一种多功能刮板输送机机头架及其控制方法与流程

本发明涉及一种多功能刮板输送机机头架及其控制方法，属于机械领域。

背景技术：

刮板输送机是煤矿运输中的重要组成部分，正向着大功率、大倾角、大运量、长距离以及高速方向发展，刮板输送机能否正常运行直接决定着煤炭生产的经济效益。刮板链是刮板输送机的核心组成部分，刮板链的寿命决定着输送机的寿命和运输量。刮板输送机在回采工作面上运行数据统计表明，约63%的故障发生在牵引机构上，41.5%的停机时间是由刮板链断链造成的。造成刮板链断链的主要因素与刮板输送机工作环境以及预紧力大小有关；而且由于刮板输送机的工作环境错综复杂，不同工况下采用同一预紧力和同一角度不利于实现最大经济效益。

所以研究一种多功能刮板输送机机头架是很有必要的。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种多功能刮板输送机机头架，既可以更好地与刮板输送机实际工况相吻合，还可以预防刮板链断链引起的飞链，造成事故；有效地提高了刮板输送机链条的使用寿命，降低维修频率，降低维护强度，并有效提高综采工作面生产效率。

本发明提供了一种多功能刮板输送机机头架，包括机架、链轮、链轮轴、升降机构、制动机构和平移机构；

所述机架是承载各个部件的主体，包括两根平行的长方体支撑杆、导轨、支撑台，链轮轴固定在机架上方；链轮轴分别连接升降机构、制动机构和平移机构，链轮轴前端设有平移机构，链轮轴下方设有升降机构，链轮轴右侧设有制动机构，制动机构设置在支撑台上；

所述升降机构包括升降四连杆、双活塞式液压缸、轴承，升降四连杆机构设置在导轨上，可以平行移动，双活塞式液压缸设置在升降四连杆中间，通过活塞杆移动，改变四连杆机构的高低，同时改变四连杆机构顶端的轴承，从而实现链轮轴的升降；所述轴承起四连杆机构与链轮轴连接的作用；

所述制动机构包括制动四连杆机构、楔形抱闸、制动液压缸、制动驱动连杆和转矩传感器，制动液压缸固定在支撑台上方，制动四连杆与链轮轴连接，楔形抱闸固定在制动四连杆机构上，制动驱动连杆将制动四连杆机构与制动液压缸的活塞杆连接，活塞杆上下移动，通过制动驱动连杆调节四连杆机构，从而调节楔形抱闸的位置，实现楔形抱闸与链轮轴的抱死和分离；所述转矩传感器设置在链轮轴上，传递链轮轴转矩的大小；

所述平移机构包括平移连杆、平移液压缸、支撑液压缸，平移连杆连接一组平行的连接轴，使两个连接轴的相对位置固定，平移液压缸固定在机架上，起驱动作用，通过改变平移液压缸的位置来改变平移连杆的水平位置，从而实现刮板链预紧力的调节；支撑液压缸平行设有两个，设置在导向轮和链轮轴之间，两个支撑液压缸设置在导轨上方起支撑作用，支撑液压缸的支撑活塞杆连接链轮轴。

上述装置中，所述升降机构设有两个四连杆机构，四连杆机构上端通过轴承与链轮轴铰接，下端连接导向轮，中间设有双活塞式液压缸。

上述装置中，所述升降机构使支撑液压缸轴线与水平面变化角度范围为0°~45°，最大角度为四连杆结构可收缩的极限位置。

上述装置中，所述制动机构依据链轮轴上转矩传感器输出数据的变化而采取动作，如发现力突然变大，启动制动液压缸，调节制动四连杆，使楔形抱闸抱死链轮轴，使链轮停止转动。

上述装置中，所述楔形抱闸由两块楔形状的刹车片组成。

上述装置中，所述平移机构中，两个平行排列的支撑液压缸为倾斜设置，平移液压缸为水平设置；平移移动过程中，导向轮最大水平位移不大于导轨的长度。

本发明提供了上述多功能刮板输送机机头架的控制方法，包括以下步骤：

（1）根据刮板输送机的工作环境，调节升降液压缸，从而改变链轮轴的高度，使刮板输送机工作倾角尽可能减小；

（2）刮板输送机工作时，链条发生弹性形变，链条处于松弛状态，平移机构可以根据实际工况调节平移液压缸，通过导向轮的平移从而调节刮板链松紧，使刮板链的张紧力处于正常工作范围；

（3）刮板输送机工作时，依据链轮轴上转矩传感器输出的数据，如发现转矩突然变大，启动制动液压缸，调节制动四连杆，使楔形抱闸抱死链轮轴，使链轮停止转动，防止发生断链，造成事故。

与现有技术相比，本发明采用三个四连杆机构、五个单活塞式液压缸、两个双活塞式液压缸、楔形抱闸相结合的方式，当刮板输送机安装时，可根据工作环境调节刮板输送机的倾斜角度；当刮板输送机总体安装好后，通过平移液压缸给刮板链设置预紧力，并可以在刮板输送机工作时，根据平移液压缸所受力的大小调节刮板链的张紧或松弛，进而实现链条张力的调整，使刮板链于最佳张紧状态下工作；当刮板链发生卡链时，根据链轮轴上转矩传感器输出数据，启动制动液压缸，通过制动液压缸的制动活塞杆的移动带动制动四连杆，从而带动楔形抱闸抱死链轮轴，防止因卡链引起断链造成事故，减小经济损失；另外该装置具有结构简单、安装方便、多种功能一体化等优点。

