涉及矿山设备技术领域，特别涉及一种货运车皮装卸货物的推进装置。

背景技术

散装货物种类繁多，如铁矿石、铜矿石、石子、铝矾土、燃煤、焦炭、粮食、化肥、水泥、酒精、硫酸、盐酸、原油、柴油、汽油、煤油等，运输过程常采用散装、包装和罐车三种形式。

大宗散装货物大多采用货运列车运输，而装车地点普遍是固定的。比如煤矿开采出的燃煤，先储存在煤仓、煤库或选煤楼中，而煤仓、煤库或选煤楼是固定不动的。如果燃煤是堆放在煤场中则要通过取煤机将燃煤输送到带式输送机上，再由带式输送机输送到车皮中，粮食、化肥、水泥包装货物通常也采用带式输送机装车，而带式输送机移动很不方便。液体货物通常采用泵类设备输送到罐车内，上述情况造成装车地点普遍是固定的，即便使用装载机装车地点相对也是固定的。

装车地点固定，造成需要机车牵引一整列货运车皮逐节经过装车地点，从后往前装满一节车皮再装下一节车皮，直至整列货运车皮全部装满，整个装车过程非常缓慢耗时，一列货运车皮通常有几十节甚至上百节，装满一列货运车皮需要几个小时。

现状：

目前蒸汽机车因缺少零配件和污染问题面临淘汰。除主干线外，支线和专用线货运列车多采用内燃机车牵引。一列货运列车通常由4至5名司乘人员组成，如正司机、副司机、随车检修员及连接员等，他们隶属铁路系统。而装车作业必须由货主单位的人员来完成，货主单位设一名现场观察员（装车组带班班长）。场观观察员根据现场的装车情况需要随时调整车皮的位置，现场观察员先与连接员沟通，再由连接员通过对讲机、口哨或信号旗向司机发出前行、快行、慢行或停止信号，从安全角度考虑《路规》规定司机只能接受本系统连接员的行车指令。整个装车过程既漫长又耗时，通常装满一列货运列车需几个小时，造成内燃机车在几个小时内始终处在低速运转状态，随时听从连接员发出的各种行车指令，内燃机车长时间低速运转势必要消耗大量的燃油，同时延长内燃机车运转时间。影响内燃机车使用寿命。另外联络不畅造成装车效率大幅度降低，也是双方产生矛盾的焦点。

东风货运内燃机车的牵引机理：

柴油机是内燃机车的心脏，将燃油的化学能转化成旋转的机械能，机械能转换成电能，主发电机功率为3000千瓦，主发电机发出三相交流电，通过整流柜整流成为直流电，直流电驱动6个功率为410千瓦的直流牵引电动机，牵引电动机通过齿轮带动轮对旋转驱使机车前进或后退。最大牵引力约为400千牛，全重130吨左右。有一项出厂指标：起动或者低速运转时（0-10千米/小时）的单位时间消耗燃油为3公斤/分钟，每小时耗油量大约180公斤，折合214升，每升按5元计算，换句话说东风货运内燃机车低速运转每小时的费用大约为1070元人民币。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术中整个装车过程内燃机车长时间处在低速运转状态，造成不必要的大量燃油消耗及装车效率低等一系列问题。

本发明所采用的技术方案是：一种货运车皮装卸货物的推进装置，包括动力传动系统、牵引系统、抓钩（10）及托架，所述牵引系统包括主动链轮（3）、从动链轮（4）、锚链（5）及轴承座（6），动力传动系统给主动链轮（3）提供动力，主动链轮（3）通过轴承座（6）固定在基坑左侧用水泥石子浇筑而成的基础上，从动链轮（4）通过轴承座（6）固定在基坑右侧用水泥石子浇筑而成的基础上，锚链（5）有两条，一条安装在主动链轮（3）前端和从动链轮（4）前端，另一条安装在主动链轮（3）后端和从动链轮（4）后端，抓钩（10）安装在两条锚链（5）上，抓钩（10）有两个并且完全相同，两个抓钩（10）之间的距离等于一节货运车皮的长度，托架固定在基坑地平面上，锚链（5）由多节彼此相邻且垂直且等长的横向链环和纵向链环构成。

