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煤矿井下混凝土搅拌输送车研究综述.pdf
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1、第4 7 卷 第9 期 煤炭工程 C OAL E NGI NE E RI NG Vo 1 4 7 No 9 d o i : 1 0 1 1 79 9 c e 2 01 5 0 9 0 44 煤矿井 下混凝 土搅拌输送 车研 究综述 赵 远 ( 中国煤炭科工集团太原研究院,山西 太原0 3 0 0 0 6 ) 摘要:针对矿 用混凝土搅拌运输车在煤矿 井下的广泛使 用可大大改善井下人工供料的落后 状况,对国内外现有矿用混凝土搅拌运输车工作原理和结构形式进行 了综述,列举 了国内外典型 产品并介绍其特点,分析 了国内矿用混凝土搅拌运输车应用与发展 的现状及存在的问题 ,提 出了 行业内该类产品 出现
2、故障后罐体 易损坏 ,以及 密封装置免维护仍是亟需解决的难题 ,展望了煤矿 井下混凝 土搅拌输送车的未来发展的经济和社会效益。 关键词 :混凝土搅拌输送车;搅拌筒;罐体 ;密封装置 中图分类号 :T D 5 2 4 2 文献标识码:A 文章编号 :1 6 7 1 0 9 5 9 ( 2 0 1 5 ) 0 9 - 0 1 3 7 - 0 4 A Re s e a r c h Ov e r v i e w o n Co nc r e t e M i x e r i n Und e r g r o u nd Co a l M i n e ZHA0 Yu a n ( C h i n a C o a
3、l T e c h n o l o g y E n g i n e e r i n g Gr o u p T a i y u a n I n s t i t u t e ,T a i y u a n 0 3 0 0 0 6 ,C h i n a ) Ab s t r a c t :T h e b a c k wa r d c o n d i t i o n o f c o n c r e t e p r o v i d i n g i n c o a l mi n e wi l l b ee ml y i mp r o v e d t h r o u g h t h e u s e o f c
4、 o al mi n e c o n c r e t e mi x e r T h e w o r k i n g p r i n c i p l e a n d s t r u c t u r e f o r m of mi n e c o n c r e t e mi x e r for d o me s t i c a n d f o r e i g n are s u mm a r i z e d , t h e t y p i c a l p r o d u c t s b o t h a t h o me a n d a b r o a d are e n u me r a t e
5、 d a n d t h e i r f e a t u r e s a r e i n t r o d u c e d,t h e p r e s e n t s i t u a t i o n a n d e x i s t i n g p r o b l e ms of t h e a p p l i c a t i o n a n d d e v e l o p me n t of c o n c r e t e mi x e r i n d o me s t i c c o al mi n i n g a r e a n aly z e d, a n d t h e d i ffic
