专利名称：用于箕斗定量装载的扇形闸门机械式开启并联机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开启并联机构，尤其是一种用于箕斗定量装载的扇形闸门机械式开启并联机构。
背景技术：
在煤矿生产的诸多环节中，矿井提升装载系统的安全、可靠运行，对矿井的安全高效生产十分重要。箕斗提升的定量装载方式可以总体分为定容装载和定重装载两种。定容装载中，通常采用老虎口式的一种机械装载闸门，该装置十分笨重，闸门的开启与关闭靠配重才能实现，容易出现溜煤不畅和滞煤现象。在装载完毕复位过程中经常与箕斗碰撞，造成的冲击力非常大，箕斗变形大，扇形闸门维护工作量大。同时机械限位不准确，容易出现不复位的现象，严重影响了提升安全和提升效率。 定重装载中，通常采用自动化控制的液压系统，但由于煤矿底部工况条件恶劣，矿井积水对液压系统的腐蚀十分严重，容易出现油液泄露，元件损坏，直至失效，故采用自动控制的液压系统可靠性不高，日常维护量大。同时，由于液压控制中存在时间滞后性、液压冲击、执行器爬行等特点，系统本身受到外界的影响较大，给液压系统的控制增加了很多困难。由此可知，目前各类装置在使用上都存在一定缺陷。为此，有必要设计一种新的机械结构的技术解决方案，用于箕斗装煤扇形闸门的有效开启和关闭。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术存在的问题，提供一种结构简单、工作性能优良、平稳开启、快速回落和易于维护的用于箕斗定量装载的扇形闸门机械式开启并联机构。为实现上述目的，本发明的扇形闸门机械式开启并联机构包括滑块、传递杆组、放大杆组、开启杆组、扇形闸门、支座组；所述支座组包括左支座、右支座、中间左支座和中间右支座；所述传递连杆组包括左传递连杆和右传递连杆；上述左传递连杆和右传递连杆分布在滑块的左、右两侧，两个传递连杆的一端分别铰连接在滑块上；所述放大杆组包括左放大连杆和右放大连杆；所述左放大连杆的一端铰连接在中间左支座上，左传递连杆的另一端也铰连接在中间左支座上；所述右放大连杆的一端铰连接在中间右支座上，右传递连杆的另一端也铰连接在中间右支座上；所述开启杆组包括左开启连杆和右开启连杆；所述左开启连杆的一端与左放大连杆的另一端铰连接；右开启连杆的一端与右放大连杆的另一端铰连接；所述扇形闸门包括弧面底板、左扇形侧板和右扇形侧板；所述左扇形侧板和右扇形侧板相互之间平行布置，所述两块扇形侧板的弧形边分别连接在弧面底板的凹面上；左开启连杆的另一端铰连接在左扇形侧板的弧形边上，右开启连杆的另一端铰连接在右扇形侧板的弧形边上；所述左支座布置在左扇形侧板的外侧面上，铰连接在左扇形侧板的近圆心处；所述右支座布置在右扇形侧板的外侧面上，铰连接在右扇形侧板的近圆心处。在本发明中，滑块、左传递连杆、左放大连杆、左开启连杆、扇形闸门和左支座构成一个平面六杆机构；滑块、右传递连杆、右放大连杆、右开启连杆、扇形闸门和右支座构成另一个平面六杆机构。滑块同时连接左、右两个平面六杆机构，起联动中介的作用，使得左、右两个平面六杆机构同时运动，具有较好的协同性。实际工作中，左放大连杆和右放大连杆分别铰连接在计量斗的上段。左支座和右支座分别固定连接在计量斗的下段。当空的提煤箕斗沿着立井轨道下降时，箕斗的边沿带动滑块沿轨道向下运动，滑块同时带动两侧连杆机构运动，通过放大杆组实现运动的放大，扩大行程，使得扇形闸门开启，装载设备中的煤顺利流入箕斗；装载完成后，提煤箕斗升起，脱离和滑块的接触，此时扇形闸门依靠重力作用，带动传递杆组和滑块复位，实现自动闭合。利用平面六杆机构的行程放大作用，在运动过程中，由于放大连杆固定铰接点，到放大连杆与传递连杆铰接中心点的距离，远小于放大连杆固定铰接点到放大连杆与开启连杆铰接中心点的距离，使得传递连杆的小位移，在放大连杆小角度转动的情况下，能够获得开启连杆的大位移传动。因为箕斗下降速度大、冲击大，作用到滑块上的惯性力很大，放大杆组的这种结构形式使得传递杆组作用到放大杆组上的力，在传递过程中由于力矩的平衡得到衰减；再经开启杆组的传递，使得打开扇形闸门的过程受力均匀、无冲击、平稳开启。同时，在扇形闸门闭合时，由于放大连杆固定铰接点，到放大连杆与开启连杆铰接中心点的距离，远大于放大连杆固定铰接点到放大连杆与传递连杆铰接中心点的距离，在力矩平衡的条件下，闸门的重力通过放大杆组的放大实现力的增益， 带动传递杆组和滑块运动迅速复位，实现扇形闸门的快速降落，准确复位。本发明具有如下优点
