一种可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾

摘要

本发明属于煤矿井下运输设备技术领域，为了解决现有自移机尾存在的需要反复支撑导致的掘进效率低、对顶板破坏较大、掘进成本高等问题，本发明提供了一种可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾，包括从头到尾依次铰接的动力架、机尾架以及若干节中间架，所述动力架架体、机尾架架体和各节中间架架体的两侧分别设有抬升机构，所述动力架架体底部前后对称设有两个能随架体抬升的调偏机构。该自移机尾通过液压系统能实现抬升、推移和调偏功能，能减少辅助运输作业时间，提高掘进效率，降低工人劳动强度，实现煤巷的高效快速掘进。

权利要求

1.一种可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾，包括从头到尾依次铰接的动力架、机尾架以及若干节中间架，其特征在于：机尾架架体和各中间架架体两侧分别设有供搭接小车运行的行走轨道，动力架架体、机尾架架体以及各中间架架体两侧分别设有推移轨道和抬升机构，各架体通过抬升机构与推移轨道实现交叉迈步式前进；所述抬升机构包括轮箱、抬升油缸和固定座，轮箱通过滚轮与相应架体的推移轨道滚动配合连接，抬升油缸的一端与轮箱铰接、另一端与固定座连接，固定座与对应架体连接；所述动力架架体底部前后对称设有两个能随架体抬升的调偏机构；

所述调偏机构包括调偏底座、调偏滑移座和两个调偏油缸，调偏滑移座横向设置，调偏滑移座底部设有若干触地轨板、顶部设有横向导向槽；调偏底座包括底部滑移导轨板和固定于滑移导轨板上部的连接座，连接座顶端分别与动力架架体刚性连接，两个调偏油缸对称布置设于两个连接座之间，调偏油缸缸体均固定于调偏滑移座的中段、活塞杆分别与相应侧的连接座连接，滑移导轨板与导向槽配合连接并能随调偏油缸沿导向槽左右滑动。

2.根据权利要求1所述的可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾，其特征在于：

所述抬升油缸外围安装有防止抬升油缸承受侧向力的内导向筒，内导向筒、抬升油缸和固定座同轴，内导向筒和抬升油缸底端与轮箱箱体铰接，内导向筒外壁上均布设有若干竖向导向条，导向条与固定座间隙配合。

3.根据权利要求2所述的可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾，其特征在于：

动力架架体尾部安装有液压绞车。

4.根据权利要求3所述的可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾，其特征在于，该自移机尾通过液压系统能实现同步抬升、推移和调偏功能，所述液压系统包括三路齿轮分流马达Ⅰ、四路齿轮分流马达、三路齿轮分流马达Ⅱ、绞车卷缆控制阀组、机尾推移油缸、液压绞车马达总成、加油泵、六联负载敏感电液换向比例多路阀、高压齿轮泵、油箱和六联先导手柄，六联负载敏感电液换向比例多路阀的输入端通过高压齿轮泵与油箱连接，六联负载敏感电液换向比例多路阀的六个输出端分别与三路齿轮分流马达Ⅱ的输入端、绞车卷缆控制阀组、机尾推移油缸、液压绞车马达总成、调偏油缸和加油泵连接，绞车卷缆控制阀组和液压绞车马达总成连接，三路齿轮分流马达Ⅱ的输出端与三路齿轮分流马达Ⅰ的输入端连接，三路齿轮分流马达Ⅰ的输出端与四路齿轮分流马达的输入端连接，四路齿轮分流马达的四个输出端分别与各抬升油缸对应连接；所述六联先导手柄对应包括架体抬升、机尾拉移、液压绞车拉移、液压绞车卷缆、机尾调偏和加油六个操作位。

5.根据权利要求4所述的可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾，其特征在于，所述机尾架上设有逆止机构、胶带防跑偏机构和清扫机构，逆止机构安装在机尾架体的轨道面上，胶带防跑偏机构固定于机尾架架体上，清扫机构与机尾架架体铰接。

说明书

一种可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾

技术领域

[0001] 本发明属于煤矿井下运输设备技术领域，具体涉及一种煤矿井下快速掘进系统后配套辅助运输用胶带机自移机尾装置。

背景技术

[0002] 当前，在煤巷掘进系统中，急需一种与皮带转载机搭接行程长，具有调偏功能，巷道坡度适应能力强，自带动力的自移机尾装置，来实现煤巷高效快速掘进和安全高效生产以及低成本运行。