6、 u l t i e s of c o n c r e t e mi x i n g d rum d a ma g i n g c a u s e d b y v e h i c l e s t o p p a g e a n d s e a l d e v i c e a v o i d i n g ma i n t a i n i n g a r e s t i l l e x i s t i n g a n d n e e d t o s o l v e u r g e n t l y,f i n all y t h e f u t u r e o f e c o n o l n l c
7、 a n d s o c i e t a l b e n e f i t w h i c h i s b r o u g h t b y the c o a l mi n e c on c r e t e mi x e r i s p r o s pe c t e d Ke y wo r d s : c o n c r e t e mi x e r ; a g i t a t o r ; t a n k ; s e a l i n g d e v i c e 煤 矿井下 混凝 土搅拌 运输 车 主要 用 于煤矿 井下 地 面铺 设、墙面喷浆、混凝土泵送等工作,可解决煤矿井下施工混 凝土运输问题
8、,提高煤矿井下路面铺设质量,改善煤矿井下 混凝土运输和供料的半机械化或人工供料的落后状况 J 。 井下混凝土搅拌运输车的搅拌筒大部分采用水平布置 的方式 ,整车高度 比地面用的倾斜式搅拌筒的混凝土输送 车明显降低 ,因此可用于地下矿山、铁路隧道、水电工程、 地铁和国防等工程中的混凝土输送。混凝土搅拌运输车的 应用,改善了煤矿井下喷锚支护中混凝土喷射料运输和供 料的半机械化或人工供料的落后状态,提高了混凝土铺设 、 喷射 、泵送 、支护作 业的机械化程度 。 1 工作原理和结构组成 1 1 传 动 系统 地下混凝土输送车传动系统大致分为两类 :机械传动 和机 械一 液压传动。 1 )机械传动。以
9、柴油机连接液力变矩器和动力变速 箱,通过传动轴链接前后驱动桥,实现双桥驱动。机械传 动系统组成如图 1所示。 后驱动桥 前驱动桥 图 1 机械传 动系统组成 收稿 日期 :2 0 1 41 1 2 1 基金项目:中国煤炭科工集团公司二级子企业技术创新项目( F 2 0 0 8 0 1 ) 作者简介 :赵远 ( 1 9 8 4一) ,男 ,山西和顺人 ,硕 士 ,工程 师 ,主要 从事煤 矿井下无 轨辅助运输设 备 的研 究与设计 工 作,E ma i l :l i v e f a i r y 1 6 3 c o m。 引用格式:赵远煤矿井下混凝土搅拌输送车研究综述 J 煤炭工程 ,2 0 1
10、5 ,4 7 ( 9 ) :1 3 71 3 9 ,1 4 3 1 3 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 煤炭工程 2 0 1 5年第9 期 2 )机械一 液压传动 。以柴油机驱动轴 向柱塞泵 ,液 压 泵和轴向柱塞定量马达相连,液压马达驱动分动箱,然后 通过传动轴驱动前后桥 ,实现双桥驱动。机械一液压传动 系统组成如图2所示。该系统分静液压传动和机械传动两 部分 ,属于液压高速传动系统。 图 2 机械一液压传 动系统组成 1 2液压 系统 煤矿井下混凝土搅拌运输车系统为典型的重载荷液压 闭式系统。由双向( 伺服) 变量泵和定量柱塞液压马达以及 随动控制阀等组
11、成的一个闭式液压系统,采用 了典型的变 量容积式无级调速方案 。 为 了满足工作 性能 的需要 ,在 主 回路 中设 置液 控变 量 控制 阀。它是主泵 斜盘伺 服液 压缸 的 随动 阀,与 主泵斜 盘 伺服液压缸一起配合控制其排量,进行远程控制。工作中, 可根据搅拌筒的不同工况操该此控制阀的手柄 ,实现对搅 拌筒的速度调节。通过该 阀操作手柄 的操作方向和幅度 , 可以相应确定主泵的斜盘方位和倾摆角度,决定主泵的排 油方 向和排油 流量 ,从 而通过 液压 马达 的转换 去控制 搅拌 筒的转向和转速。因属随动控制 ,主泵流量的变化是连续 的,因而可以实现对搅拌筒的无极调速。这种液压驱动的 搅
