矿车清车机毕业设计

《矿车清车机毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿车清车机毕业设计（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第 1 页 1 绪论矿车在煤矿井下运输中占有十分重要的地位，煤矸粘结矿车车底，是 煤矿生产运输过程中存在的一个普遍问题。经常而及时地清扫矿车车箱是 提高矿井轨道运输效率的重要因素。所以，清理车底的问题，在煤矿就显得尤为重要。 清扫矿车车箱的主要要求是及时和干净，否则日积月累形成的煤、岩粉粘结层厚而结实，使用现有的任何清扫方法均难以立刻完全见效。 清理矿车粘结物，可分为人工和机械清理、高压水射流清理等。用人工清理，劳动强度大，清车速度慢，且不符合煤矿安全生产规定 ；采用 机械清理，不仅可以降低劳动强度而且清车效果好，效率高；高压水射流 清理由于耗水量大，在推广上受到限制。目前国内矿车清理机械形

2、式繁多， 品种不一，而且造价较高。1.1 国内几种矿用清车机简介70 年代中后期，煤炭工业部召开了多次矿车清理机械化经验交流会， 此后国内许多煤炭、冶金和化工等矿山推出了多种适合自己具体条件的清 车机。这些清车机在提高运输效率和减小工人劳动强度方面都起了一定的 作用。但是，由于各个矿山的具体条件不同和清车机本身的某些不完善之处 使它们的发展受到了一定的限制。尽管如此，在完善和创新两方面仍然取 得了不少可喜的成果。矿用清车机按照工作原理可分为振动法、电渗法、 高压水射流法、机械法等，其中振动法又包括电磁振动、电动高频振动、 电动低频振动、风力振动以及与翻车机笼体联动的无动力振动等；机械法 又包括

3、抓斗式、刮板式和圆盘（旋转）式等。现将几种主要的矿用清车机 简介如下：一、振动清车机 振动清车机是我国使用比较早、研究比较多的一种清车机。在多年的 实践和研究中，通过取长补短和采用有关的新技术，已逐步趋于完善。 部分金属矿山在采用电动高频振动清车机时，吸取了电动低频振动清 车机的长处，由冲击强度和刚度比较小的矿车底部或两侧改为冲击强度和 刚度比较大的矿车斗缘，以延长矿车的使用寿命：用比较简单的偏心轴皮 带轮取代比较复杂的振动器，使结构简单近年来，广东某矿在清车机上采 用小功率振动电机获得了成功。取得了明显的经济效益。 煤炭部门所最多采用的电动低频振动清车机虽有不少优点，但缺点也第 2 页较多。

4、湘东铁矿矿务局对北京有色冶金设计研究总院为南京凤凰山铁矿设计的低频振动清车机作了一些改进，由原来比较复杂的单独安装简化为与 翻笼固定在一起，由原来需要摘钩、每次只能清理一辆矿车改为不需要摘 钩，每次能清理两辆矿车。东北工学院和北京有色冶金设计研究总院所作 的电测应力分析表明，翻笼安装这种清车机对其强度影响是不大的，因而 不必另外增加静笼的结构强度。为了向安装在翻笼上的清车机电机供电， 在煤矿上采用集电环联动机构之后，一些金属矿山又推出了电磁给电装置 和电动推杆给电装置。 二、电渗清车器 电渗法清理矿车是在外电场的作用下，以水为介质在矿车与粘结物之间形成一层水膜，使粘结物与车壁脱离而达到清理矿车

5、的目的。这种方法 具有无噪声、无粉尘、不损坏矿车等优点。但是由于耗电较多， 故它仅适 用于存积物含水量较高的矿车。该方法起初在徐州权台煤矿使用。后来， 铜陵铜山铜矿和龙游黄铁矿等金属矿山也陆续采用，并取得了较好的效果。三、高压水射流联合机械截齿清理机 该种矿车清理装置的工作机理包括高压水射流清理和机械截齿清理两 部分。 高压水射流清理：高压水经喷嘴喷出后形成具有一定动能的高压水射 流，当作用于矿车粘结物时，将对其进行切割和冲刷作用，使有一定粘结 力的非固结性粘结物迅速脱落，同时高压水射流冲人粘结物的缝隙和孔洞 后，则产生高压水楔作用，使粘结物的缝隙和孔洞不断扩展断裂，而破碎 脱落。 机械截齿清

