CN116789018A - 一种大采高采煤工作面索道运输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大采高采煤工作面索道运输装置，属于煤矿辅助运输技术领域。一种大采高采煤工作面索道运输装置，包括液压驱动机构、张紧机构、转弯机构、起吊机构；本发明各机构通过支撑架安装在液压支架顶梁上，液压马达带动驱动轮作为驱动装置，用一条无极的钢丝绳绕在驱动轮和迂回轮上，形成了一种闭合的运输线路，使用架空的无极绳钢丝绳作为牵引和承载，其驱动轮通过轮衬与牵引承载钢丝绳之间的摩擦力拖动牵引承载钢丝绳实现索道运输装置的运行。牵引承载钢丝绳依靠液压张紧装置进行张紧，处于索道中每个液压支架上都布置了托绳轮和转弯机构，以保持牵引承载钢丝绳始终在托绳轮上运行，抱索器与牵引承载钢丝绳固定在一起，抱索器通过吊杆连接起吊机构，且随牵引承载钢丝绳运行，从而实现采煤工作面物料运输。

Description

一种大采高采煤工作面索道运输装置

技术领域

本发明涉及一种大采高采煤工作面索道运输装置，属于煤矿辅助运输技术领域。

背景技术

目前，不论是向采煤工作面运输所需要更换的零部件，还是对冒顶和片帮的处理运输所需要的材料或运输其它紧急使用的材料时只能运输到工作面端头的位置。综采面需要一种运输设备来满足物料快速运输到指定位置的生产要求。

现有的运输方式是当所需零部件或者材料运输到端头位置，采煤机和刮板输送机都停止工作。通过起吊机构把零部件或材料提升到刮板输送机上，由刮板输送机运输到工作地点。这在很大程度上降低了采煤效率。

当运用刮板输送机运输时，采煤机和和刮板输送机之间的过煤空间可以满足小型零部件和材料的通过，但如果零部件的尺寸过大，采煤机和刮板输送机之间的过煤空间不足以让其通过，只能通过人工搬运经过采煤机这一段距离再重新放在刮板输送机上，最后再由刮板输送机运输到工作地点，这种运输会需要在工作面进行多次的转载才能运送到工作地点，若采煤工作面发生冒顶或片帮，且范围较大，掩盖住了刮板输送机，导致刮板运输无法正常工作，这时就需要通过人工搬运至工作地点，造成运输效率低、工人劳动强度大、安全隐患高。

因此及时、快速、安全的把零部件、工具和材料运输到工作地点，对及时维修设备和处理煤矿冒顶、片帮具有重要的意义。

针对以上需要解决的问题，本设计对采煤工作面索道运输装置进行研究，采用索道运输装置结合液压支架来实现设计要求，主要是为了提高综采面物料运输效率，同时兼顾安全、经济等特点。

发明内容

本发明目的：研究和设计一种大采高采煤工作面索道运输装置，实现大采高采煤工作面的高效、可靠运输。

技术方案：一种大采高采煤工作面索道运输装置,包括驱动机构1和牵引承载钢丝绳2、转弯机构3、起吊机构4、收绳装置5、张紧机构6，所述驱动机构1包括驱动装置支撑架11、液压盘式制动器12、驱动轮13、液压马达14，驱动装置支撑架11为框架式槽钢结构，包括第一横梁112、第二横梁113以及位于槽钢横梁上方的支撑架111，液压盘式制动器12，包括第一、二连杆121、第一、二夹板122、轴瓦片123、液压缸124、弹簧125，夹板122由耳朵板和夹紧块组成。

优选的、所述转弯机构3包括转弯装置31和托绳装置32；

进一步的，转弯装置31包括第一支撑架311、第二支撑架312，呈对角布置在方形的中间支撑板321的下方，中间支撑板321的下表面与支撑架311的上端矩形连接板通过螺栓定位连接；第一、第二支撑架311、312的下端为U型块，第一、第二行星架314、315呈上下对称布置，布置在U型块的槽口之间，并通过螺栓轴318安装，第一行星架315与第二行星架316的六爪之间分别安装一个滚轮314，行星架315与U型块之间安装有套筒317，在U型块下端安装有调紧机构313；

