專利名稱:礦車清理機械手的制作方法
本實用新型屬于運輸卸載裝置(TPC的B65G)適用于用翻籠倒礦的廠礦，特別適用于煤礦礦車翻籠倒煤時粘附煤泥的清除。
中小型礦井多用一噸U型固定礦車提升、運輸?shù)V物，礦物運出礦井后，常用翻籠將礦車翻轉(zhuǎn)倒礦。由于礦物(特別是煤)有一定的濕度，礦物粘在礦車底部倒不凈是一個普遍存在的難題。以前曾有下列幾種方法清理粘底的礦車。(2)抓斗式此法是將粘有礦物的礦車停在一臺抓斗式清掃機的下邊，用抓斗抓出粘結(jié)在礦車底部的礦層，然后送入另一個空礦車，待回收的礦物裝滿礦車后，再推入翻籠中倒掉，銅川礦務(wù)局研制的YQ－1型液壓礦車清掃機，貴州盤江礦務(wù)局科技處研制的一噸礦車清掃機即屬此類。此法在倒礦流程中增加了一個工序和一套系統(tǒng)設(shè)備，且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高；(2)電滲法此法是在礦車中加水通電來清除粘附的礦層。需要增加一套礦物清理設(shè)備和廢水處理設(shè)備，耗電能大，回收的礦物質(zhì)量受到影響；(3)振動法在翻籠上吊一臺振動設(shè)備，當翻籠轉(zhuǎn)180°時，礦車底朝天，這時振動部件下降與礦車底接觸。使粘附的礦層振松脫落，此法影響礦車壽命；(4)人工清理。上述各種方法的共同弱點是增加了一套以上設(shè)備和增加了清理環(huán)節(jié)。
據(jù)上述問題和采礦中礦物的輸送工藝，即輸送礦物的膠帶16是設(shè)在翻籠1的下面(見附圖2)，因此最理想的清理方法是在礦車9通過翻籠倒礦的同時，能將粘結(jié)的礦層清理掉。礦車清理機械手設(shè)計的基本指導思想是在翻籠1倒礦的過程中，有一個機械手伸進礦車將礦車底部的礦層耙松而自行掉落在輸送帶16上送走。
礦車清理機械手的基本工作原理是借助翻籠1(見附圖1、附圖2)轉(zhuǎn)動的動力，帶動一多桿機構(gòu)6沿著預(yù)定的軌道使機械手的手指4沿礦車9的U形底部耙松粘結(jié)的礦層，靠自重而自行掉落。
礦車清理機械手的基本組成礦車清理機械手是由安裝在翻籠1上的，具有兩個自由度，且安裝有滾輪的多桿機構(gòu)6，兩個相對地面固定的環(huán)狀平面凸輪(即定位凸輪8和耙齒凸輪19)固定有手指4的橫梁3等三大部分組成。多桿機構(gòu)6鉸接在翻籠1的固定支承5上，為了受力均衡，上述的同樣多桿機構(gòu)6和定位凸輪8，耙齒凸輪19安裝在翻籠1的左右兩端。定位凸輪8和耙齒凸輪19相互平行且與翻籠1的旋轉(zhuǎn)軸線垂直，其基園中心與翻籠1的回轉(zhuǎn)中心同中心地固定安裝。固定有手指4的橫梁3安裝在兩組多桿機構(gòu)連桿25左端之間。
多桿機構(gòu)(見附圖3、附圖4)由固定支架5，定位搖桿20，耙齒搖桿21，連桿25，隨動搖桿29，橫梁3等組成。定位搖桿20為T字形，它的下端和耙齒搖桿21的下端借銷軸23與固定支承5形成鉸接定位搖桿20的另兩端，一端借銷軸24和定位滾輪2連接，滾輪2可在銷軸24上轉(zhuǎn)動；另一端與隨動搖桿29的下端通過銷軸27鉸連。耙齒搖桿21的上端通過銷軸26把連桿25的右端，耙齒滾輪7三者鉸接且耙齒滾輪7可以在銷軸26上轉(zhuǎn)動。連桿25的左端和隨動搖桿29的上端用銷軸28鉸連。在兩組多桿機構(gòu)的連桿25的左端部之間固定有橫梁3，在橫梁3上均勻地裝有若干手指4，每個手指都為爪式、手指4借助伸縮彈簧30伸縮套34，伸縮軸31限位螺釘33組成彈性指與橫梁相固聯(lián)。當某一爪齒碰到已變形的礦車時，就能自動縮回而不影響其它爪齒的正常工作。手指4也可作成鋼性指。