抓钩（10）包括立臂（101）、轴套（102）、支承套（103）、轴（104）、支撑板（105）、斜撑（106）、配重块（107）、基板（108）、底板（109），轴套（102）的两端各有一个支承套（103），轴（104）穿过两个支承套（103）和轴套（102），轴套（102）的内径等于支承套（103）的内径等于轴（104）的外径，立臂（101）焊接在轴套（102）上，两个支承套（103）关于立臂（101）对称，长方体的支撑板（105）与立臂（101）通过斜撑（106）成垂直关系焊接在一起，基板（108）为一块中间宽两头窄的长板，两个支承套（103）以基板（108）长度方向的中心线为对称轴焊接在基板（108）上，基板（108）的两头宽度都小于一节横向链环的长度，基板（108）的中间大于一节横向链环的长度，基板（108）的长度大于两条锚链（5）之间的距离，底板（109）固定在一节链环上，底板（109）与基板（108）焊接固定在一起。

支撑板（105）的上焊接有使立臂（101）在自然状态下保持竖直向上的配重块（107）。

托架包括槽钢（7）、角钢（8）及长方体的托板（9），角钢（8）与托板（9）长度相同，托板（9）的宽度大于基板（108）的长度，角钢（8）对向相对焊接在托板（9）的两侧形成滑槽，滑槽两侧对称相背焊接有多组槽钢（7），槽钢（7）的上端与焊接在滑槽两侧的角钢（8）的上边缘齐平，槽钢（7）的下端用螺栓固定在基坑地平面上。

每条锚链（5）都环绕主动链轮（3）和从动链轮（4）形成链轮环型结构，锚链（5）的上半部分安装在托架的滑槽内，锚链（5）的下半部分安装在托架的滑槽的背面。

动力传动系统包括电动机（1）和减速机（2），电动机（1）的输出轴与减速机（2）的输入轴用联轴器相连，电动机（1）和减速机（2）用地脚螺栓固定在基坑底部用水泥石子浇筑而成的基础上，减速机（2）的输出轴通过联轴器与主动链轮（3）连接。

本发明的有益效果是：本发明具有结构紧凑合理、构思新颖、操作简便、造价低等优点。最大特点是整个装车过程中，完全可以代替牵引机车对整列货运车皮进行牵引，节能效果显著、大量减少现场工作人员。

附图说明

图1 是本发明的整体结构示意图；

图2 是本发明的抓钩结构主视图示意图；

图3是本发明的抓钩结构侧视图示意图；

图4是本发明的安装状态示意图；

其中，1、电动机，2、减速机，3、主动链轮，4、从动链轮，5、锚链，6、轴承座，7、槽钢，8、角钢，9、厚钢板，10、抓钩，101、立臂，102、轴套，103、支承套，104、轴，105、支撑板，106、斜撑，107、配重块，108、基板，109、底板。