进一步的，调紧机构313包括钢珠3131，弹簧3132，螺栓3133，通过调节螺栓3133调节第一、第二行星架315、316受到的竖直方向预紧力；

进一步的，托绳装置32的上吊架324通过上端连接板安装在液压支架顶梁上，中间支撑板321上表面与上吊架324中部连接板连接，第一、第二导向轮325对称安装在中间支撑板321下表面边缘线中心处，第一托辊322、第二托辊323安装在上吊架324中部，呈上、下布置并保持一定间距，L形限位挡杆326安装在第二托辊323下侧，通过第二托辊323下侧的支架安装，上吊架324下端通过销轴安装有托绳轮327。

优选的、所述起吊机构4包括固定抱索器41、吊杆42、手拉葫芦43；

进一步的，固定抱索器41包括T型固定块412、滑动块413、调节螺钉411，L型吊杆下端安装有手拉葫芦43，上端通过T型固定块412悬挂在牵引承载钢丝绳2上，通过滑动块413将牵引承载钢丝绳2夹紧，保持起吊机构4与牵引承载钢丝绳2固定，调节螺钉411可调节滑动块413与牵引承载钢丝绳2之间的夹紧程度，进而调节夹紧力的大小。

优选的、所述收绳装置5包括吊架51、收绳轮52，吊架51通过上端连接板固定在液压支架上，吊架51下端安装有第一、第二收绳轮52，呈上下布置。

优选的、所述张紧机构6包括张紧液压缸61，张紧机构支撑架62，液压马达63，迂回轮64，卷筒65，钢丝绳卡扣66，张紧钢丝绳67，导向轮68，迂回轮支撑架69，通过张紧机构支撑架62上端四个支撑架安装在液压支架顶梁上，下端矩形框架式槽钢结构，迂回轮支撑架69为矩形框架式槽钢结构，框架内侧安装有迂回轮64，框架上端面四角布置了四个圆柱滚轮，迂回轮支撑架69四个角的滚轮可沿槽钢凹槽做直线运动，框架后端凸起为导向轮68安装耳朵板，框架下端面为迂回轮64的转动轴固定凸台，张紧液压缸61通过张紧机构支撑架62下端的支撑板622固定在张紧机构支撑架62下方，液压马达63安装在张紧机构支撑架62上端面上，液压马达63的轴上装有卷筒65，张紧钢丝绳67一端头缠绕在卷筒65上，然后绕过导向轮68，穿过张紧液压缸61的液压杆上的孔，用钢丝绳卡扣66夹紧另一端头。

本发明的有益效果：

本发明与现有的综采工作面物料运输方式相比，设计了一种适合应用在综采工作面复杂环境下的索道运输装置，本发明效果满足了综采工作面物料运送要求，尤其是，从上下两端头向综采工作面运输大型部件或物料时，具有显著优点，克服了现有综采工作面物料运输速度慢、运力不足及在综采工作面无法使用轨道运输的缺点，而且降低了矿工的劳动强度；利用综采工作面液压支架已有的高压乳化液作为运输动力，节省了电动机、电缆及供电装置，其安装方式、结构及液压系统特点提高了其与综采工作面已有设备的兼容性。

本发明的索道运输装置通过液压马达带动驱动轮作为驱动装置，用一条无极的钢丝绳套在索道两端的驱动轮和迂回轮上，形成了一种封闭的运输线路，使用架空的无极绳钢丝绳作为牵引和承载，其驱动轮通过轮衬与牵引承载钢丝绳之间的摩擦力拖动牵引承载钢丝绳实现索道运输装置的运行，随牵引承载钢丝绳运行，从而实现运送零部件和物料的目的。

本发明选择液压盘式制动器为制动器，让其直接作用在驱动轮的轮边上，液压缸的活塞杆收缩带动连杆使驱动轮释放，正常运转，同时弹簧受力被压缩。当停止供油时，弹簧被释放，会带动液压缸的活塞杆伸出，活塞杆带动连杆使驱动轮被轴瓦夹紧，驱动轮停止转动，从而达到对索道运输装置进行制动的目的，保证了索道装置的安全性。

本发明选择的牵引承载钢丝绳的布置方式为上下布置，牵引承载钢丝绳的回绳端为防止钢丝绳在转弯处脱落，钢丝绳上下布置，在托绳轮上方安装一个托辊，进而辅助主钢丝绳的回绳端运动，以防止回绳端的钢丝绳因液压支架的下降和前移脱落，造成钢丝绳的损坏甚至可能发生安全事故，该布置方式减少占用了综采面上部空间，减少了对液压支架护帮板的影响。

