一種多功能刮板輸送機機頭架及其控制方法與流程
2024-03-24 14:59:05
本發明涉及一種多功能刮板輸送機機頭架及其控制方法，屬於機械領域。
背景技術：
刮板輸送機是煤礦運輸中的重要組成部分，正向著大功率、大傾角、大運量、長距離以及高速方向發展，刮板輸送機能否正常運行直接決定著煤炭生產的經濟效益。刮板鏈是刮板輸送機的核心組成部分，刮板鏈的壽命決定著輸送機的壽命和運輸量。刮板輸送機在回採工作面上運行數據統計表明，約63%的故障發生在牽引機構上，41.5%的停機時間是由刮板鏈斷鏈造成的。造成刮板鏈斷鏈的主要因素與刮板輸送機工作環境以及預緊力大小有關；而且由於刮板輸送機的工作環境錯綜複雜，不同工況下採用同一預緊力和同一角度不利於實現最大經濟效益。
所以研究一種多功能刮板輸送機機頭架是很有必要的。
技術實現要素：
本發明旨在提供一種多功能刮板輸送機機頭架，既可以更好地與刮板輸送機實際工況相吻合，還可以預防刮板鏈斷鏈引起的飛鏈，造成事故；有效地提高了刮板輸送機鏈條的使用壽命，降低維修頻率，降低維護強度，並有效提高綜採工作面生產效率。
本發明提供了一種多功能刮板輸送機機頭架，包括機架、鏈輪、鏈輪軸、升降機構、制動機構和平移機構；
所述機架是承載各個部件的主體，包括兩根平行的長方體支撐杆、導軌、支撐臺，鏈輪軸固定在機架上方；鏈輪軸分別連接升降機構、制動機構和平移機構，鏈輪軸前端設有平移機構，鏈輪軸下方設有升降機構，鏈輪軸右側設有制動機構，制動機構設置在支撐臺上；
所述升降機構包括升降四連杆、雙活塞式液壓缸、軸承，升降四連杆機構設置在導軌上，可以平行移動，雙活塞式液壓缸設置在升降四連杆中間，通過活塞杆移動，改變四連杆機構的高低，同時改變四連杆機構頂端的軸承，從而實現鏈輪軸的升降；所述軸承起四連杆機構與鏈輪軸連接的作用；
所述制動機構包括制動四連杆機構、楔形抱閘、制動液壓缸、制動驅動連杆和轉矩傳感器，制動液壓缸固定在支撐臺上方，制動四連杆與鏈輪軸連接，楔形抱閘固定在制動四連杆機構上，制動驅動連杆將制動四連杆機構與制動液壓缸的活塞杆連接，活塞杆上下移動，通過制動驅動連杆調節四連杆機構，從而調節楔形抱閘的位置，實現楔形抱閘與鏈輪軸的抱死和分離；所述轉矩傳感器設置在鏈輪軸上，傳遞鏈輪軸轉矩的大小；
所述平移機構包括平移連杆、平移液壓缸、支撐液壓缸，平移連杆連接一組平行的連接軸，使兩個連接軸的相對位置固定，平移液壓缸固定在機架上，起驅動作用，通過改變平移液壓缸的位置來改變平移連杆的水平位置，從而實現刮板鏈預緊力的調節；支撐液壓缸平行設有兩個，設置在導向輪和鏈輪軸之間，兩個支撐液壓缸設置在導軌上方起支撐作用，支撐液壓缸的支撐活塞杆連接鏈輪軸。
上述裝置中，所述升降機構設有兩個四連杆機構，四連杆機構上端通過軸承與鏈輪軸鉸接，下端連接導向輪，中間設有雙活塞式液壓缸。
上述裝置中，所述升降機構使支撐液壓缸軸線與水平面變化角度範圍為0°~45°，最大角度為四連杆結構可收縮的極限位置。
上述裝置中，所述制動機構依據鏈輪軸上轉矩傳感器輸出數據的變化而採取動作，如發現力突然變大，啟動制動液壓缸，調節制動四連杆，使楔形抱閘抱死鏈輪軸，使鏈輪停止轉動。
上述裝置中，所述楔形抱閘由兩塊楔形狀的剎車片組成。
