重型液压支架无轨化搬运车及支架无轨化入罐方法
【技术领域】
[0001]本发明属于竖井煤矿重型液压支架整体快速搬运的技术领域，具体涉及一种重型液压支架无轨化搬运车及支架无轨化入罐方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着煤矿开采力度的加大，煤矿的开采深度也在不断增加，主斜井副竖井形式的煤矿数量逐年增多，以中西部新建或在建的现代化矿井尤为表现突出。副竖井煤矿的液压支架等重型综采设备必须通过罐笼实现搬运，由于罐笼的承载能力及尺寸空间的限制，以及重型液压支架重量较重、外形庞大，一些煤矿在重型液压支架上下罐笼时，均不能满足整体下井条件，必须将液压支架拆解分体后方可下井，运往组装硐室后进行组装调试，到达工作面后再整体安装，这种液压支架搬运工艺需要将整个设备进行拆解分体，然后再进行组装、调试，这种搬运工艺很大程度上影响了重型液压支架等综采设备搬家倒面的效率。
[0003]目前，国内一些主斜井、副竖井煤矿，为实现液压支架等设备能够整体下罐笼，专门设计开发了大承载轨道平板车，利用平板车解决了液压支架等综采设备的井上井下转运问题，具体过程是:在井口外，利用起吊设备，将液压支架等设备放至平板车，然后将平板车及设备一起下罐笼，运至井下，再利用轨道车辆或无轨车辆将设备运往工作面。这种液压支架搬运工艺，采用的搬运设备种类繁多，支架转载环节复杂，参与人员为数众多，存在不少安全隐患，从而导致液压支架等设备搬运周期较长，不能实现液压支架的快速搬运。
[0004]申请号为201310055857.9的专利《一种井下支架入罐笼拖铲多用车及支架入罐笼的方法》，公开了一种井下支架入罐笼拖铲多用车及支架入罐笼的方法，该车将液压支架整体送入罐笼后，经过拆卸，使得拖车与液压支架分离，然后将整个车辆撤出；液压支架运往井下后，需另外一台拖车倒入支架处，经过挂钩捆绑等装车步骤，将液压支架重新装车，然后才能将液压支架运往工作面。液压支架的二次装卸，直接增加了整个支架的搬运步骤，过多的中间环节直接导致工作人员的增加以及安全隐患得增多，尤其是延长了整个综采工作面的搬家倒面周期，影响了煤矿的生产效率。另外，由于这种方法搬运支架时，拖车不随支架一起下罐笼，因此，井上及井下均需配备液压支架拖车，才能完成支架的搬运工作，设备数量的增加直接提高了生产成本。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决现有竖井煤矿重型液压支架搬运时，由于支架拆解运输及组装调试耗时耗工、支架转载环节复杂等因素带来的重型液压支架搬运效率低下等诸多问题，提供了一种重型液压支架无轨化搬运车及支架无轨化入罐方法。
[0006]本发明由如下技术方案实现的:一种重型液压支架无轨化搬运车，包括U型框架，通过牵引车液压系统控制的提升机构、行走系、支撑机构、加紧机构，防撞块，所述U型框架为前部低的变截面斜坡型式结构，横截断面前端小后端大；快速搬运车与防爆柴油牵引车通过数根液压管路连接，液压管路与快速搬运车连接处安设快换机构；快速搬运车底部设支撑机构；所述提升机构采用背靠背式固定于U型框架上平面。
[0007]所述快换机构为集成插拔式快速连接块，液压管路集成至插拔式集成块上，插拔式集成块上设有拔插和快速分离手柄；快换机构前端通过设置的两销轴与防爆柴油牵引车连接，后端通过快换机构底座设置的三自由度铰接装置与快速搬运车连接；三自由度铰接装置铰接布置于同一竖直方向，左右摆动铰接位于上方，转向铰接位于中间，前后摆动铰接位于下方。
[0008]所述提升机构包括两组提升链轮、链条及提升油缸，两组提升油缸背向布置，两组提升链轮分别位于行走系两侧。
[0009]一种重型液压支架无轨化入罐方法，设备包括井上设置的防爆柴油牵引车、快速搬运车和井上乳化液泵站，罐笼内设置快速搬运车限位机构，井下设置快速搬运车和井下乳化液泵站；工艺过程为:井上，防爆柴油牵引车与快速搬运车连接，将液压支架运至罐笼入口处，井上乳化液泵站调整液压支架高度，快速搬运车连同液压支架倒入罐笼中，快速搬运车与防爆柴油牵引车分离，快速搬运车与液压支架一起运往井下，井下防爆柴油牵引车与罐笼内快速搬运车快速连接，井下乳化液泵站调整液压支架高度后运往工作面；具体步骤为:
(1)井上，操作固定于快速搬运车侧端的快速连接手柄，防爆柴油牵引车与快速搬运车快速连接，将液压支架运至罐笼入口 ；
(2)井上乳化液泵站将液压支架立柱撑起，直至液压支架及运输车总长可以同时进入罐笼；
(3)将快速搬运车连同液压支架倒入罐笼中，快速搬运车轮胎到达限位机构处停车，快速搬运车底部支撑机构伸出，支撑机构与地面接触，然后操作快换机构快速连接手柄，防爆柴油牵引车与快速搬运车分离，快速搬运车及液压支架留在罐笼中；
(4)调整支撑机构伸出高度，微调快速搬运车水平倾角，液压支架及运输车的重心与罐笼的承载中心重合，关闭罐笼大门，将快速搬运车及液压支架运往井下；