本发明设计的转弯机构是为了适应液压支架移架、采煤机开采方式等特点，设计的转弯装置包括第一、第二转弯机构，液压支架推移时，转弯机构就会起到作用，使牵引承载钢丝绳在此处弯曲，绕在行星架上，以便于抱索器带着起吊机构通过弯曲处，由于牵引承载钢丝绳在左端采煤和右端采煤液压支架的移动导致牵引承载钢丝绳的弯曲方向不一致，因此，设计了可实现水平左、右转弯的第一、第二转弯机构，高度适应了综采面液压支架移架步距规律。

本发明转弯机构中所涉及的调紧机构是为了实现对行星架转动力大小的调节，转动力不能过大或过小，当抱索器通过行星架滚轮时，滚轮受到固定抱索器推力，带动行星架转动，保证抱索器能够通过，抱索器通过后，行星架停止转动，滚轮转动，实现了起吊机构沿索道无障碍运行。

附图说明

图1是索道运输装置结构示意图；

图2是驱动机构示意图；

图3是液压盘式制动器机构示意图；

图4是转弯机构示意图；

图5是张紧机构示意图；

图6是起吊机构示意图；

图7是行星架及调紧机构示意图；

图8是收绳装置示意图；

图中:1、驱动装置；11、驱动装置支撑架；112、第一横梁；113、第二横梁；114、第一矩形连接板；115、L型安装架；116、第二矩形连接板；12、液压盘式制动器；121、第一、二连杆；122、第一、二夹板；123、轴瓦片；124、液压缸；125、弹簧；13、驱动轮；14、液压马达；2、牵引承载钢丝绳；3、转弯机构；31、转弯装置；311、第一行星架；312、第二支撑架；313、调紧机构；3131、钢珠；3132、弹簧；3133、螺栓；314、滚轮；315、第一行星架；316、第二行星架；317、套筒；318、螺栓轴；32、托绳装置；321、中间支撑板；322、第一托辊；323、第二托辊；324、上吊架；325、第一、第二导向轮；326、L型限位挡杆；327、托绳轮；4、起吊机构；41、固定抱索器；411、调节螺钉；412、T型固定块；413、滑动块；42、吊杆；43、手拉葫芦；5、收绳装置；51、包括吊架；52、第一、第二收绳轮；6、张紧机构；61、张紧液压缸；62、张紧机构支撑架；63、液压马达；64、迂回轮；65、卷筒；66、钢丝绳卡扣；67、张紧液压缸；68、导向轮；69、迂回轮支撑架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-7对本发明中的技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“侧”、“内”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照附图1-7所示。一种大采高采煤工作面索道运输装置，包括驱动机构1和牵引承载钢丝绳2、转弯机构3、起吊机构4、收绳装置5、张紧机构6；驱动机构1还包括：通过上连接板111固定于液压支架顶梁上的驱动装置支撑架11，安装在第一横梁112上设置的第一矩形连接板114上的液压马达14，通过L型安装架115安装在第二横梁113上设置的第二矩形连接板116上的液压盘式制动器12，安装在液压马达14的轴上的驱动轮13，且固定于第一横梁112与第二横梁113之间；液压盘式制动器12还包括：L型安装架115上的矩形型槽内侧通过销轴对称安装的第一、二连杆121，通过销轴与第一、二连杆121连接的第一、二夹板122，夹板122的夹紧块表面固定的轴瓦片123，连杆121尾部通过销轴连接的液压缸124，液压缸124缸筒上安装的弹簧125；转弯装置31还包括：呈对角布置在方形的中间支撑板321下方的第一、二支撑架311、312，支撑架311、312下端的U型块槽口之间呈上、下布置的第一、第二行星架315、316，并通过螺栓轴318安装在第一、二行星架315、316的六爪之间分别安装的滚轮313，第一、第二行星架314、316与U型块之间安装的套筒317，在U型块下端安装的调紧机构313，与第二行星架314下表面接触的钢珠3131，可对调节钢珠3131与第二行星架316距离调节的调节螺栓3133；托绳装置32还包括：通过上端连接板安装在液压支架上的上吊架324，上表面与上吊架324中部连接板连接的中间支撑板321，对称安装在中间支撑板321下表面边缘线中心处的第一、第二导向轮325，安装在上吊架324中部的第一托辊322、第二托辊323，安装在第二托辊323下侧的L形限位挡杆326，上吊架324下端通过销轴安装的托绳轮327；起吊机构4还包括：L型吊杆下端安装的手拉葫芦43，上端悬挂在牵引承载钢丝绳2上的T型固定块412，将牵引承载钢丝绳2夹紧的滑动块413，可调节滑动块413与牵引承载钢丝绳2之间距离的调节螺钉411；张紧机构6还包括：通过四个支撑架621安装在液压支架上的张紧机构支撑架62，框架上端面四角布置了四个圆柱滚轮，迂回轮支撑架69四个角的滚轮可沿槽钢凹槽直线滑动，槽钢框架内侧安装的迂回轮64，框架后端耳朵板上安装的导向轮68，通过支撑板622固定在张紧机构支撑架62下端的张紧液压缸61，安装在张紧机构支撑架62上端面的液压马达63，液压马达63的轴上装的卷筒65，缠绕在卷筒65上的张紧机构钢丝绳67，绕过导向轮68，穿过张紧液压缸61的液压杆上的孔，通过钢丝绳卡扣66夹紧另一端头；