上述裝置中，所述平移機構中，兩個平行排列的支撐液壓缸為傾斜設置，平移液壓缸為水平設置；平移移動過程中，導向輪最大水平位移不大於導軌的長度。
本發明提供了上述多功能刮板輸送機機頭架的控制方法，包括以下步驟：
（1）根據刮板輸送機的工作環境，調節升降液壓缸，從而改變鏈輪軸的高度，使刮板輸送機工作傾角儘可能減小；
（2）刮板輸送機工作時，鏈條發生彈性形變，鏈條處於鬆弛狀態，平移機構可以根據實際工況調節平移液壓缸，通過導向輪的平移從而調節刮板鏈鬆緊，使刮板鏈的張緊力處於正常工作範圍；
（3）刮板輸送機工作時，依據鏈輪軸上轉矩傳感器輸出的數據，如發現轉矩突然變大，啟動制動液壓缸，調節制動四連杆，使楔形抱閘抱死鏈輪軸，使鏈輪停止轉動，防止發生斷鏈，造成事故。
與現有技術相比，本發明採用三個四連杆機構、五個單活塞式液壓缸、兩個雙活塞式液壓缸、楔形抱閘相結合的方式，當刮板輸送機安裝時，可根據工作環境調節刮板輸送機的傾斜角度；當刮板輸送機總體安裝好後，通過平移液壓缸給刮板鏈設置預緊力，並可以在刮板輸送機工作時，根據平移液壓缸所受力的大小調節刮板鏈的張緊或鬆弛，進而實現鏈條張力的調整，使刮板鏈於最佳張緊狀態下工作；當刮板鏈發生卡鏈時，根據鏈輪軸上轉矩傳感器輸出數據，啟動制動液壓缸，通過制動液壓缸的制動活塞杆的移動帶動制動四連杆，從而帶動楔形抱閘抱死鏈輪軸，防止因卡鏈引起斷鏈造成事故，減小經濟損失；另外該裝置具有結構簡單、安裝方便、多種功能一體化等優點。
本發明的有益效果：
（1）通過升降機構可以精確的調節刮板輸送機安裝角度；
（2）通過平移機構可以精確的控制刮板鏈的張緊力；
（3）當發生卡鏈時，通過制動機構可以抱死鏈輪軸，預防因卡鏈產生斷鏈從而造成事故；
（4）抱閘的剎車片採用楔形狀，當需要制動時，鏈輪軸與剎車片產生過盈配合，抱死效果更佳；
（5）該機頭架集升降機構、平移機構、制動機構於一體，既可以滿足刮板輸送機安裝時的工作環境，還可以使刮板輸送機安全高效的工作，使經濟效益最大化，並預防了因卡鏈造成飛鏈而發生的事故。
附圖說明
圖1為本發明裝置的立體圖。
圖2為本發明裝置的主視圖。
圖3為圖2的右視圖。
圖4為圖3中沿a-a線的剖視圖。
圖中：1、制動四連杆；2、楔形抱閘；3、鏈輪；4、鏈輪軸；5、雙活塞式液壓缸；6、升降四連杆；7、導向輪；8、第一連接軸；9、導軌；10、第二連接軸；11、長方體支撐杆12、支撐臺；13、平移液壓缸；14、平移連杆；15、支撐液壓缸；16、制動液壓缸；17、制動活塞杆；18、支撐活塞杆；19、制動驅動連杆；20、軸承；21、連接銷。
具體實施方式
下面通過實施例來進一步說明本發明，但不局限於以下實施例。
實施例：
如圖1~4所示，一種多功能刮板輸送機機頭架，包括機架、鏈輪3、鏈輪軸4、升降機構、制動機構和平移機構；
所述機架是承載各個部件的主體，包括兩根平行的長方體支撐杆11、導軌9、支撐臺12，鏈輪軸4固定在機架上方；鏈輪軸4分別連接升降機構、制動機構和平移機構，鏈輪軸前端設有平移機構，鏈輪軸下方設有升降機構，鏈輪軸右側設有制動機構，制動機構設置在支撐臺上；