(5)打开罐笼大门，将井下防爆柴油牵引车与罐笼内快速搬运车快速连接，收回支撑机构，防爆柴油牵引车将快速搬运车连同支架运输至罐笼外，井下乳化液泵站将液压支架降落，将液压支架运往工作面。
[0010]快速搬运车包含提升机构、行走系、支撑机构及加紧机构，这些机构均通过牵引车液压系统进行控制，这样，需要7-8根液压管路由防爆柴油牵引车连接至快速搬运车，快速搬运车下罐时，为实现这些管路的快速分离，配备了集成插拔式快速连接块，即所有管路集成至一个较大的连接块上，然后通过插拔方式，在较短时间内实现所有液压管路的连接与断开，保证快速搬运车的下罐效率。
[0011]由于防爆柴油牵引车与快速搬运车的轴距跨度较大，因此，车辆在上坡下坡及过坑越障时，需要牵引车与快速搬运车铰接点的纵向及横向方向上具有足够大的摆动自由度，为此，车辆快换机构专门配备三自由度铰接装置，三自由度铰接装置可以实现拖车转向、前后摆动、左右摆动的自由，三个自由度铰接布置于同一竖直方向上，左右摆动铰接位于最上方，转向铰接位于中间，前后摆动铰接位于最下方，该三自由度铰接装置区别于其他类型铰接装置，三个铰接布置于同一竖直方向上，节省了空间，从而使得快速搬运车的尺寸更加紧凑，便于实现重型支架整体下罐。三自由度铰接装置位于牵引车得前端，而非牵引车机架上方，从而使牵引车与快速搬运车的铰接点位置更加后移，使得车辆在纵向及横向摆动时具有较大的自由度。同时，铰接点位置的后移能够使快速搬运车具有合适的长度，以便快速搬运车能够满足罐笼的空间尺寸要求，方便与液压支架一起运入井下。
[0012]快速搬运车U型框架为变截面框架式悬臂梁结构，U型框架低部从前到后采用斜坡型式，使得U型框架横截断面从前到后逐渐加大，形成变截面式结构；快速搬运车的载荷分配特点，使得U型框架前端受力较小、而其后部承载较大，与悬臂梁受力特点相吻合，从而组成了快速搬运车变截面框架式悬臂梁结构；采用该结构在满足快速搬运车承载能力的情况下，使得快速搬运车的车重大大降低，满足了重型支架下罐时的重量要求。
[0013]提升机构固定于U型框架上平面，提升机构的布置方式采用背靠背型式，即提升机构的两组油缸采用背向布置方式，使得油缸并非平行设置，具有一定夹角，两组链轮分别位于行走系两侧，提升机构两链轮间的距离变大，这样，一方面提高了对各种型号液压支架的搬运适应性，另一方面，链轮距离的加大，保证了运输车及液压支架在罐笼中以及在整个煤矿井下的运行稳定性。
[0014]罐笼内限位机构与罐笼中心相对位置可以调整，以便运输车能够运输不同重量、不同外形尺寸的重型液压支架。重型液压支架由工作面到井外的搬运工艺，将上述步骤反方向执行即可实现。
[0015]防爆柴油牵引车通过动力系统提供动力，经传动系统将动力传递至轮端，实现牵引车行走；通过驾驶室内部操作系统，控制液压系统各执行机构的动作，实现工作机构的举升及倾翻等动作，从而完成整车的各种功能。驾驶员可以通过驾驶室操作手柄或快速分离手柄便可以实现牵引车与快速搬运车的快速分离，无需通过借助其它扳手等拆卸工具。
[0016]为满足与液压支架一起下罐笼入井的使用要求，快速搬运车采用变截面框架式悬臂梁结构，在保证运输车框架结构强度满足承载要求的情况下，使运输车具有较轻的重量，从而符合罐笼的承载要求；而且采用变截面框架式悬臂梁结构能够加大运输车前部的离地间隙，这样，运输液压支架时，液压支架滑靴便能伸入运输车前部，液压支架的运输位置更加靠前，使得整车各轴的重量分配更加合理，既减轻运输车轮轴额受力，削弱了运输车轮胎对路面的破坏，又加大了牵引车轮胎的附着力，便于最大极限发挥出牵引车的动力性。同时，液压支架的运输位置更加靠前，使得运输车与液压支架的总体尺寸更加紧凑，提高了运输车与液压支架对罐笼的尺寸空间适应性以及对煤矿井下巷道的适应性。
[0017]采用本发明所述方法，液压支架入罐笼及出罐笼时无需二次装卸，省去了支架搬运过程中的冗余环节，缩短了液压支架的搬运周期，减少了参与人员数量，避免了各种安全隐患；快连式搬运车连同液压支架一起入井后，井底便无需再配备另外的快连式搬运车，只需另外的牵引车便可将液压支架运往工作面，直接节约了设备采购成本。
【附图说明】
[0018]图1为防爆柴油牵引车与快速搬运车连接图；图2:快速搬运车示意图；图3:快换机构示意图；图4:重型支架整体快速下井路线示意图；图5:快速搬运车及液压支架在罐笼内重心匹配示意图。
[0019]图中:1-动力系统；2_传动系统；3_操作系统；4_驾驶室；5_液压系统；6_中央铰接部；7_前车架；8_工作机构；9-U型框架；10-快换机构；11_提升机构；12_支撑机构；13-加紧机构；14_防撞块；15-后车架；16-行走系；17-插拔式集成块；18-快速分离手柄；
19.1-井上乳化液泵站；19.2-井下乳化液泵站；20_罐笼；20.1-限位机构；20.2-罐笼中心；21_液压支架；21.1-支架中心。
【具体实施方式】
[0020]如图1、2所示，一种重型液压支架无轨化搬运车，包括U型框架9，通过牵引车液压系统控制的提升机构11、行走系16、支撑机构12、加紧机构13，防撞块(14