具体实施方式

一种货运车皮装卸货物的推进装置，包括动力传动系统、牵引系统、抓钩10及托架四部分（参考附图1、附图2、附图3、附图4）。所述动力传动系统由电动机1和减速机2组成，其中电动机1的输出轴与减速机2的输入轴用联轴器相连，电动机1和减速机2用地脚螺栓固定在基坑底部用水泥石子浇筑而成的基础上。所述牵引系统由主动链轮3、从动链轮4、锚链5及轴承座6组成，其中主动链轮3的一侧轴端用联轴器与减速机2的输出轴相连，主动链轮3左右两侧安装有轴承座6，轴承座6用螺栓固定在基坑左侧墙壁上用水泥石子浇筑而成的基础上，从动链轮4左右两侧安装有轴承座6，轴承座6用螺栓固定在基坑右侧墙壁上用水泥石子浇筑而成的基础上，锚链5分左右两条，环绕主动链轮3和从动链轮4形成链轮环型结构，链轮环型结构的上半部分安装在托架的滑槽内，链轮环型结构的下半部分安装在托架的滑槽的下面。所述抓钩10（参考附图2、附图3）由立臂101、轴套102、支承套103、轴104、支撑板105、斜撑106、配重块107、基板108、底板109组成，其中立臂101采用方钢直立焊接在轴套102的正中间，轴套102采用圆钢加工成中间有圆孔的轴套，孔的直径与轴104的直径相吻合，支撑板105采用厚钢板加工成长方形，支撑板105的长度中心线与轴套102的长度中心线重合焊接在一起，支撑板105与立臂101互成90°，斜撑106采用厚钢板加工成等腰直角三角形，其等边长度约等于立臂101高度1/2, 斜撑106的底部直角边焊接在支撑板105上表面的长度中心线上，另一直角边与立臂101的左侧焊接在一起，配重块107采用方钢加工成长方形焊接在支撑板105的底部左侧，配重块107的长度中心线与撑板105的的长度中心线相重合，配重块107的重量大于立臂101的重量，使立臂101在自然情况下始终保持直立状态，基板108采用厚钢板加工成长方形，其长度小于厚钢板9的宽度，其宽度大于锚链5一节链的宽度，基板108的上边缘和下边缘左右两侧切割掉一部分，形成中间大两头小的形状，上边缘和下边缘的宽度小于锚链5一节平行链的宽度，基板108的上平面长度中心线两侧焊接有两个支承套103，两个支承套103的距离为轴套102的长度，底板109采用厚钢板加工成与基板108的外形尺寸完全相同的形状，所不同的是底板109上边缘和下边缘两侧的上表面加工有两个通槽，两条锚链5分别嵌入底板109的上下两个通槽内，锚链5平行链的周边与底板109采用堆焊方式焊接在一起，将基板108安装在底板109的正上方，基板108和底板109的上下左右四个方向全部焊接在一起，使基板108、锚链5及底板109成为一体，轴104安装在支承套103、轴套102及支承套103的通孔内，轴104的两头用卡簧固定。抓钩10共有两组，两组抓钩10左右相距距离相等，抓钩10的这种结构形式有利于在主动链轮3和从动链轮4处的回转。所述托架由槽钢7、角钢8及厚钢板9组成，其中角钢8和厚钢板9长度相同，厚钢板9的宽度略大于基座108和底板109的长度，角钢8对向相对焊接在厚钢板9的两侧形成滑槽，滑槽两侧对称相背焊接有槽钢7一组，组数根据实际需要确定，槽钢7的上端与焊接在滑槽两侧的角钢8的上边缘齐平，槽钢7的下端用螺栓固定在基坑地平面上。

牵引力概算：

东风货运内燃机车最大牵引力为400千牛左右，必须满足线路的弯道、坡度、牵引重量以及运行速度对牵引力的要求。而装卸现场线路没有弯道及坡度，运行速度相对较低。本发明的牵引力达到300千牛左右就可以满足工程所需。

假定电动机选用四极电机，功率47kW，转速1500转/每分钟（四极），减速机选用双极蜗轮蜗杆减速机，减速比选1:1000。

电机输出扭矩为： T1=9550P/N=9550*47/1500=299.3牛 N为电机转速， P为电机功率。

减速机输出扭矩为： T2=BT1=1000*299.3=299.3千牛 B为减速机减速比。

本概算以推进100节车皮为例，实际工况条件下可能推进的车皮数量远低于100节，应根据实际情况，通过减小电动机的功率、优化电动机的极数及减速机减速比，达到既满足工程所需又减少装置的造价与体积，进一步提高节能效果。

本发明一种货运车皮装卸货物的推进装置的节能的效果概算：

假定一列货运由100节车皮组成，装满一节车皮用时4分钟，装满100节车皮用时400分钟合6.66小时。

采用机车牵引需耗油=180公斤*6.66小时=1198.8公斤，折合1427升，每升按5元计算，费用为7135元

采用本发明牵引需耗电=47千瓦*6.66小时=313千瓦时，工业用电每千瓦时按0.5元计算，费用为156.5元。节约的人工费也大大超过本发明的费用。

具体运用

在煤仓出料口附近道轨中间的下方做一基坑（类似机车底部检修基坑），整套装置安装在基坑内，电动机1、减速机2、主动链轮3、从动链轮4、轴承座6及滑道安装在坑内的基础上，按钮和变频器安装在观察室内。

按动按钮电动机1旋转将新型装置调整到原始状态，所谓原始状态就是第一组抓钩10处在最前端，第二组抓钩10处在最后端，此时第一组抓钩10的立臂101处于卧倒状态，第二组抓钩10的立臂101处于还未立起状态，其目的是为防止车皮在机车牵引前行或退出时与车皮下面的车轴发生碰撞损坏本装置。