據(jù)機構(gòu)分析，多桿機構(gòu)為五桿機構(gòu)，其活動構(gòu)件數(shù)為4，低副數(shù)為5。據(jù)平面機構(gòu)運動鏈自由度的計算公式F＝3n－2PL－PH因為n＝4 PL＝5 PH＝0代入前式F＝3×4－2×5＝2，所以該機構(gòu)的自由度數(shù)為2。為使此多桿機構(gòu)的機械手有完全確定的運動，該機構(gòu)必須有兩個原動件。在礦車清理機械手中，定位搖桿20耙齒搖桿21即為兩原動件，它們是通過翻籠的旋轉(zhuǎn)而得到動力。翻籠轉(zhuǎn)動時，定位滾輪2和耙齒滾輪7各沿著定位凸輪19的導槽和耙齒凸輪8的導槽移動，迫使多桿機構(gòu)端部的手指4沿著U型礦車9的內(nèi)壁運動，而翻籠轉(zhuǎn)動的動力是由主動輪17靠摩擦力帶動的。
連桿機構(gòu)的尺寸和凸輪輪廓曲線，因翻籠尺寸，礦車截面形狀和尺寸，連桿機構(gòu)在翻籠上安裝的位置而異，技術(shù)人員據(jù)實際的翻籠，礦車截面形狀和尺寸，連桿機構(gòu)在翻籠上可能安裝的部位就能設(shè)計連桿機構(gòu)各桿件尺寸和凸輪輪廓曲線?；疽笥?1)環(huán)狀凸輪要適應(yīng)翻籠的旋轉(zhuǎn)；(2)對礦車底部耙松的范圍應(yīng)盡可能地大；(3)連桿機構(gòu)不工作時的位置不得妨礙礦車進出翻籠。
本實施例據(jù)北京煤礦設(shè)計院的一噸單車不摘鉤標準翻籠的尺寸，在不改變該翻籠尺寸，不影響其工作的原則下，經(jīng)優(yōu)選設(shè)計機械手各部分尺寸如下連桿25長700mm，隨動搖桿29長275mm，耙齒搖桿21長400mm，定位T形搖桿銷軸27孔中心B到銷軸23孔中心A連線長700mm，銷軸23孔中心A到銷軸24孔中心C連線長400mm，且兩線之間的夾角為85°。手指端部到橫梁中心線的垂直距離為375mm且與連桿25中心線之間的夾角為155°。固定支承5中心到通過翻籠中心線的垂直距離為565mm，到翻籠非工作位置時礦車9上平面的垂直距離為159mm。
凸輪機構(gòu)由定位凸輪19，耙齒凸輪8定位搖桿20，定位滾輪2耙齒搖桿21、耙齒滾輪7等組成。在此機構(gòu)中，凸輪是固定的，定位搖桿20和耙齒搖桿21被凸輪的輪廓形狀推動作徑向運動，所以凸輪的輪廓形狀應(yīng)按定位搖桿20和耙齒搖桿21的運動規(guī)律來設(shè)計，運動規(guī)律曲線見附圖5，其中(a)為耙齒搖桿21的運動規(guī)律曲線(b)為定位搖桿20的運動規(guī)律曲線。橫座標軸代表凸輪的轉(zhuǎn)角，縱座標代表搖桿的徑向位移。耙齒凸輪8的基園半徑為1045mm，定位凸輪19的基園半徑為1070mm，定位滾輪2和耙齒滾輪7是為了改善機構(gòu)的摩擦狀況而設(shè)立的。根據(jù)凸輪轉(zhuǎn)角與滾輪中心徑向位移曲線即可求凸輪的理論輪廓曲線，再按包絡(luò)原則畫實際輪廓曲線。設(shè)計凸輪的實際結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮下述幾個問題(1)滿足導向與定位的要求，凸輪的導軌引導滾輪運動，同時限制滾輪的軸向位移(徑向位移由輪廓曲線保證)有助于控制多桿機構(gòu)的擺動；(2)有利于減少接觸應(yīng)力外凸曲面與內(nèi)凹曲面接觸，在相同條件下，接觸應(yīng)力最小；(3)從礦車中落下的礦物不易停留在凸輪的滑軌上，避免堵塞卡死現(xiàn)象，園弧形外凸滑軌是最有利的；(4)加工方便為確保直徑在2000mm以上凸輪輪廓形狀的精度。需要合理選擇加工方法。綜合考慮上述要求而設(shè)計的環(huán)狀平面凸輪的外導軌35內(nèi)導軌36(見附圖6)的截面為園形，滾輪2和滾輪7的截面為可分拆的凹狀腰鼓形。本實施例凸輪下部是通過剖分式支承軸套13(見附圖2)套在傳動軸11和傳動軸18上，這樣利于凸輪基園中心與翻籠回轉(zhuǎn)中心同心。凸輪的其它部分與門式框架10相固連。