本发明的有益效果：

（1）通过升降机构可以精确的调节刮板输送机安装角度；

（2）通过平移机构可以精确的控制刮板链的张紧力；

（3）当发生卡链时，通过制动机构可以抱死链轮轴，预防因卡链产生断链从而造成事故；

（4）抱闸的刹车片采用楔形状，当需要制动时，链轮轴与刹车片产生过盈配合，抱死效果更佳；

（5）该机头架集升降机构、平移机构、制动机构于一体，既可以满足刮板输送机安装时的工作环境，还可以使刮板输送机安全高效的工作，使经济效益最大化，并预防了因卡链造成飞链而发生的事故。

附图说明

图1为本发明装置的立体图。

图2为本发明装置的主视图。

图3为图2的右视图。

图4为图3中沿a-a线的剖视图。

图中：1、制动四连杆；2、楔形抱闸；3、链轮；4、链轮轴；5、双活塞式液压缸；6、升降四连杆；7、导向轮；8、第一连接轴；9、导轨；10、第二连接轴；11、长方体支撑杆12、支撑台；13、平移液压缸；14、平移连杆；15、支撑液压缸；16、制动液压缸；17、制动活塞杆；18、支撑活塞杆；19、制动驱动连杆；20、轴承；21、连接销。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例：

如图1~4所示，一种多功能刮板输送机机头架，包括机架、链轮3、链轮轴4、升降机构、制动机构和平移机构；

所述机架是承载各个部件的主体，包括两根平行的长方体支撑杆11、导轨9、支撑台12，链轮轴4固定在机架上方；链轮轴4分别连接升降机构、制动机构和平移机构，链轮轴前端设有平移机构，链轮轴下方设有升降机构，链轮轴右侧设有制动机构，制动机构设置在支撑台上；

所述升降机构包括升降四连杆6、双活塞式液压缸5、轴承20，升降四连杆机构设置在导轨9上，可以平行移动，双活塞式液压缸5设置在升降四连杆6中间，通过活塞杆移动，改变四连杆机构的高低，同时改变四连杆机构顶端的轴承，从而实现链轮轴的升降；所述轴承起四连杆机构与链轮轴连接的作用；

所述制动机构包括制动四连杆1、楔形抱闸2、制动液压缸16、制动驱动连杆19和转矩传感器，制动液压缸16固定在支撑台12上方，制动四连杆1与链轮轴4连接，楔形抱闸2固定在制动四连杆机构上，制动驱动连杆19将制动四连杆机构与制动液压缸的活塞杆连接，制动活塞杆17上下移动，通过制动驱动连杆19调节四连杆机构，从而调节楔形抱闸2的位置，实现楔形抱闸2与链轮轴3的抱死和分离；所述转矩传感器设置在链轮轴3上，传递链轮轴转矩的大小。

所述平移机构包括平移连杆14、平移液压缸13、支撑液压缸15，平移连杆14连接一组平行的连接轴：第一连接轴8和第二连接轴10，使两个连接轴的相对位置固定，平移液压缸13固定在机架上，起驱动作用，通过改变平移液压缸13的位置来改变平移连杆14的水平位置，从而实现刮板链预紧力的调节；支撑液压缸15平行设有两个，设置在导向轮7和链轮轴4之间，两个支撑液压缸15设置在导轨9上方起支撑作用，支撑液压缸15的支撑活塞杆18连接链轮轴。

上述装置中，所述升降机构包括两个升降四连杆6，升降四连杆6上端通过轴承与链轮轴铰接，下端连接导向轮7，中间设有双活塞式液压缸5。

上述装置中，所述升降机构使支撑液压缸轴线与水平面变化角度范围为0°~45°，最大角度为四连杆结构可收缩的极限位置。

上述装置中，所述制动机构依据链轮轴上转矩传感器输出数据的变化而采取动作，如发现转矩突然变大，启动制动液压缸，调节制动四连杆，使楔形抱闸抱死链轮轴，使链轮停止转动。

上述装置中，所述楔形抱闸2由两块楔形状的刹车片组成。

上述装置中，所述平移机构中，两个平行排列的支撑液压缸18为倾斜设置，平移液压缸13为水平设置；平移移动过程中，导向轮7最大水平位移不大于导轨9的长度。

本发明提供了上述多功能刮板输送机机头架的控制方法，包括以下步骤：

（1）根据刮板输送机的工作环境，调节升降液压缸，从而改变链轮轴的高度，使刮板输送机工作倾角尽可能减小；

（2）刮板输送机工作时，链条发生弹性形变，链条处于松弛状态，平移机构可以根据实际工况调节平移液压缸，通过导向轮的平移从而调节刮板链松紧，使刮板链的张紧力处于正常工作范围；

（3）刮板输送机工作时，依据链轮轴上转矩传感器输出的数据，如发现转矩突然变大，启动制动液压缸，调节制动四连杆，使楔形抱闸抱死链轮轴，使链轮停止转动，防止发生断链，造成事故。

使用中，在安装刮板输送机时，可根据工作环境调节升降四连杆6，进而调节刮板输送机的倾斜角度；当刮板输送机总体安装好后，通过平移液压缸13给刮板链设置预紧力，并可以在刮板输送机工作时，根据平移液压缸13所受力的大小调节刮板链的张紧或松弛，进而实现链条张力的调整，使刮板链处于最佳张紧状态下工作；当刮板链发生卡链时，根据链轮上转矩传感器输出数据，启动制动液压缸16，通过制动液压缸16的制动活塞杆17的移动带动制动四连杆1，从而带动楔形抱闸2抱死链轮轴4，防止因卡链引起断链造成事故，减小经济损失；另外该装置具有结构简单，安装方便，多种功能一体化的优点。