6、理：利用螺旋分布的截齿对坚硬粘结物的切割作用，使粘 结物快速与矿车分离。结构组成 该种清理装置主要由可三维空间移动的门式组合机架、高压泵站、电 控系统和截齿可伸缩清理滚筒等组成，其中清理滚筒是实现清理作业的直 接执行部件。 截齿可伸缩清理滚筒由圆柱形筒体、切割截齿、高压水射流喷嘴、旋 转密封等组成，筒体上螺旋分布着 12 个切割截齿和 6 个高压水射流喷嘴， 每个切割截齿能沿其旋转直径方向在 50 mm 的范围内伸缩移动，以适应变 形矿车的清理。高压水射流喷嘴随截齿螺旋均匀分布，泵站提供的高压水， 经高压管路和旋转密封进入圆柱形筒体的中心孔，由各喷嘴喷出而形成高第 3 页压水射流，实现对粘结物

7、的冲刷、冷却润滑截齿和灭尘的作用。 四、机械清车机 机械清车机利用电动机带动清扫器在矿车车箱内转动清除车底的粘结 物。清扫器有金属刷式、盘式、滚筒式、螺旋割刀式等几种。清车机的横向行走部、纵向行走部、截割部都是由许多机械零件组合起来的，因此， 结构笨重、操作复杂、维修量大。此外，使用这种清车机还需二次翻卸， 费工费时，效率不高。有关煤矿虽作了一些改进，但效果不明显。吉林通 化铜矿曾研制成一台由刷洗头、制动轴、减速器和电动机等组成的车箱清 扫器。其纵向行走部分是一个装有四个小轮的小车，能沿轨道前进或后退。 清扫器底座与小车铰接， 能绕铰点上下和左右摆动。最近，这类清车机有 了新的进展。由洛阳工学

8、院等单位研制的 Qw3 型机械铣切卧式三吨矿车清 车机通过了技术鉴定。据称，适应性强；能利用部分现有配件和标准件， 便于加工；与同类产品相比成本低、省人、省力、省电、经济效益好。机械圆盘截齿式矿车清扫机 1-电动机 2-减速器 3-小链轮 4 链轮大轴 5-截盘轴 6-圆截 盘 7-前轮轴 8-大齿轮 9-双向摩擦离合器 10-小齿轮 11-大齿轮 12-单向摩擦离合器 13-锥齿轮 14-下踏板 15-离合器手把 16-底轮传动轴 17-锥齿轮组 18-换向手把 19-升降架 20-升降手轮 21 司机座椅 22-上车架 23-底架 五、液压清车机 液压传动与机械、电气、气压传动相比，其主要

9、优点是容易实现无级 变速，调速范围大，单位重量的输出功率大，结构紧凑，惯性小，能传递 大扭矩和较大的推力，控制和调节简单、方便、省力，可实现自动控制和 过载保护。因此，近年来， 各种液压清车机相继问世。1980 年 4 月，邯邢 矿山局矿山研究所研制成功 YQJ 型液压清车机，它用于符山铁矿侧卸式矿 车，以铲头的铲扒达到清车的目的。1983 年，湖南马田煤矿研制成功液压 铲抓式清车机，其效果优于圆盘切割式清车机和机械高频振动清车机不需第 4 页要二次翻卸。1986 年 l2 月，徐州矿山设备制造厂试制成功的适用于 l t 矿车的 YQl 型液压清车机通过了市级技术鉴定。1987 年 5 月，徐

10、州矿山机 械厂和中国矿业大学共同研制的适用于 U 型矿车的 YLQ 型液压螺旋式清车 机通过了部级技术鉴定。这几种清车机的共同特点是结构紧凑、操作轻便 灵活，拆装维修方便等。最近，福州大学又研制成全液压矿车清理机控制 系统，以液压逻辑元件组成的逻辑控制回路取代由电器元件组成的控制线 路，实现对清车机的自动控制。整机除了用防爆型电机及磁力启动器驱动 油泵工作外，没有其它电器元件，符合井下防爆要求。1.2 液压矿车清车机的特点以前研制的圆盘截齿式清车机(见上图)，属于六十年代产品。该机前 后、左右等行走部靠磨擦离合器控制，运行容易产生打滑，无法保证正常 工作。同时该机操作复杂、清车效果差，满足不了

