风动螺杆矿车清理装置的设计

马红雷

（河北天择重型机械有限公司，河北 邯郸 056200）

0 引言

矿车结底是矿井运输中普遍存在的问题，可使矿车容积减小，运输效率降低，而且结底物对车壁的化学腐蚀，加剧了矿车的损坏；同时清理结底矿车时存在人力消耗大，矿车不能及时周转等问题，严重影响了生产效率。因此清理矿车结底是保证矿井运输能力的重要环节。近年来，随着各种机械在矿井生产中的推广应用，使得矿车清理工作条件有所改善，但也存在因装置本身结构复杂而故障率高等问题，使其难以得到普及。

1 矿车粘附机理及清理方法

造成矿车粘附的主要原因为：1）较软的煤，粉煤率较高，遇水呈胶体状；2）肥煤、焦煤胶质层较厚，遇水易粘结；3）矿井掘进矸石，含粉末较多；4）从井底水沟及水仓清理出的脏杂煤，粉煤含量高，煤水混杂易粘结。

目前应用于矿车粘结物清理的方法可概括为两类：1）根据矿车粘结物的性质，应用相应的车底预处理技术，从防止粘结方面做工作；2）应用外部力量破坏粘结物达到清理车底的目的。这些方法目前主要有机械清理法、高压水冲洗法、振动法、喷涂法等。机械清理存在着清理效果不理想，易损坏矿车底板等问题。高压水冲洗法清理效果虽好于机械清理法，但存在耗能大、污水对环境污染等问题。喷涂法清理效果均要好于前两者，但存在技术要求高、寿命短等不足。

2 结构设计及工作原理

2.1 风动螺杆矿车清理装置的结构

该风动矿车清理装置由油缸、提升臂、折叠臂、气动马达、螺旋刀具组成，图1为风动矿车清理装置结构图。在井下安装于翻矿笼后部，在后一节矿车进入翻矿笼卸煤时，前一节矿车已在翻矿笼后部停留，此时操作者如果发现矿车底部粘结物需要处理，则启动此装置对矿车粘结物进行疏松，如不需要清理可直接放行。该装置在不用时由操作者启动相应阀组使得整体折叠至矿洞上部，不占用额外的空间。该装置在生产使用中由于结构简单、维护方便，得到了较好的使用效果。

2.2 风动螺杆矿车清理装置的工作原理

图1 风动矿车清理装置结构图

该系统采用液压传动方式分别对2个提升臂和疏松机构进行控制。图2为液压原理图。机座上安装的提升油缸产生的力带动整个装置上下运动；折叠油缸产生的力能够使折叠臂相对于提升臂做回转运动；调整油缸控制整个疏松机构，保证螺旋刀具的运动方向；气动马达给螺旋刀具提供足够的旋转力矩。螺旋刀具在油缸、气动马达共同作用下实现刀具上下、旋转等疏松动作。经过试验，系统具有足够的清理粘结物的能力。

图2 液压原理图

2.3 风动螺杆矿车清理装置的部件相关参数（表 1）

表1 风动矿车清理装置部件及参数

3 结语

风动矿车清理装置制造成本低、安装简单，整体刚性好；清车速度快，效率高；不需要专门设置清车场所；有效率可达95%以上。可广泛应用于煤炭、冶金、建材等行业矿车的清理。

［1］ 孙恒,陈作模.机械原理［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［2］ 张平格.液压传动与控制［M］.北京：冶金工业出版社，2004.

［3］ 谢晨.矿车结底清理方法的探讨［J］.山东煤炭科技，2009（5）：159-160.