牵引承载钢丝绳2呈上下布置，先后绕驱动轮13、收绳轮51、托绳装置32、收绳轮51、迂回轮64形成闭合回路；收绳装置5还包括吊架51，其通过上端连接板固定在液压支架上，吊架51下端安装有第一、第二收绳轮52，呈上下布置。

实施例2：

在实施例1的基础上：在液压张紧机构6的张紧机构支撑架62内侧凹槽前、后合适的位置设置迂回轮支撑架69移动的两个极限位置，在两个极限位置安装限位开关，当迂回轮支撑架69触发极限位置的限位开关时索道运输装置自动停止运行，防止因牵引承载钢丝绳2张紧力过大或过小造成脱轨、超负荷。

实施例3：

在实施例1的基础上：在索道运输装置安装调试阶段，需要对转弯装置31进行调试，包括行星架315、316角度调整，调紧机构313松紧力调节，调节行星架315、316时确保牵引钢丝绳2到达行星架314、316时，固定抱索器41中的T型固定块412能够接触滚轮313，调节调紧机构312时确保行星架314受到的竖直方向预紧力合适，保证其水平摩擦力不大于T型固定块412碰撞滚轮313产生的惯性力，当T型固定块412离开滚轮313，行星架315、316立即停止转动，钢丝绳只带动滚轮313转动。

物料运输工作原理：使用本装置时，首先需要驱动机构1、转弯机构3、起吊机构4、收绳装置5、张紧机构6分别安装在综采面液压支架顶梁上，使牵引承载钢丝绳2一直保持一定的张力，抱索器41与牵引承载钢丝绳2紧密的固定在一起，再利用起吊机构4中的手拉葫芦43进行吊起重物，吊起重物后，在驱动机构1中液压马达14的驱动下，使得牵引承载钢丝绳2带动抱索器41沿机构做往复式运动，实现物料在综采面运送。起吊机构4到达始、终点位置过后不能通过驱动轮和迂回轮，需要液压马达14正、反转，带动牵引承载钢丝绳2运动。

水平左、右转弯工作原理：液压支架推移后会发生前后交错，转弯机构3此时会起作用，这时行星架处315、316处于静止状态，牵引承载钢丝绳2紧贴在滚轮313上，滚轮313处于一个动平衡的状态，牵引承载钢丝绳2和滚轮313之间的摩擦力带动滚轮313转动，当固定抱索器41运行到转弯处时，碰到滚轮313，由于滚轮313受到固定抱索器41带来的水平推力，进而使整个行星架315、316转动，使固定抱索器41能顺利通过转弯机构3处，实现索道运输装置转弯的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大采高采煤工作面索道运输装置，包括驱动机构(1)和牵引承载钢丝绳(2)、转弯机构(3)、起吊机构(4)、收绳装置(5)、张紧机构(6)，其特征在于：所述驱动机构(1)包括驱动装置支撑架(11)、液压盘式制动器(12)、驱动轮(13)、液压马达(14)；所述牵引承载钢丝绳(2)为闭合回路；所述转弯机构(3)包括转弯装置(31)和托绳装置(32)；所述起吊机构(4)包括固定抱索器(41)、吊杆(42)、手拉葫芦(43)；所述收绳装置(5)包括吊架(51)、收绳轮(52)；所述张紧机构(6)包括张紧液压缸(61)，张紧机构支撑架(62)，液压马达(63)，迂回轮(64)，卷筒(65)，钢丝绳卡扣(66)，张紧钢丝绳(67)，导向轮(68)，迂回轮支撑架(69)。