[0003] 在先申请CN201510606685.9所述的煤矿井下胶带运输机的自移机尾 ，其机尾尾部为支架撑顶结构，工作过程中需要自身支架反复撑顶、推移来实现自移。此种结构对巷道顶底板要求较高，同时工作过程中由于支架对顶板的反复支撑，导致顶板破坏较大；而在顶板较为破碎工况下将无法进行有效支撑，导致机尾无法移动。同时，撑顶支架设计在设备尾部，因而无法与传统胶带转载机进行重合搭接。在使用已有的迈步自移机尾时，需要在胶带转载机机头处增加一台侧卸式履带自移机尾，这将额外增加工作面设备的采购成本，同时增加工作面操作司机人数；或者须要使用可弯曲胶带机来配合使用，这将导致胶带转载机采购成本提高十倍以上。

发明内容

[0004] 本发明为了解决现有自移机尾存在的需要反复支撑导致的掘进效率低、对顶板破坏较大、掘进成本高等问题，进而提供了一种可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾。

[0005] 一种可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾，包括从头到尾依次铰接的动力架、机尾架以及若干节中间架，其特征在于：机尾架架体和各中间架架体两侧分别设有供搭接小车运行的行走轨道，动力架架体、机尾架架体以及各中间架架体两侧分别设有推移轨道和抬升机构，各架体通过抬升机构与推移轨道实现交叉迈步式前进；所述抬升机构包括轮箱、抬升油缸和固定座，轮箱通过滚轮与相应架体的推移轨道滚动配合连接，抬升油缸的一端与轮箱铰接、另一端与固定座连接，固定座与对应架体连接；所述动力架架体底部前后对称设有两个能随架体抬升的调偏机构。

[0006] 所述调偏机构包括调偏底座、调偏滑移座和两个调偏油缸，调偏滑移座横向设置，调偏滑移座底部设有若干触地轨板、顶部设有横向导向槽；调偏底座包括底部滑移导轨板和固定于滑移导轨板上部的连接座，连接座顶端分别与动力架架体刚性连接，两个调偏油缸对称布置设于两个连接座之间，调偏油缸缸体均固定于调偏滑移座的中段、活塞杆分别与相应侧的连接座连接，滑移导轨板与导向槽配合连接并能随调偏油缸沿导向槽左右滑动。该调偏机构是利用动力架自带抬升机构实现调偏功能，在调偏油缸作用下调偏滑移座沿调偏底座左右滑动；调偏时，左右两侧调偏油缸分别伸出和缩回，反向动作是调偏油缸分别缩回和伸出，有效增大调偏力。

[0007] 所述抬升油缸外围安装有防止抬升油缸承受侧向力的内导向筒，内导向筒、抬升油缸和固定座同轴，内导向筒和抬升油缸底端与轮箱箱体铰接，内导向筒外壁上均布设有若干竖向导向条，导向条与固定座间隙配合。

[0008] 动力架架体尾部安装有液压绞车。

[0009] 该自移机尾通过液压系统能实现同步抬升、推移和调偏功能，所述液压系统包括三路齿轮分流马达Ⅰ、四路齿轮分流马达、三路齿轮分流马达Ⅱ、绞车卷缆控制阀组、机尾推移油缸、液压绞车马达总成、加油泵、六联负载敏感电液换向比例多路阀、高压齿轮泵、油箱和六联先导手柄，六联负载敏感电液换向比例多路阀的输入端通过高压齿轮泵与油箱连接，六联负载敏感电液换向比例多路阀的六个输出端分别与三路齿轮分流马达Ⅱ的输入端、绞车卷缆控制阀组、机尾推移油缸、液压绞车马达总成、调偏油缸和加油泵连接，绞车卷缆控制阀组和液压绞车马达总成连接，三路齿轮分流马达Ⅱ的输出端与三路齿轮分流马达Ⅰ的输入端连接，三路齿轮分流马达Ⅰ的输出端与四路齿轮分流马达的输入端连接，四路齿轮分流马达的四个输出端分别与各抬升油缸对应连接；所述六联先导手柄对应包括架体抬升、机尾拉移、液压绞车拉移、液压绞车卷缆、机尾调偏和加油六个操作位。

[0010] 所述机尾架上设有逆止机构、胶带防跑偏机构和清扫机构，逆止机构安装在机尾架体的轨道面上，胶带防跑偏机构固定于机尾架架体上，清扫机构与机尾架架体铰接。逆止机构、胶带防跑偏机构和清扫机构可采用井下用相应常规装置。

[0011] 利用本发明装置能减少辅助运输作业时间，提高掘进效率，降低工人劳动强度，实现煤巷的高效快速掘进，具有如下有益效果：

[0012] 动力架架体上布置有操作阀组，实现对整机抬升、推移、调偏的操作。通过两侧推移油缸实现整机的前移，动力架底部的调偏机构可以实现整机的调偏功能。通过布置在动力架机头部的改向滚筒实现对胶带的改向，而尾部的液压绞车则可以提高整机对大坡度巷道的适应性。