(I)克服了煤矿底部因为工况条件恶劣、淋水多、腐蚀性大等造成的自动控制的液压系统可靠性不高的问题。(2)实现开启过程中行程放大，力的衰减，无冲击振动的平稳开启；闭合过程实现力的增益，快速灵敏，准确复位。(3)将平面六杆机构组合使用，可以通过改变各构件的杆长比、相位角来使从动件得到多种的运动轨迹，用来满足其他类似工况的需要。作为本发明的改进，在所述左扇形侧板的弧形边上具有向外延伸形成的左连接凸 耳；在所述右扇形侧板的弧形边上具有向外延伸形成的右连接凸耳；上述左连接凸耳与左开启连杆的另一端铰连接；右连接凸耳与右开启连杆的另一端铰连接。连接凸耳的设置便于开启连杆与扇形闸门的连接。作为本发明的改进，本发明还包括滚轮组；上述滚轮组包括左滚轮和右滚轮；所述左滚轮和右滚轮分布在滑块内侧面的左、右两个部分上，与滑块之间通过销轴和轴承相互连接。滚轮组的可用于支撑滑块沿着立井轨道上、下移动。
图I是扇形闸门机械式开启并联机构的结构示意 图2是本发明实施例的主视 图3是传递连杆轴测投影 图4是放大连杆轴测投影 图5是开启连杆轴测投影图；图6是扇形闸门轴测投影 图7是右侧平面六杆机构运动简图。其中，I-滑块；2_传递杆组；2-1_左传递连杆；2-2_右传递连杆；3_放大杆组；3-1-左放大连杆；3-2_右放大连杆；4_开启杆组；4-1_左开启连杆；4-2_右开启连杆；5-扇形闸门；5-1-弧面底板；5-2_左扇形侧板；5-2-1_左连接凸耳；5-3_右扇形侧板；5-3-1-右连接凸耳；6_支座组；6-1_左支座；6-2_右支座；6-3-中间左支座；6_4_中间右支座；7_滚轮组；7_1_左滚轮；7_2_右滚轮；8_计量斗；8_1_箕斗左侧板；8_2_箕斗右侧板；9-溜槽。
具体实施例方式如图I所示，本实施方式中包括滑块1，传递杆组2、放大杆组3、开启杆组4、扇形闸门5、支座组6和滚轮组7。所述支座组6包括左支座6-1、右支座6-2、中间左支座6-3和中间右支座6-4。 所述传递杆组2包括左传递连杆2-1和右传递连杆2-2。上述左传递连杆2-1和右传递连杆2-2分布在滑块I的左、右两侧，两个传递连杆的一端分别铰连接在滑块I上。图3显示了传递连杆的一种结构。所述放大杆组3包括左放大连杆3-1和右放大连杆3-2。所述左放大连杆3-1的一端铰连接在中间左支座6-3上，左传递连杆2-1的另一端也铰连接在中间左支座6-3上；所述右放大连杆3-2的一端铰连接在中间右支座6-4上，右传递连杆2-2的另一端也铰连接在中间右支座6-4上。图4显示了放大连杆的一种结构。所述开启杆组4包括左开启连杆4-1和右开启连杆4-2。所述左开启连杆4-1的一端与左放大连杆3-1的另一端铰连接；右开启连杆4-2的一端与右放大连杆3-2的另一端铰连接。图5显示了开启连杆的一种结构。如图6所示，所述扇形闸门5包括弧面底板5-1、左扇形侧板5-2和右扇形侧板5-3。所述左扇形侧板5-2和右扇形侧板5-3相互之间平行布置。所述两块扇形侧板的弧形边分别连接在弧面底板5-1的凹面上。在所述左扇形侧板5-2的弧形边上具有向外延伸形成的左连接凸耳5-2-1 ;类似地，在所述右扇形侧板5-3的弧形边上具有向外延伸形成的右连接凸耳5-3-1。所述扇形闸门左支座6-1布置在左扇形侧板5-2的外侧面上，铰连接在左扇形侧板5-2的近圆心处；所述扇形闸门右支座6-2布置在右扇形侧板5-3的外侧面上，铰连接在右扇形侧板5-3的近圆心处。如图I所示，上述左连接凸耳5-2-1与左开启连杆4-1的另一端铰连接；右连接凸耳5-3-1与右开启连杆4-2的另一端铰连接。所述滚轮组7布置在所述滑块I的内侧面上。上述滚轮组7包括左滚轮7-1和右滚轮7-2，所述左滚轮7-1和右滚轮7-2分布在滑块I内侧面的左、右两个部分上，与滑块I之间通过销轴和轴承相互连接。上述两个滚轮可分别绕各自中心线转动。如图2所示，所述中间左支座6-3和中间右支座6-4分别固定连接在计量斗8的上段的箕斗左侧板8-1和箕斗右侧板8-2上。所述左支座6-1和右支座6-2分别固定连接在计量斗8的下段。