2.根据权利要求1所述的驱动机构(1)，其特征在于：驱动装置支撑架(11)通过上连接板(111)固定于液压支架顶梁上；液压马达(14)安装在第一横梁(112)上设置的第一矩形连接板(114)上；液压盘式制动器(12)通过L型安装架(115)安装在第二横梁(113)上设置的第二矩形连接板(116)上；驱动轮(13)安装在液压马达(14)的轴上，固定于第一横梁(112)与第二横梁(113)之间。

3.根据权利要求1所述的液压盘式制动器(12)，其特征在于：L型安装架(115)上的矩形型槽内侧通过销轴安装有第一、二连杆(121)，为对称安装，连杆(121)首端通过销轴与第一、二夹板(122)上的耳朵板连接，夹板(122)的夹紧块表面固定有轴瓦片(123)，连杆(121)尾部通过销轴连接液压缸(124)，液压缸(124)缸筒上套有弹簧(125)。

4.根据权利要求1所述的牵引承载钢丝绳(2)，其特征在于：呈上下布置，先后绕驱动轮(13)、收绳轮(51)、托绳装置(32)、收绳轮(51)、迂回轮(64)形成闭合回路。

5.根据权利要求1所述的转弯装置(31)，其特征在于：包括第一、二支撑架(311)、(312)，呈对角布置在方形的中间支撑板(321)的下方，中间支撑板(321)的下表面与支撑架(311)、(312)的上端矩形连接板通过螺栓定位连接；支撑架(311)、(312)的下端为U型块，第一、二行星架(315)、(316)呈上、下布置在U型块的槽口之间，并通过螺栓轴(318)安装，第一、二行星架(315)、(316)的六爪之间分别安装一个滚轮(313)，行星架(315)、(316)与U型块之间安装有套筒(317)，在U型块下端安装有调紧机构(313)，钢珠(3131)与第二行星架(316)下表面接触，通过调节螺栓(3133)可调节钢珠(3131)对第二行星架(316)施加的预紧力大小。

6.根据权利要求1所述的托绳装置(32)，其特征在于：上吊架(324)通过上端连接板安装在液压支架上，中间支撑板(321)上表面与上吊架(324)中部连接板连接，第一、第二导向轮(325)对称安装在中间支撑板(321)下表面边缘线中心处，第一托辊(322)、第二托辊(323)安装在上吊架(324)中部，呈上、下布置并保持一定间距，L形限位挡杆(326)安装在第二托辊(323)下侧，通过第二托辊(323)下侧的支架安装，上吊架(324)下端通过销轴安装有托绳轮(327)。

7.根据权利要求1所述的起吊机构(4)，其特征在于：L型吊杆下端安装有手拉葫芦(43)，上端通过T型固定块(412)悬挂在牵引承载钢丝绳(2)上，通过滑动块(413)将牵引承载钢丝绳(2)夹紧，保持起吊机构(4)与牵引承载钢丝绳(2)固定，调节螺钉(411)可调节滑动块(413)与牵引承载钢丝绳(2)之间的距离，进而调节夹紧力的大小。

8.根据权利要求1所述的收绳装置(5)，其特征在于：吊架(51)通过上端连接板固定在液压支架上，吊架(51)下端安装有第一、第二收绳轮(52)，呈上下布置。

9.根据权利要求1所述的张紧机构(6)，其特征在于：通过张紧机构支撑架(62)上端四个支撑架安装在液压支架上，迂回轮支撑架(69)四个角的滚轮可沿下端矩形框架槽钢凹槽直线滑动，迂回轮支撑架(69)为矩形框架式结构，框架内侧安装有迂回轮(64)，框架上端面四角布置了四个圆柱滚动体，框架后端为导向轮(68)安装耳朵板，框架张紧机构支撑架下端面为迂回轮(64)的转动轴固定凸台，张紧液压缸(61)通过支撑板(622)固定在(62)下端面上，液压马达(63)安装在张紧机构支撑架(62)上端面，液压马达(63)的轴上装有卷筒(65)，张紧钢丝绳(67)一端头缠绕在卷筒(65)上，然后绕过导向轮(68)，穿过张紧液压缸(61)的液压杆上的孔，通过钢丝绳卡扣(66)夹紧另一端头。