下面结合附图1、附图2、附图3、附图4进一步说明本发明一种货运车皮装卸货物的推进装置的推进过程。采用车皮在前车头在后倒推的形式，将整列车皮推到本装置附近，当最前面的一节车皮超过第二组抓钩10一半时，机车脱钩，可以开走，此时装煤过程由本装置来完成。现场观察员通过按动按钮，使本装置第二组抓钩10抵住第一节车皮第二车轮轴（此时第二组抓钩10的立臂101保持直立状态），推动整列车皮向煤仓下料口移动，当第一节车皮的最前端对准下料口时，打开下料口的闸板，燃煤通过闸板进入第一节车皮的最前端，现场观察员根据装煤的情况通过按动按钮控制本装置，使车皮慢进、快进及停止。当第一节车皮装满时，第二组抓钩10已经处于本装置最前端极限位置，此时第一组抓钩10的立臂101已经抵住第二节车皮的第二车轮轴，第二节车皮的推进过程与第一节车皮的推进过程相同，多次重复直至整列车皮装完为止。当整列车皮装完后，现场观察员控制本装置恢复原始状态，以便整列车皮在机车的牵引下从本装置上面顺利通过。安装变频器是为了适应下料口出料量不均匀，对推进速度要求不一样的速度调整。

Claims (1)

1.一种货运车皮装卸货物的推进装置，其特征在于：包括动力传动系统、牵引系统、抓钩(10)及托架，所述牵引系统包括主动链轮(3)、从动链轮(4)、锚链(5)及轴承座(6)，动力传动系统给主动链轮(3)提供动力，主动链轮(3)通过轴承座(6)固定在基坑左侧用水泥石子浇筑而成的基础上，从动链轮(4)通过轴承座(6)固定在基坑右侧用水泥石子浇筑而成的基础上，锚链(5)有两条，一条安装在主动链轮(3)前端和从动链轮(4)前端，另一条安装在主动链轮(3)后端和从动链轮(4)后端，抓钩(10)安装在两条锚链(5)上，抓钩(10)有两个并且完全相同，两个抓钩(10)之间的距离等于一节货运车皮的长度，原始状态时，第一组抓钩(10)在最前端，其立臂(101)处于卧倒状态；第二组抓钩(10)在最后端，其立臂(101)处于还未立起状态，托架固定在基坑地平面上，锚链(5)由多节彼此相邻且垂直且等长的横向链环和纵向链环构成，抓钩(10)包括立臂(101)、轴套(102)、支承套(103)、轴(104)、支撑板(105)、斜撑(106)、配重块(107)、基板(108)、底板(109)，支撑板(105)上焊接有使立臂(101)在自然状态下保持竖直向上的配重块(107)，轴套(102)的两端各有一个支承套(103)，轴(104)穿过两个支承套(103)和轴套(102)，轴套(102)的内径等于支承套(103)的内径等于轴(104)的外径，立臂(101)焊接在轴套(102)上，两个支承套(103)关于立臂(101)对称，长方体的支撑板(105)与立臂(101)通过斜撑(106)成垂直关系焊接在一起，基板(108)为一块中间宽两头窄的长板，两个支承套(103)以基板(108)长度方向的中心线为对称轴焊接在基板(108)上，基板(108)的两头宽度都小于一节横向链环的长度，基板(108)的中间大于一节横向链环的长度，基板(108)的长度大于两条锚链(5)之间的距离，底板(109)固定在一节链环上，底板(109)与基板(108)焊接固定在一起，托架包括槽钢(7)、角钢(8)及长方体的托板(9)，角钢(8)与托板(9)长度相同，托板(9)的宽度大于基板(108)的长度，角钢(8)对向相对焊接在托板(9)的两侧形成滑槽，滑槽两侧对称相背焊接有多组槽钢(7)，槽钢(7)的上端与焊接在滑槽两侧的角钢(8)的上边缘齐平，槽钢(7)的下端用螺栓固定在基坑地平面上，每条锚链(5)都环绕主动链轮(3)和从动链轮(4)形成链轮环型结构，锚链(5)的上半部分安装在托架的滑槽内，锚链(5)的下半部分安装在托架的滑槽的背面，动力传动系统包括电动机(1)和减速机(2)，电动机(1)的输出轴与减速机(2)的输入轴用联轴器相连，电动机(1)和减速机(2)用地脚螺栓固定在基坑底部用水泥石子浇筑而成的基础上，减速机(2)的输出轴通过联轴器与主动链轮(3)连接。

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