所述升降機構包括升降四連杆6、雙活塞式液壓缸5、軸承20，升降四連杆機構設置在導軌9上，可以平行移動，雙活塞式液壓缸5設置在升降四連杆6中間，通過活塞杆移動，改變四連杆機構的高低，同時改變四連杆機構頂端的軸承，從而實現鏈輪軸的升降；所述軸承起四連杆機構與鏈輪軸連接的作用；
所述制動機構包括制動四連杆1、楔形抱閘2、制動液壓缸16、制動驅動連杆19和轉矩傳感器，制動液壓缸16固定在支撐臺12上方，制動四連杆1與鏈輪軸4連接，楔形抱閘2固定在制動四連杆機構上，制動驅動連杆19將制動四連杆機構與制動液壓缸的活塞杆連接，制動活塞杆17上下移動，通過制動驅動連杆19調節四連杆機構，從而調節楔形抱閘2的位置，實現楔形抱閘2與鏈輪軸3的抱死和分離；所述轉矩傳感器設置在鏈輪軸3上，傳遞鏈輪軸轉矩的大小。
所述平移機構包括平移連杆14、平移液壓缸13、支撐液壓缸15，平移連杆14連接一組平行的連接軸：第一連接軸8和第二連接軸10，使兩個連接軸的相對位置固定，平移液壓缸13固定在機架上，起驅動作用，通過改變平移液壓缸13的位置來改變平移連杆14的水平位置，從而實現刮板鏈預緊力的調節；支撐液壓缸15平行設有兩個，設置在導向輪7和鏈輪軸4之間，兩個支撐液壓缸15設置在導軌9上方起支撐作用，支撐液壓缸15的支撐活塞杆18連接鏈輪軸。
上述裝置中，所述升降機構包括兩個升降四連杆6，升降四連杆6上端通過軸承與鏈輪軸鉸接，下端連接導向輪7，中間設有雙活塞式液壓缸5。
上述裝置中，所述升降機構使支撐液壓缸軸線與水平面變化角度範圍為0°~45°，最大角度為四連杆結構可收縮的極限位置。
上述裝置中，所述制動機構依據鏈輪軸上轉矩傳感器輸出數據的變化而採取動作，如發現轉矩突然變大，啟動制動液壓缸，調節制動四連杆，使楔形抱閘抱死鏈輪軸，使鏈輪停止轉動。
上述裝置中，所述楔形抱閘2由兩塊楔形狀的剎車片組成。
上述裝置中，所述平移機構中，兩個平行排列的支撐液壓缸18為傾斜設置，平移液壓缸13為水平設置；平移移動過程中，導向輪7最大水平位移不大於導軌9的長度。
本發明提供了上述多功能刮板輸送機機頭架的控制方法，包括以下步驟：
（1）根據刮板輸送機的工作環境，調節升降液壓缸，從而改變鏈輪軸的高度，使刮板輸送機工作傾角儘可能減小；
（2）刮板輸送機工作時，鏈條發生彈性形變，鏈條處於鬆弛狀態，平移機構可以根據實際工況調節平移液壓缸，通過導向輪的平移從而調節刮板鏈鬆緊，使刮板鏈的張緊力處於正常工作範圍；
（3）刮板輸送機工作時，依據鏈輪軸上轉矩傳感器輸出的數據，如發現轉矩突然變大，啟動制動液壓缸，調節制動四連杆，使楔形抱閘抱死鏈輪軸，使鏈輪停止轉動，防止發生斷鏈，造成事故。
使用中，在安裝刮板輸送機時，可根據工作環境調節升降四連杆6，進而調節刮板輸送機的傾斜角度；當刮板輸送機總體安裝好後，通過平移液壓缸13給刮板鏈設置預緊力，並可以在刮板輸送機工作時，根據平移液壓缸13所受力的大小調節刮板鏈的張緊或鬆弛，進而實現鏈條張力的調整，使刮板鏈處於最佳張緊狀態下工作；當刮板鏈發生卡鏈時，根據鏈輪上轉矩傳感器輸出數據，啟動制動液壓缸16，通過制動液壓缸16的制動活塞杆17的移動帶動制動四連杆1，從而帶動楔形抱閘2抱死鏈輪軸4，防止因卡鏈引起斷鏈造成事故，減小經濟損失；另外該裝置具有結構簡單，安裝方便，多種功能一體化的優點。