吳曉泊，郝國凱，于玉真（華北理工大學機械工程學院，河北 唐山 063000）

MQC型清倉機結(jié)構(gòu)設(shè)計

吳曉泊，郝國凱，于玉真
（華北理工大學機械工程學院，河北 唐山 063000）

針對煤礦水倉煤泥清挖工作存在的問題，設(shè)計了MQC型清倉機的挖裝系統(tǒng)，適應水倉巷道寬度變化的集泥螺旋，將水倉中煤泥攪拌均勻并收集，由上料裝置提升到煤泥泵料斗中，輸送到指定地點，完成水倉煤泥的清挖的工作，其結(jié)構(gòu)相對簡單。

清倉機；水倉；挖裝系統(tǒng)；集泥螺旋；煤泥泵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.222

水倉是煤礦井下防止礦井水災的重要設(shè)施，對煤礦安全有著重大的影響。因此，水倉在礦井中是不可缺少的。由于大量涌水含有固體顆粒流入水倉，經(jīng)過一定時間沉積，水倉的有效容積減小，則必須定期清理。通過對現(xiàn)有清倉設(shè)備的調(diào)研，設(shè)計出MQC型清倉機，其中M-煤礦，Q-清理、清挖，C-水倉。

1　MQC清倉機的設(shè)計

MQC清倉機主要由挖裝部、行走部、泵送系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。清挖水倉中的煤泥在于收集和輸送煤泥，因此挖裝部和泵送系統(tǒng)是非常重要的。

1.1挖裝系統(tǒng)設(shè)計

因煤泥中含水量、煤種和顆粒大小的不同，影響煤泥的粘度，所以煤泥沒有具體的參數(shù)。通過MQC-75型、MQC-15型清倉機的螺旋收集煤泥實用性，此設(shè)計也選用螺旋收集煤泥。MQC-75型、MQC-15型清倉機的左、右集泥螺旋組裝一排，通過左右旋轉(zhuǎn)將煤泥收集到上料裝置處，其螺旋長度是固定不變的。集泥螺旋短些清倉機工作面小，需要左前方和右前方和后退往復運動清挖煤泥，而且工人輔助工作量大，還有煤泥被攪拌之后其流動性更大，清完水倉的部分丟會下部分煤泥；集泥螺旋較長清倉機可能在巷道運輸遇或在水倉清挖工作時遇到大角度轉(zhuǎn)彎或巷道較窄處被兩側(cè)的巖壁卡住，使其不能正常工作。但與其不同的是集泥螺旋寬度是可變的，如圖1所示。

圖1　集泥機構(gòu)工作原理圖

該工作原理為：挖裝系統(tǒng)的左右兩個螺旋把分散的煤泥收集到清倉機的中部，通過擺動油缸控制左螺旋和右螺旋展開的角度，可以覆蓋水倉的全斷面，可以適應水倉斷面大小變化和水倉轉(zhuǎn)彎，一次性清理水倉中煤泥。這樣大大減少了工人輔助的工作量。其中左螺旋和右螺旋可以對稱也可以不對稱，各螺旋長度取決于軌道在水倉的位置。如果巷道運輸清倉機超長時，可以把集泥螺旋和擺動油缸拆下放在清倉機上一起運輸，使用時再組裝。

1.2行走部

行走方式為軌輪式，四輪驅(qū)動，采用車輪式液壓馬達，結(jié)構(gòu)簡單，四個馬達采用串并聯(lián)方式，可達到動力自動分配，即使出現(xiàn)三輪著地一輪懸空，驅(qū)動力基本不受影響。

1.3泵送系統(tǒng)

煤泥泵屬于柱塞泵，主油缸在液壓油作用下作往復運動，一個主油缸活塞桿前進，則另一個主油缸活塞桿后退，帶動煤泥推送活塞在煤泥輸送缸中前進和后退；分配閥在換向油缸驅(qū)動下交替連通兩個煤泥輸送缸口， 同時使料斗交替連通兩個煤泥輸送缸口；實現(xiàn)工作裝置的泵送功能。如圖2所示。

圖2　泵送示意圖

1.4液壓系統(tǒng)

液壓泵將機械能轉(zhuǎn)化為壓力能，液壓系統(tǒng)是將壓力能通過控制閥和管路轉(zhuǎn)化為動能，控制清倉機的挖裝系統(tǒng)、挖裝系統(tǒng)和泵送系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的主油路系統(tǒng)是開式系統(tǒng)，系統(tǒng)效率高液壓系統(tǒng)的多路負載均反饋到比例閥上，通過調(diào)節(jié)各控制閥，實現(xiàn)各個負載均處于最佳承載狀態(tài)。

本清倉機采用了全液壓集中控制，一臺電動機驅(qū)動一個三聯(lián)泵組。三輪泵組由一臺恒功率變量斜盤柱塞泵、一臺定量柱塞泵和一臺定量高壓齒輪泵組成。這兩臺柱塞泵合流后驅(qū)動煤泥泵，齒輪泵的供油通過一個三聯(lián)齒輪分流器，把油量按比例分配給上料馬達，行走馬達和集泥馬達及擺動油缸，調(diào)高油缸。把一個總系統(tǒng)分成四個互相獨立的子系統(tǒng)。好處是可以消除各子系統(tǒng)之間的相互干擾，且可減少一些液壓閥，使系統(tǒng)比較簡單，出現(xiàn)故障也比較容易處理。

液壓系統(tǒng)主要包括：（1）動力元件：三聯(lián)泵組；（2）執(zhí)行元件：煤泥泵的主油缸和換向油缸，上料馬達，行走馬達，集泥馬達，擺動油缸和調(diào)高油缸；（3）功能元件：油箱、空氣濾清器、濾油器、主油缸液動換向閥、換向油缸液動換向閥、溢流閥、控制閥、調(diào)節(jié)閥、手動多路換向閥、球閥、蓄能器、油管等。

1.5電控系統(tǒng)

清倉機的能力來源就是電能，饋電開關(guān)是控制防爆電動機的啟動和停止。電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能并傳遞給液壓泵。為了清倉機工作和行走本機前后各安裝1個LED照明燈和1個電鈴。

2　工業(yè)性實驗

唐山開灤廣匯設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的清倉機于2016年5月8日在開灤集團荊各莊礦分公司-530水平水倉進行工業(yè)實驗。1人操作清倉機3人輔助，每日2班，每班3小時工作，清挖煤泥通過臥式離心機脫水后裝礦車（3噸/車）。通過一周時間完全清理水倉，生產(chǎn)實驗共裝滿291輛礦車煤泥，合計873噸，用時42小時。清倉機清挖效率為20.7噸/小時（設(shè)計清挖能力為20噸/小時），人工效率為5.19 噸/時/人，集泥螺旋沒有明顯變形，但是在清挖煤泥過程中有少量煤泥集泥螺旋底部遺留在水倉中。

3　總結(jié)

此設(shè)計的集泥裝置是可以全斷面清挖煤泥的，比MQC-75型、MQC-15型清倉機的清挖效果好，減少了工人輔助工作，說明設(shè)計是合理。

［1］張?zhí)J巖.MQC_15型礦用水倉清挖機設(shè)計［J］.山東煤炭科技，2014（01）.

［2］吳翠艷.MQC_75型煤礦水倉清倉機的設(shè)計及應用［J］.礦山科技，2009（15）.