喷浆机液压自动卸料抓斗的研制.pdf

2 0 1 1 年第 2 期 中州煤炭 总第 1 8 2 期 喷浆机液压 自动卸料抓 斗的研制 张 民 中， 刘建 超 中平能化建 工集团 建井三处 ， 河 南 平顶 山4 6 7 0 0 0 摘 要 传统 的喷浆机 卸料方式为人工卸料 ， 工人劳动强度大 ， 喷浆 比例不稳定 ， 且 受巷 道条 件限制 ， 喷 浆的质 量难以保证。为解决上述 问题 ， 在液压抓斗工作原理 的基础上研 制 了喷 浆机液压 自动卸料 抓斗。详 细介绍 了自动卸料抓斗 的研制思路和 主要 结构 。实践证 明， 该 自动 卸料抓 斗机体 积小 ， 易维护， 可控性高 ， 具有一定 的 推 广 价 值 。 关键词 喷浆机 ； 自动卸料抓斗 ； 机 械化施工； 油缸抓 斗； 液压 系统 中图分类号 T D 4 0 9 文献标识 码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 1 0 2 0 0 2 5一 O l 喷浆 机喷 射 混凝 土成 巷 具 有 自捣 、 早 强 、 密 贴 、 柔性 、 成本 低等 优点 ， 在 矿井 建设 巷道 施工 中广 泛使 用 。但喷 浆机 上料慢 ， 配 料不 标准 ， 特 别是 喷浆 机卸 料系 统不 能实 现机 械化 ， 卸料 时工 人 劳动强 度很 大 。 为改 善这 种原 始 的施 工 状态 ， 加快 施 工进度 ， 应 实现 喷浆 机卸料 系统 的机 械 化 。通 过研 究 液压 抓斗 的工 作 原 理 ， 研 制 了喷浆 机 自动卸 料抓 斗 。 l 研 制 思 路 喷浆机 一般 靠人 工卸 料 ， 劳动 强度 较大 ， 喷浆 料 的 比例 不好 掌握 ， 而且 井 下 的工作 环境 较差 ， 施工 地 点 狭 窄 ， 喷浆 料搅 拌不 匀 ， 巷道 的施 工质 量也 不 能保 证 ， 为 了减轻 工人 的劳 动 强 度 ， 提 高 生 产 效 率 ， 实 践 中借 助 抓岩机 的工作原 理 对喷浆 机 卸料 工序 进行 了 改进 ， 研 制 了喷浆 机液 压 自动卸 料抓 斗 。 抓 岩 机采 用 压 缩 空气 作 动 力 ， 利 用 气缸 活 塞 运 动实 现 抓斗 的开 合 ， 由此 考虑 到喷 浆 机 也 可 利用 气 缸活塞运动带动抓斗运动 ； 卸喷浆料要从矿车里向 外卸 料 ， 抓 斗体 积不 能太 大 ， 1 t 矿 车 的规 格 为 1 1 0 0 m m X 7 0 0 m m， 抓 斗经 过计 算 只能小 于 0 ． 1 m ， 否则 抓斗 下不 到矿 车 内 ， 而且 抓斗 抓 叶只 能设 计为 2片 ； 喷浆 料经过 地 面搅 拌 井 上 下 的运 输 ， 到 工作 面 已经 很 密 实 ， 采 用压 缩 空气 为 动力 ， 挖 掘 力 不 足 ， 噪音 较 大 ， 抓 斗还 要 固定 风带 ， 辅 助设 施 太 多 ， 经过 细致 分 析决定动力部分采用液压系统。为保证卸料抓斗便 于移动 ， 使整 个抓 斗装 置 集 中放 在 一个 平板 车上 ， 同 时还要 考虑 抓斗 工作 的平 稳性 以及 井下 空 间 的条 件 收 稿 日期 2 0 1 0 0 91 5 作者简介 张民申 1 9 6 5 一 ， 男 ， 河南 舞 阳人 ， 工程师 ， 1 9 8 5年毕业 于平顶山煤矿职工大学 ， 现从事机电管理工作。 限制 。 2 系统 结 构 卸料 抓斗 由机 身 、 液 压 系 统 、 抓臂 、 平衡 装 置 和 抓斗 5部 分组 成 图 1 。 