在工作过程中，扇形闸门5处于初始闭合位置，传送带将一定质量的煤输送到装载设备中。此时，空的提升箕斗沿立井轨道竖直向下运动，经减速后以一定速度与滑块I接触并带动滑块I 一起向下运动。滑块I在滚轮组7的支撑下，沿着立井轨道向下移动。同时，传递杆组2向下移动，放大杆组3逆时针转动，开启杆组4 向上运动，扇形闸门5绕轴心线顺时针转动开启，煤顺着溜槽9流入提升箕斗。箕斗装载完成后，由钢丝绳牵引沿立井轨道上升。当箕斗升起后，脱离与滑块I的接触，开启机构进入反行程运动阶段。此时扇形闸门5为主动件，在重力作用下，绕其回转中心逆时针回落，开启杆组4向下运动，放大杆组3顺时针转动，传递杆组2向上运动，滑块I向上运动，沿着立井轨道复位，扇形闸门5实现自动闭合。
权利要求
1.用于箕斗定量装载的扇形闸门机械式开启并联机构，其特征在于包括滑块(I)、传递杆组(2)、放大杆组(3)、开启杆组(4)、扇形闸门(5)、支座组(6);所述支座组(6)包括左支座(6-1)、右支座(6-2 )、中间左支座(6-3 )和中间右支座(6-4 );所述传递连杆组(2 )包括左传递连杆(2-1)和右传递连杆(2-2);上述左传递连杆(2-1)和右传递连杆(2-2)分布在滑块(I)的左、右两侧，两个传递连杆的一端分别铰连接在滑块(I)上；所述放大杆组(3)包括左放大连杆(3-1)和右放大连杆(3-2);所述左放大连杆(3-1)的一端铰连接在中间左支座(6-3)上，左传递连杆(2-1)的另一端也铰连接在中间左支座(6-3)上；所述右放大连杆(3-2 )的一端铰连接在中间右支座(6-4 )上，右传递连杆(2-2 )的另一端也铰连接在中间右支座(6-4)上；所述开启杆组(4)包括左开启连杆(4-1)和右开启连杆(4-2);所述左开启连杆(4-1)的一端与左放大连杆(3-1)的另一端铰连接；右开启连杆(4-2)的一端与右放大连杆(3-2)的另一端铰连接；所述扇形闸门(5)包括弧面底板(5-1)、左扇形侧板(5-2)和右扇形侧板(5-3);所述左扇形侧板(5-2)和右扇形侧板(5-3)相互之间平行布置，所述两块扇形侧板的弧形边分别连接在弧面底板(5-1)的凹面上；左开启连杆(4-1)的另一端铰连接在左扇形侧板(5-2)的弧形边上，右开启连杆(4-2)的另一端铰连接在右扇形侧板(5-3)的弧形边上；所述左支座(6-1)布置在左扇形侧板(5-2)的外侧面上，铰连接在左扇形侧板(5-2)的近圆心处；所述右支座(6-2)布置在右扇形侧板(5-3)的外侧面上，铰连接在右扇形侧板(5-3)的近圆心处。
2.根据权利要求I所述的用于箕斗定量装载的扇形闸门机械式开启并联机构，其特征在于在所述左扇形侧板(5-2)的弧形边上具有向外延伸形成的左连接凸耳(5-2-1);在所述右扇形侧板(5-3)的弧形边上具有向外延伸形成的右连接凸耳(5-3-1);上述左连接凸耳(5-2-1)与左开启连杆(4-1)的另一端铰连接；右连接凸耳(5-3-1)与右开启连杆(4-2 )的另一端铰连接。
3.根据权利要求I或2所述的用于箕斗定量装载的扇形闸门机械式开启并联机构，其特征在于还包括滚轮组(7);上述滚轮组(7)包括左滚轮(7-1)和右滚轮(7-2);所述左滚轮(7-1)和右滚轮(7-2)分布在滑块(I)内侧面的左、右两个部分上，与滑块(I)之间通过销轴和轴承相互连接。
全文摘要
一种用于箕斗定量装载的扇形闸门机械式开启并联机构，其左、右传递连杆分布在滑块的左、右两侧，两个传递连杆的一端分别铰连接在滑块上；左放大连杆的一端铰连接在中间左支座上，左传递连杆的另一端铰连接在中间左支座上；右放大连杆的一端铰连接在中间右支座上，右传递连杆的另一端铰连接在中间右支座上；左开启连杆的一端与左放大连杆的另一端铰连接；右开启连杆的一端与右放大连杆的另一端铰连接；左、右开启连杆的另一端分别铰连接在左、右扇形侧板的弧形边上；左支座和右支座分别布置在左扇形侧板和右扇形侧板的外侧面上，分别铰连接在左扇形侧板和右扇形侧板的近圆心处。工作性能优良、平稳开启、快速回落和易于维护。
文档编号B65G65/32GK102795487SQ20121032055
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者李中凯, 千红涛, 程志红, 江晓红, 崔海龙 申请人:中国矿业大学