[0013] 机尾架配备有胶带防跑偏机构，防止胶带运行过程中发生偏斜。通过清扫机构对回程胶带进行清扫，防止滚筒表面物料的堆积。安装在搭接轨道上的逆止机构可以限制搭接小车的行程，防止搭接小车与机尾架、动力架发生碰撞。机尾架两侧为抬升机构，实现机尾架架体的升降。机尾架架体与动力架架体、中间架架体以及机尾架行走轨道与动力架行走轨道、中间架行走轨道间均为铰接结构，各架体间以及各轨道间均可上下弯曲以适应巷道的起伏变化。

[0014] 中间架采用模块化设计，可以依据搭接行程的变化，增减整数架中间架。中间架两侧为抬升机构，实现中间架架体的升降。各中间架架体间以及中间架行走轨道间均为铰接结构，可实现上下弯曲以适应巷道起伏变化。

[0015] 该装置的自身架体与轨道互为支撑，无须支架撑顶，对顶板工况无要求，可实现远距离、各中间架在不同载荷工况下的整机同步性抬升；动力架前端配置有液压绞车，可实现在大坡度巷道中的辅助拉移。

[0016] 本发明装置的动力架前、后底部各布置了一个调偏机构，该调偏机构不需要单独配置抬升装置，同时本专利调偏机构合理利用了左、右两侧调偏油缸，使得调偏力增加1倍左右。

[0017] 同时，该液压系统具备如下四大优点，国内外同类设备均不具备如下特点：

[0018] 第一，采用定量泵和负载敏感比例多路阀控制迈步自移机尾的各项动作，实现各动作比例控制和操作的精度控制，具备较好的操控性和舒适性，同时节省能量减少定量泵系统发热；

[0019] 第二，采用电液双控比例多路阀，即可实现本机操作，也可以远程遥控操作，井下操作人员远距离操作，极大的提高了煤矿井下操作人员的安全性，避免突发事件发生时人员伤亡；

[0020] 第三，采用三种齿轮分流马达三级分流控制实现自移机尾刚性架的同步升降，同步功能避免了在自移机尾上搭载的带式转载机、移动变电站、除尘风机等搭载装备，升降不平稳，发生倾覆，从而造成安全事故、设备损坏和重大财产损失；

[0021] 第四，卷缆控制阀组实现迈步前进后退时自动卷缆和放缆，避免缆绳杂乱拖地、人工进行排缆、拖缆，实现自移机尾移动高效不间断进行，人员不需要靠近设备拖缆，不会造成人员伤亡。

附图说明

[0022] 图1为整体结构主视图；

[0023] 图2为整体结构俯视图；

[0024] 图3为动力架结构图；

[0025] 图4为机尾架结构图；

[0026] 图5为中间架结构图；

[0027] 图6为调偏装置结构图；

[0028] 图7为抬升机构的结构示意图；

[0029] 图8为液压系统的原理图；

[0030] 图9为比例阀电液控制系统原理图；

[0031] 图中：1、动力架，2、机尾架，3、中间架，4、液压绞车，5、可伸缩操作机构，6、右推移油缸，7、左推移油缸，8、电控系统，9、液压系统，10、清扫机构，11、左推移轨道，12、右推移轨道，13、后调偏装置，14、前调偏装置，15、抬升机构，16、改向滚筒，17、逆止机构，18、胶带防跑偏机构，19、机尾架体，20、行走轨道，21、中间架体，22、调偏底座，23、调偏滑移座，24、调偏油缸，25、固定座，26、内导向筒，27、销轴，28、轮箱，29、抬升油缸；

[0032] 101、三路齿轮分流马达Ⅰ，102、四路齿轮分流马达，103-三路齿轮分流马达Ⅱ，104、绞车卷缆控制阀组，105-机尾推移油缸，106、液压绞车马达总成，107、加油泵，108、六联负载敏感电液换向比例多路阀，109、高压齿轮泵，110、油箱，111、六联先导手柄。

具体实施方式

[0033] 结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明：

[0034] 如图1、2所示，为可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾的整体结构图，图中所示安装关系要正确，安装牢固可靠。

[0035] 可搭接摆动式快速掘进系统用胶带机自移机尾由动力架、机尾架以及中间架三部分组成。

[0036] 动力架为整机的动力中心，主要由液压绞车、液压系统、电控系统、可伸缩操作机构、整机推移机构、动力架抬升机构、调偏机构、改向滚筒等部分组成。液压绞车通过螺栓组固定在动力架尾部；液压系统与电控系统固定在动力架中部，为整机的抬升、推移、调偏提供动力；动力架两侧的左、右推移油缸通过销轴与左、右推移轨道以及动力架本体固定，实现整机的推移以及轨道的牵拉；四组抬升机构通过螺栓组与动力架本体连接，抬升机构主要由轮箱、抬升油缸、内导向筒、固定座组成。轮箱通过滚轮与轨道面间的滚动实现整机的前移，抬升油缸一端与轮箱通过销轴连接，另一端与固定座连接，为避免油缸承受侧向力，增加了内导向筒装置，在轮箱、内导向筒、固定座和抬升油缸共同作用下可实现整机的抬升与轨道的提升。动力架下部为两个调偏机构，包括调偏底座、调偏滑移座、调偏油缸三部分，调偏油缸两端通过销轴分别与调偏底座和调偏滑移座相连，调偏底座通过销轴、螺栓组与动力架架体固定。改向滚筒位于动力架头部，可实现运输皮带的改向，改向滚筒与动力架浮动连接，通过两侧的涨紧机构则可实现改向滚筒对运输胶带松紧的调节。