l 一 平板 车 2 一 液压站 3 一 大臂 4 一 大臂支撑 缸 图 1卸料抓斗结构 5 一 小臂支撑缸 6 一 抓斗收合油缸 7 一 抓斗 8 一 支撑臂 9 一 小臂 2 ． 1 机 身 采用普通 的井下平板车做机身 ， 全部为钢结构 ， 中间安装 了转 盘 ， 大臂 与转 盘相 连 ， 大臂 可 以通 过转 盘旋 转 ， 实现 对喷 浆料 的准 确抓 料 、 投料 。在机 身加 装了4个支撑臂 ， 以保持工作时整体的平稳性。 2 ． 2 液压 系统 液压 系统 是 该 机 的核 心 部 分 ， 由 油 箱 、 电 动 马 达 、 六联阀组等部分组成。防爆 电机提供动力带动 油泵 ， 油泵 带 动马达 ， 为 油缸 提供 动力 。整 个 系统有 7个 油缸 ， 其 中大 臂有 3个 油缸 抓斗 、 2个 油 缸 ， 大臂 的旋转 依 靠 2个 油 缸 实 现 1 8 O 。 的转 动 ， 大 臂 抬 臂 、 落臂依靠大臂身上的油缸实现。抓斗的开合也是利 用 油缸 来实 现 的 。 下转 第 4 2页 2 5 2 0 1 1 年第 2 期 中州煤炭 总第 1 8 2 期 价 值公式 F P F ／ P， i ， n ， 方案 1提 前 1 a投 产 的收益 1 4 4 0 01 2 ％ 1 7 2 8万元 ， 折现 第 5年末 的 终值 为 F 1 7 2 8 F ／ P， 6 ． 1 2 ％ ， 1 1 8 3 4万元 。 4 差额 的计算 。为 方便 比较 ， 取统 一 参 照 物 ， 第 4年管理 费用 3 6 0万元 折 现第 5年末 终 值 为 3 8 2 万元 。由式 2 得 知 ， 差额 缩短 工 期所 需增 加 费 用 的额 一 建 设 期 利 息 的减 少 额 一 可 变 费 用 节 约 额 提前出煤效益 ， 经计算差额为 一 6 7 1 3万元 。 3 结 语 方案 1比方案 2在第 5年末 可以多 创造经 济效 益 6 7 1 3万元 ， 说 明方案 1比方案 2经 济合理 。 滦 西矿 井 开 拓 方 案 对 比是 建 立 在 自开工 建设 2 4 a 内 ， 假设 国家 5～ 8 a贷款利 率稳 定在 6 ． 1 2 ％ 不 变和 基价投 资稳定 不 变 ， 并 考虑 企 业 自筹 资 本 金 的 货币 时问价值 最低 收益 率维 持 在 6 ． 1 2 ％ ， 如 果 企业 一一 - 一”卜 ～ 卜 ” - 4 ． - - 卜 一十一 r” 卜 一 -“ 卜 - - - 上接 第 2 5页 2 ． 3抓 臂 用发 行债券 的方式 募集 资金 ， 利 率仅 为 4 ％ ， 差 额计 算值会小一些。方案对 比是建立在方案 1和方案 2 当年投 产 、 当年达 产 且净 现 金 收入 维 持不 变 基 础上 的结论 。如 果产量 和销售 价 格 发 生 变化 ， 差 额 值 随 之变 化 。 参考 文献 [ 1 ] 翟茂兵 ． 多风井联合 通风的矿井 反风方案及实施 [ J ] ． 煤 矿开 采 ， 2 0 0 4 1 1 2 1 4 ． [ 2 ] 车永才． 矿 井开 拓延伸方 案最 优化研 究 [ J ] ． 煤炭 学报 ， 2 0 0 4 4 8- 9 ． [ 3 ] 赵月罗． 煤 炭矿井 项 目投 资风 险分析 [ J ] ． 技 术与 经济 ， 2 0 0 3 2 2 6 3 0． [ 4 ] 张成祥． 地 下矿 山斜 井与 竖井 开拓 及提 升方 式 的分 析 比较 [ J ] ． 