12、拌筒 ,其调速操作 十分 简单 方便 ,而动 作又 可 以十分灵 敏且平顺。 在主 回路 中,为 了保证 闭式传 动 的正 常工作 ,在液压 泵上还设置 了由两个 安全 阀、一个 梭 阀和一个 低压 溢流 阀 组成的集成阀块。两个安全阀可防止主回路在任何一个方 向超载时损坏液压泵或液压马达,并可起制动作用。梭形 阀可以确保工作时给主回路低压区提供一个溢流通道,并 由低压溢流阀保持低压区压力,同时也可以使溢流油加入 冷却 回路 。 冷却回路是使冷却油带走液压泵和液压马达在工作时 所产生的热量,保证他们的正常运转。其油流由辅助泵的 溢流阀和集成阀的低压溢流阀供给,在流经液压马达和泵 的壳体后 ,最
13、后经 冷却器 散掉 它带来 出来 的热量 。当主泵 空转不供油时,梭形阀由回位弹簧保持中间封闭位置,辅 助液压泵的输 出油将只经过其溢流阀供液压泵壳体冷却, 冷却油不再进入液压马达壳体 。 1 3 工作 机 构 混凝土输送车在 运送 混凝 土途 中 ,由于车 辆的振 动及 1 38 混凝土的固有特 性 ,容易使 混凝 土产生离 析。因此在 运送 混凝土过程 中,需使 搅拌筒 低速转 动 ,通过搅 拌筒 内的螺 旋叶片不停地搅拌筒内的混凝土物料,使其保持均匀。搅 拌筒由圆柱和圆锥体两部分构成。通过支撑水平卧置在后 车架上,其前支撑为减速器或双列向心球面滚子轴承 ,支 撑在搅拌筒的中心轴 上 ;后
14、支撑 是位 于搅拌 筒架上 的两个 左右对称布置的滚动托辊。搅拌筒内壁焊接有两条连续的 带状螺旋叶片,在搅拌筒进行正反向旋转时,螺旋叶片可 对筒 内的混凝土料进行搅拌或卸料。 目前,搅拌筒结构形式大致可分为两种,一种为罐体 中部加料,尾部卸料;另一种为尾部进料卸料。搅拌筒筒 壁上设置有两个进料 门,各进料门均安装有 楔形锁 紧装 置 , 当准备装料时 ,旋转进料门至搅拌筒的顶部后停止旋转 , 采用榔头敲击楔形锁紧装置手柄并卸下锁紧楔形块 ,然后 打开进料门进行装料。由于搅拌筒水平布置 ,使混凝土在 搅拌筒内分布均匀,搅拌筒的填充率可达 8 0 以上。搅拌 筒 出料 口设置有 液压控 制或 手动
15、控制 的卸料 口盖 ,保 证搅 拌 筒出料 口与卸料 口盖之 间的密封性 。 烟台盛利达工程技术有限公司发明了该型全封闭搅拌 筒 ,搅 拌筒 进料 口与 出料 口均设置 在搅拌 筒尾部 ,搅 拌筒 与后盖通过回转 密封装 置连 接 ,回转 密封装 置通过 压力 密 封 ,卸料 口盖通过液 压油缸 推拉 实现开启 和关 闭 ,这种形 式的搅拌筒填充率约 7 0 ,可根据巷道高度,水平或倾斜 放置 。 2国外典型产品介绍 2 1 芬 兰 N O R ME T公 司混凝 土输 送 车 芬兰 N o r m e t 公司是世界上著名的生产地下矿 山用各种 车辆的厂家,混凝土输送车只是其 中的一种,其规
16、格有 P K一1 0 0 0 、P K 一4 0 0 0、V a r i o me c l O 5 0 M 型 和U t i m e c l 5 0 0 T r a n s m i x e r 型混凝土输送车,此外还提供容积为 3 5 m 和 5 7 m 两种混凝 土搅拌筒 。 P K一 1 0 0 0和 P K一 4 0 0 0型混凝土输送车均采用 D e u t s 低 污染柴油机、静液压传动、双桥驱动、中央铰接、液压转 向、安全可靠地湿式多盘制动,搅拌筒容积分别为 1 5 m 和 3 4 m 。 ,车辆最大行驶 速度分别 为 2 0 k m h和 1 5 k m h 。 V a r i
17、o me c l 0 5 0 M 型 混 凝 土 输 送 车 式 由 N o r me t公 司 的 N T 1 0 0通用底盘上安装一个容积为 5 m 的混凝土搅拌筒构 成的,该车采用 D e u t z B F 4 M 1 0 1 3 C低污染柴油机,中央铰 接车体,C l a r k动力换挡变速箱 ,前 后各三挡,四轮驱动。 U t i me c l 5 0 0 T r a n s m i x e r 型 混凝 土输 送 车是 N o r me t 公 司 专 门为地下矿山设计 制造 的混凝 土输送 车 ,该 车所采用 的 发动机、传动方式 、轮胎规格、搅拌筒容积和驱动控制方 式等完全
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