11、煤矿实际生产的需要。 为此，我针列该机使用上存在的这些缺点，对原清车机进行了改进，设计 了一台液压式双圆盘截齿清车机。在设计过程中，我吸取了国内各类清车机的特点，经过分析与论证， 最后选定了液压式双圆盘截齿清车机。根据以前的清车机现场使用情况， 我认为传动机构必须有一定的过载能力，设计时须考虑冲击负荷对清车机 的影响，应采取相应的减振、缓冲和过载保护等措施。液压控制部分的流 量与压力必须满足该机纵向、横向行走速度的要求。在零部件的设计选型 中，在不影响总体设计的情况下，尽量采用了煤矿常用标准零部件。如轨 道传动部分中选用的车轮、车架、轨道、轴承等均系煤矿常用标准零部件。1.3 液压式双圆盘截齿

12、矿车清车机简介液压式圆盘截齿清车机主要由行走机构、截割机构、液压驱动系统以 及操作机构等四部分组成。各部关系如下图所示。 矿车清车机组成图1、纵向行走机构：由上车体、纵向行走轮轴、纵内行走液压缸等组成。由 于纵内行走液压缸的缸体与纵向行走的轨道架连接，而活塞杆与上车架连 接，因此通过操作换向阀，使液压油进入压力缸，使活塞作往复运动以带行走机构截割机构矿车操作机构第 5 页动清车机前进或后退。 2、横向行走机构：由下车体、横向行走轮轴、横向行走油液压缸等组 成。横向行走液压缸的缸体铰接在地面上，活塞杆与下车体底托盘连接。 同理操作换向阔的手柄即可使清车机左、右行走。 3、截割机构：由圆形截盘，升

13、降臂和支承截盘的轴承等组成。截割盘是清车机的主要工作部件。每个截齿盘上装有四个截齿。截齿的旋转是通 过链条传动的。为适应矿车清理的需要，升降臂靠液压活塞可作上下摆动， 以达清理整个车底之目的。 4、驱动机构 有气动、液动、电动和机械式四种形式。气动式速度快，结构简单，成本低。采用电位控制或机械挡块定位时，有较高的重复定位精度。液动 式可实现连续控制，使工业机械的用途和通用性更广，定位精度一般在 1mm 范围内。本设计采用液动驱动方式。 5、液压传动系统，如下图所示液压传动系统图 1. 横向行走液压缸 2.电磁换向阀 3. 电磁溢流阀 4. 纵向行走液压缸 5.电磁换向阀 6. 电磁溢流阀 7.

14、 仰俯液压缸 8. 电磁换向阀 9. 电磁溢流阀 10. 液压马达 11. 电磁换向阀 12. 电动机 13. 齿轮泵 14. 滤清器 15. 空气滤清器 16.液位液温计第 6 页17.压力表 清车机安装在垂直于翻车机纵向中心线的专用硐室中，翻车机专用于 安放待清矿车于水平位置。清扫过程是，载重矿车进入翻车机，翻车机连 同矿车朝清车机的相反方向旋转 270 度完成卸载后开动清车机，割盘由液压马达通过链条带动旋转，操纵纵向液压换向阀，压力油进入液压缸，纵 向液压缸伸出，使机身纵向前进，将割盘伸入到矿车内，割盘旋转，截割 粘车底煤。然后操纵横向换向阀，压力油进入液压缸，横向液压缸作往复 运动，

15、使截盘沿矿车往复截割，并可配合仰俯换向阀，可使截盘上下摆动， 直到全部清理干净为止。1.4 与原机械式矿车清车机的比较与机械式矿车清扫机相比较液压矿车清车机主要改进了以下部位: 1、由摩擦离合器控制行走部改为液压控制，控制系统采用液压系统代 替， 安装了多路液压换向控制阀，分别控制清车机前后、左右行走及割盘 升降。2、增设了传动轴中心距调整装置：降低工作噪声，延长使用寿命。 3、增加链保护罩，为链传动提供更优的工作环境。 4、由单排链改为三排链，极大地减小了链轮尺寸。 5、主要传动轴的滑动轴承均改为滚动轴承，并增加了密封，减少传动 系统的磨损与振动，延长了寿命。1.5 矿车清车机设计的目的毕业

16、设计是本科教学的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关 专业课以后的一个专业课程内容的综合设计。矿车清车机的设计正是通过 具体设计来提高学生的机构分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电 液一体化系统设计能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法有效途径。 通过这一教学环节要求达到： （1）通过设计，把有关课程（机构分析与综合、机械原理、机械设计、 液压与气动技术等）中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用，使这 些知识得到巩固和发展，并使理论知识和生产密切的结合起来。因此，矿 车清车机设计是有关专业基础课和专业课以后的综合性的专业课程设计。（2）矿车清车机设计是机械工程及自动化专业的学生一次比较完整的 机电一体化整机设计。通过设计，培养学生独立的机械整机设计的能力， 树立正确的设计思想