采矿技术 ， 2 0 0 9 3 1 5 1 7 ． 责任 编辑 秦 爱新 --一 “” ” - 一一“ 抓 臂分 大 臂 和 小 臂 ， 大 臂 依 靠 支 撑 油 缸 支 撑 。 大臂支撑抓斗全高 2 ． 5 0 m， 其 中大臂长 1 ． 6 1 m， 小 臂长 8 9 0 mm。受井下 巷道 的限制 ， 抓斗 最大工 作 高 度控 制在 2 ． 2 I 1 3 。 回转 半径 为 1 ． 2～ 1 ． 8 m。大臂材 料采用 型钢 ， 2个 油缸 固定在 大臂 上 由销轴 连接 ， 可 以 自由转动 。 2 ． 4 抓斗 抓斗由油缸、 2片抓 叶组成 ， 铸钢材料 ， 抓 斗宽 4 5 0 l n ff l ， 张开 最 大 尺寸 7 4 0 r n m， 可卸 动 1 t 矿 车 内 密度 为 1 ． 6 t ／ m 的喷浆料 。抓斗 的 外形 为 弧形 ， 与 矿车 内的弧度 很接 近 ， 对 清理喷浆 料十 分有利 。 2 ． 5 卸 料抓 斗的平衡 装置 抓 斗容积 0 ． 1 m ， 机 身 质量 约 2 t ， 抓 斗 工 作 时 的平衡 问题 十分关 键 ， 因 而在 平 板 车 的 四周设 计安 装 了支撑臂 ， 4个 支撑臂 正常 状态 收 在 机身 内 ， 工作 时伸 出来 ， 不 工作 时 收在 机 体 的 内部 ； 到 工作 地 点 ， 平板 车可 以在 轨道 上 ， 也 可 以下 到轨道 以下 工作 ， 把 4个支 撑臂 伸 开 。支 撑 臂伸 开 时 ， 间距 1 ． 6 m 1 ． 5 m， 支撑臂 的端部 有 4个 调节 螺 栓顶 在 巷道 的底 板 ， 整个 机身运转 灵活 ， 可根 据巷道 的实 际情况 调节 ， 以 保持整个机体的稳定 ， 工作完毕 ， 支撑臂收回。 3 性 能特 点 1 易 于控 制 。可 实现 1 8 0 。 转 动 ， 能较 方 便 地 ． 42 ． 卜 ” ’一 ” 卜“ 卜 - 一 ” 卜一 ． _ 实现抓料 准确投 料 。 2 平 稳性好 。惯 性小 ， 便于实 现频繁 启动 。 3 工作效率高。抓斗抓合速度 2 r n ／ ra i n ， 是 人工卸料 速度 的 5倍 。 4 操 作方便 。一 般卸料 仅需 3人 1 人操 作抓 斗 、 1人操作 喷浆机 、 1 人 清理 矿车 。 5 移 动方 便 。整机质量 2 t ， 设置在 平板 车上 ， 可 以在轨 道上行 走 ， 到工作 地点 可以在轨 道上 工作 ， 也可 以下 到轨 道 以下 工作 。 6 液 压站 体 积 小 。 液 压 站 布 置 在 平 板 车 上 ， 操 作人员 站在平 板 车 的旁 边 ， 利 用操 作 阀 即可进 行 操 作 。 7 维 护量小 ， 定 期对 液压 站 的阀体 进 行清 洗 ， 即可大 大减少维 修 时间和 费用 。 4应 用 效 果 喷浆 机 自动 卸料抓 斗研 制成功 后 ， 即投入使 用 。 使 用该装 置有效 降 低 了喷 浆 班 工人 的 劳 动强 度 ， 提 高 了工作 效率 ， 卸料 人员 由原来 的 6人减 少为 3人 。 使用喷浆机 自动卸料抓斗有效解决 了喷浆、 卸料 的 难题 ， 使喷浆班施工工序实现快速机械化施工， 提高 了施工效率 ， 对平斜巷快速施工提供了保证 ， 具有较 好 的推广 价值 。但 在使 用 中应 注意 ， 由于 喷 浆料 的 介 质较细 ， 容易堵 塞液 压站 的阀体 ， 影响机 体 的正常 施 工 ， 应 经常打 扫 ， 防止堵塞 阀体影 响工作 。 责任编 辑 刘欢欢