礦車清理機械手的清理過程翻籠非工作狀態(tài)時多桿機構(gòu)處于礦車上方，翻籠沿箭頭方向(見附圖2)轉(zhuǎn)過45°時，礦物已從礦車中開始下流。這時機械手沿礦車壁伸進車內(nèi)處于流動礦層的上方(見附圖2(b))
機械手的運動不會受到礦車內(nèi)堆積礦物的阻礙；翻籠轉(zhuǎn)過180時，礦車完全倒置，這時機械手與礦車壁底部近乎垂直(見附圖2(c))；當翻籠轉(zhuǎn)到210°時，本實施例機械手到達了能耙松礦物層的極限位置(見附圖2(d))，該值位于礦車底部對稱園弧中心線左右各65°處，這時礦車底部粘結(jié)最為突出的區(qū)域基本能得到清理，清理下的礦物自行落在輸送皮帶16上帶走。翻籠繼續(xù)轉(zhuǎn)動余下的150°時，多桿機構(gòu)在凸輪作用下自動復(fù)位到附圖2(a)的狀況。
本實用新型的優(yōu)點在于(1)將倒礦與清理同步進行，節(jié)省了礦車的周轉(zhuǎn)時間，提高了礦車利用率；(2)由于清理機械手就裝在翻籠上，不需另外人員和動力節(jié)約了勞力和能源；(3)機械手的清理工作是在翻籠倒礦時自動進行的，不增加操作人員的負擔，翻籠操作人員會樂于使用；(4)本實用新型比人工清理以外的其它清理方法所需的設(shè)備投資費用都少；(5)本清理機械手是在現(xiàn)行標準翻籠上安裝使用，不改變翻籠結(jié)構(gòu)，有利推廣。
權(quán)利要求
1.一種礦車清理機械手，其特征是(1)有由可控制的定位搖桿，可控制的耙齒搖桿、連桿、隨動搖桿、橫梁所組成的具有兩個自由度的多桿機構(gòu)。兩搖桿鉸接在翻籠的固定支承上面。(2)兩個相互平行且與翻籠的旋轉(zhuǎn)軸線垂直，其基園中心與翻籠的回轉(zhuǎn)中心同心地相對于地面固定安裝的環(huán)狀平面凸輪(即定位凸輪、耙齒凸輪)；(3)兩組同樣的多桿機構(gòu)分別安裝在翻籠的兩端；兩組凸輪機構(gòu)相應(yīng)地固定在翻籠兩端的門式框架上。(4)上面固定有手指的橫梁固定在兩組多桿機構(gòu)連桿的左端。
2.按權(quán)利要求
1所述的礦車清理機械手，其特征在于其環(huán)狀平面凸輪機構(gòu)的下部是通過剖分式支承軸套套在傳動軸上，凸輪的其它部分與門式框架相固聯(lián)。
3.按權(quán)利要求
1所述的礦車清理機械手其特征在于其爪式手指是借助伸縮彈簧，伸縮套、伸縮軸，限位螺釘?shù)冉M成的彈性指且與橫梁相固聯(lián)。
4.按權(quán)利要求
1所述的礦車清理機械手其特征在于環(huán)狀平面凸輪的內(nèi)外導軌的截面為園形，在內(nèi)外導軌間移動的滾輪為可分式，剖面為凹狀腰鼓形。
專利摘要
適用于翻籠倒礦，特別是煤礦車翻籠倒煤時粘附煤泥的清除。組成有安裝在翻籠上的多桿機構(gòu)和兩個固定的環(huán)狀平面凸輪，上述機構(gòu)，在翻籠兩端各安一組，兩端多桿機構(gòu)的連桿間固有橫梁，上裝若干工作手指，翻籠轉(zhuǎn)動時，帶動多桿機構(gòu)上的兩個滾輪在凸輪導槽中移動，迫使機械手指沿著礦車內(nèi)壁運動。倒礦和清理同步進行。本機在標準翻籠上安裝，不改變其結(jié)構(gòu)，比人工外的多種清理方法所需設(shè)備投資都少，也不需另增操作人員。
文檔編號B65G67/34GK87206098SQ87206098
公開日1988年3月9日 申請日期1987年4月4日
發(fā)明者劉華燧, 朱治久, 熊健民, 陳正衡 申請人:湖北工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan