劉 宏 王英杰

（山西省大同市同煤集團(tuán)馬脊梁礦，山西 大同 037002）

1 項(xiàng)目概況

同煤集團(tuán)馬脊梁礦1t固定式礦車箱體內(nèi)黏附煤矸形成桶底現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，造成運(yùn)輸系統(tǒng)礦車車輛循環(huán)加急，車皮供應(yīng)不足現(xiàn)象增加了電機(jī)車、提升運(yùn)輸絞車人力、電力資源的浪費(fèi)，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)。為解決桶底問題，公司先后采用了人工加風(fēng)鎬投入清底、翻籠風(fēng)鎬振動清底等辦法，但人工加風(fēng)鎬投入清底勞動量投入大，工人勞動強(qiáng)度大，翻籠風(fēng)鎬振動清底容易損傷設(shè)備，打桶器效果差。因此根據(jù)油缸液壓伸縮及聯(lián)桿機(jī)構(gòu)傳動原理，自行設(shè)計(jì)、自行制作、加工和安裝了一款新型的液壓式礦車自動清車裝置，配置BRW80/20（31.5）型乳化泵站和液壓控制系統(tǒng)，進(jìn)行礦車清底，解決了以上問題。

2 液壓式礦車自動清車裝置結(jié)構(gòu)組成及工作原理

2.1 液壓式礦車自動清車裝置的組成

液壓式礦車自動清車裝置由BRW80/20（31.5）型乳化液泵站1套、電氣控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)以及液壓清挖器組成。BRW80/20（31.5）型乳化液泵站由37kW四極防爆三相異步電機(jī)彈性聯(lián)軸器、BRW80/20（31.5）型乳化液泵、RX640乳化液箱以及連接管路組成，其額定流量80L/min，公稱壓力20MPa，該泵站負(fù)責(zé)向清挖器3個普通推拉油缸提供高壓乳化液作為清挖動力。電氣控制系統(tǒng)由KBZ200Ⅱ型礦用隔爆真空饋電開關(guān)、QB80型礦用隔爆真空磁力啟動器組負(fù)責(zé)控制乳化液泵站的開停以及對乳化液泵站電動機(jī)實(shí)行漏電、漏電閉鎖、過載、短路、斷相、過壓失壓保護(hù)。液壓控制系統(tǒng)由QJ-19截止閥、ZC80型三位四通手動液壓控制閥、FDS80/40型雙向液壓鎖組成。

2.2 液壓式礦車自動清車裝置液壓系統(tǒng)的組成及工作原理

2.2.1 液壓系統(tǒng)的組成

液壓式礦車自動清車裝置液壓系統(tǒng)由BRW80/20型乳化液泵站一套、ZC80/20型三位四通手動液壓控制閥、Q-19/20截止閥、FDS80/40型雙向液壓鎖以及3個普通推拉油缸組成。

2.2.2 液壓系統(tǒng)的工作原理

合閘KBZ200II型礦用隔爆真空饋電開關(guān)、合閘QBZ80型礦用隔爆真空磁力啟動器，液壓控制系統(tǒng)37kW四極防爆電動機(jī)得電，通過聯(lián)軸器帶動BRW80/20型乳化液泵運(yùn)轉(zhuǎn)，泵站向管路提供高壓乳化液。通過操縱ZC80型手動三位四通液壓控制閥使其處于推拉位時，控制3個普通推拉油缸的上下腔進(jìn)回液，從而控制3個普通推拉油缸活塞桿的推拉動作。當(dāng)操縱普通推拉油缸的ZC80型手動三位四通液壓控制閥處于中位時，通過FDS80/40型雙向液壓鎖鎖住其油缸活塞桿長期處于該位置而不發(fā)生位移。如圖1所示。

圖1 液壓系統(tǒng)工作原理圖

2.3 液壓式礦車自動清車裝置的結(jié)構(gòu)組成

液壓式礦車自動清車裝置主要由固定機(jī)架、定位抱、活動機(jī)架、活動機(jī)架導(dǎo)輪、活動機(jī)架橫梁、升降油缸、油缸、鉸鏈橫梁、連桿機(jī)構(gòu)、挖板、挖板轉(zhuǎn)軸等組成。

升降油缸體上部與固定機(jī)架橫梁鉸接，下部活塞桿頭部與活動機(jī)架橫梁鉸接，用定位抱定位升降油缸體使其活塞桿伸出縮回時只能上下移動，升降油缸活塞桿伸出縮回時，帶動活動機(jī)架橫梁上下移動，由活動機(jī)架橫梁通過導(dǎo)輪帶動活動機(jī)架、清桶油缸體、連桿機(jī)構(gòu)，挖板向下向上移動。升降油缸體活塞桿伸出縮回行程700mm，升降油缸缸徑100mm，桿徑70mm，流量Q=80L/min。

清桶油缸體上部與活動機(jī)架橫梁鉸接，兩個清桶油缸各用兩根槽鋼定位，使其活塞桿伸出縮回時只能上下移動，下部活塞桿頭部與連桿機(jī)構(gòu)鉸接橫梁連接，當(dāng)清桶油缸活塞桿伸出縮回時，通過橫梁帶動連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動，連桿機(jī)構(gòu)帶動挖板實(shí)現(xiàn)挖沉積煤矸。清桶油缸體活塞桿伸岀縮回行程400mm，清桶油缸缸徑80mm，桿徑45mm，流量Q=80L/min。

2.4 液壓式礦車自動清車裝置的工作原理

液壓式礦車自動清車裝置的工作原理如圖2所示。

圖2 液壓式礦車自動清車裝置結(jié)構(gòu)圖

首先清挖：操縱液壓控制閥a使其從中位到推位，升降油缸c的上腔進(jìn)液下腔回液，活塞桿向下運(yùn)動通過升降機(jī)架橫梁帶動升降機(jī)架，推拉油缸d、e缸體及連桿機(jī)構(gòu)、清挖板一起向下運(yùn)動，直至清挖板接近礦車桶底沉積煤矸上表面時，控制閥a使其回到中位，升降油缸c的上腔停止進(jìn)液，通過雙向液壓鎖鎖住普通推拉油缸c活塞的活塞桿，同時鎖住升降機(jī)架、清桶油缸d、e缸體使其長期在該位置而不發(fā)生位移。操縱液壓控制閥b使其從中位到推位，清桶油缸d、c的上腔進(jìn)液、下腔回液，清桶油缸d、e各自活塞的活塞桿向下運(yùn)動，活塞桿通過連桿機(jī)構(gòu)橫梁帶動兩套同步的連桿機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動，兩套同步的連桿機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動迫使挖板進(jìn)行清挖運(yùn)動，挖松礦車桶底沉積煤矸，該動作通過操縱液壓控制閥b，使其在推拉位變動，從而實(shí)現(xiàn)清挖板上下往返連續(xù)清挖。

其次復(fù)位：待礦車桶底和周幫煤矸徹底挖松清理后，操縱液壓控制閥b使其處于拉位，清桶油缸d、e的下腔進(jìn)液上腔回液，其活塞的活塞桿向上運(yùn)動，活塞桿通過連桿機(jī)構(gòu)橫梁帶動連桿機(jī)構(gòu)、清挖板向上運(yùn)動，直至活塞的活塞桿全程縮回，連桿機(jī)構(gòu)、挖板縮回，操縱液壓控制閥b使其從拉位回到中位，清桶油缸d、e的下腔停止進(jìn)液，通過FDS80/40型雙向液壓鎖鎖住油缸活塞的活塞桿長期在該位置而不發(fā)生位移。操縱液壓控制閥a使其從中位到拉位，升降油缸c的下腔進(jìn)液上腔回液，其活塞的活塞桿向上運(yùn)動，活塞桿通過升降機(jī)架橫梁，帶動機(jī)架、清桶油缸體、連桿機(jī)構(gòu)、清挖板向上運(yùn)動，直至升降油缸c活塞的活塞桿全程縮回后，再操縱液壓控制閥a使其從拉位到中位，升降油缸c的下腔停止進(jìn)液，通過雙向液壓鎖鎖油缸活塞的活塞桿固定位置，清桶油缸體、連桿機(jī)構(gòu)、挖板縮回，處于與軌道上表面距離30mm位置。

3 液壓式礦車自動清車裝置使用效果分析

3.1 安全效益

將自行設(shè)計(jì)的液壓式礦車自動清車裝置安裝于煤矸翻籠后方3個礦車位置，邊翻煤矸邊由人工操作控制閥，進(jìn)行不間斷的清桶，通過1個多月現(xiàn)場使用，安全效益明顯：

（1）使用安全可靠。①升降油缸缸徑100mm、桿徑70mm、流量Q=80L/min時，推出速度v=1.02（m/min）、拉回速度v=2.08（m/min）。裝置油缸缸徑80mm、桿徑45mm、流量Q=80L/min時，推出速度v=1.59（m/min）、拉回速度v=5.03（m/min）。可知升降油缸、油缸活塞桿運(yùn)行速度低，不存在速度沖擊現(xiàn)象，工人操作安全。②升降和清車裝置油缸公稱壓力可達(dá)31.5MPa，遠(yuǎn)大于清車阻力產(chǎn)生的油壓12MPa，裝置使用強(qiáng)度達(dá)到要求，不會因設(shè)備強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)而發(fā)生安全事故。

（2）工人通過操作控制閥，控制伸縮油缸、連桿機(jī)構(gòu)、挖板動作進(jìn)行清桶，工人操作簡單，大大降低了工人勞動強(qiáng)度。

（3）運(yùn)行速度低，可操控性強(qiáng)，不存在沖擊震動，清桶時不會造成礦車變形，減少了設(shè)備報(bào)廢率和檢修維護(hù)費(fèi)用的投入。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

液壓式礦車自動清車裝置應(yīng)用后，工人的操作簡單，可操控性強(qiáng)，礦車內(nèi)底部及底部以上黏附的煤矸清理率達(dá)90%以上，不會造成礦車箱體變形。一個小班人工清理132輛/（人·班），一天三班倒，崗位人員3名，該礦工人工資9萬元/年左右，材料消耗和檢修人工費(fèi)2.4萬元/月，電費(fèi)13.2萬元/年，共24.6萬元/年左右，相比以往可節(jié)約10萬元/年，運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效果較好。

4 結(jié)語

該礦自行設(shè)計(jì)的液壓式礦車自動清車裝置具有使用安全可靠、工人操作簡單、可操控性強(qiáng)、廢舊利新、清桶率高、降低工人人工費(fèi)用、降低材料消耗設(shè)備損壞檢修維護(hù)費(fèi)用、降低礦車報(bào)廢率等優(yōu)點(diǎn)，安全效益較好，并為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，可以在集團(tuán)內(nèi)部進(jìn)行推廣應(yīng)用。