[0037] 机尾架由机尾架体、逆止机构、胶带防跑偏机构、清扫机构、抬升机构以及行走轨道等部分组成。机尾架架体通过万向连接装置与动力架铰接，而行走轨道则通过轨道连接板、销轴与动力架处推移轨道连接。逆止机构通过螺栓固定在机尾架体轨道面上，可以通过调节逆止机构在机尾架体上的位置来实现胶带转载机与本自移机尾搭接行程的变化。胶带防跑偏机构通过螺栓与压板与机尾架体固定，可以防止胶带向整机两侧偏斜。清扫机构通过销轴与机尾架体铰接，可对回程胶带表面进行清扫，防止煤粉或矸石粉末在改向滚筒处的堆积。机尾架处抬升机构与动力架处抬升机构结构相同，由固定座、内导向筒、轮箱组成，可以与动力架处抬升机构互换。在机尾架体中部布置有槽型托辊和底托辊，以减少胶带在物料运输过程中的磨损。

[0038] 中间架由中间架体、抬升机构以及行走轨道等部分组成。中间架处抬升机构与动力架、机尾架处抬升机构相同，可彼此互换；而其行走轨道与机尾架处相同。中间架采用模块化设计，所有中间架结构相同，可以根据不同客户的需求增减一定数量的中间架来实现不同的搭接行程。在最后一节中间架体两侧轨道处通过固定两个逆止机构来实现对搭接小车的限位，防止与其搭接的胶带转载机掉道，发生危险。

[0039] 本发明装置的液压系统为定量泵+负载敏感电液换向比例多路阀控制系统，原理如图8所示：包括高压齿轮泵，排量为120ml/r，最高压力21MPa；六联负载敏感电液换向比例多路阀，采用电控和液控两种换向控制方式，既可以本机先导手柄操作，也可远程遥控操作；执行机构包括机尾拉移油缸、液压马达绞车总成、机尾调偏油缸、加油泵和抬升油缸，实现机尾的动作执行；六联先导手柄，作为多路阀的液控先导控制，实现对本机各个动作的手动控制；1个最大入口流量200L/min三路齿轮分流马达、三个最大入口流量80L/min三路齿轮分流马达、和9个最大入口流量30L/min四路齿轮分流马达，三级分流实现个刚性架同步升降和根油缸的同步动作，行程误差为10%；绞车卷缆控制阀组，可以实现迈步自移时，绞车自动卷缆，缆绳保持张紧状态。

[0040] 自移机尾电气控制系统如图9所示，硬件主要包括遥控器、主控制箱、油泵电机、传感器、比例电磁阀。电液比例控制原理是比例电磁阀的内电磁系统接受的电信号，电流流过电磁铁便会产生与电流成比例的电磁推力，利用电磁推力推动阀芯，阀口开启行程与电磁力成正比，阀口开启的大小控制液压系统压力和流量，如果输入电信号按比例或一定程序变化，则系统参数也随着输入信号变化。电控系统能实现整机的启停、瓦斯超限报警停机、温度超高报警停机，以及对整机的远程遥控操作。

[0041] 在自移机尾机尾架及中间架架体两侧均布置有搭接小车运行的轨道，搭接小车与快速掘进系统中皮带转载机机头铰接，皮带转载机机尾与掘锚机（或运锚机、连采机）连接，通过掘锚机（或运锚机、连采机）的行走而实现皮带转载机、搭接小车以及机尾上部的除尘风机、组合开关、电缆拖车等相对自移机尾的运动。

[0042] 通过自移机尾自带调偏机构首先实现动力架的偏移；由于动力架与机尾架间为万向节连接，机尾架与中间架以及中间架间均为铰接结构，因而在整机推移过程中，可以通过调偏机构的不断动作，而实现自移机尾整机的左右摆动以适应巷道的偏斜。

[0043] 同时，本自移机尾还具有后退功能。在进行巷道迎头清底作业时，通过自移机尾的后退来保证掘进机（或掘锚机、连采机）有足够的清底作业空间。而普通机尾则需要掘进机（或掘锚机、连采机）退机作为支撑，人工采用单体油缸向后推移机尾，工人劳动强度大且容易发生人员伤亡、设备损害。

[0044] 以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。