“研发一机多用液压卧式装卸机”实现采区货物的快速挖掘及装载
项目完成单位：铁法能源公司大隆矿
“研发一机多用液压卧式装卸机”
实现采区货物的快速挖掘及装载
铁法能源公司大隆矿 姚奇 李时岩
摘 要：随着我国经济进入新常态，创新成为驱动经济发展的新动力。陈旧机械设备通过技术改造是可以替代新型机械设备在施工中发挥作用、创造效益。本文阐述大隆矿对现有旧设备挖掘机实施技改造，研制成一机多用液压卧式装卸机的成功案例供同行业交流。一机多用液压卧式装卸机的技术改造项目，是根据井下采掘区域生产中的实际需求，在其原有闲置挖掘设备上发现存在的多种不足之处，并吸收国内外生产的挖掘机和铲装机等产品优点的基础上，改造设计出一种自移式小型长臂及回转挖掘、装载、凿岩为一体的多用设备。
关键词：一机多用 互换式铲斗 装载挖掘 凿岩
煤矿生产的快速发展对巷道掘进工作提出了更高的要求。既要高产高效，又要保证质量和安全。综合机械化掘进以满足了现代煤矿快速生产的需求。机械化程度迅猛发展，掘进工作面的迅速推进，要求辅助作业工作也得同时跟上。然而目前生产中，存在着井巷或采掘区域内清货不及时严重影响了掘进工作的推进过程的问题一直没有解决，特別是在巷道內进行拉底和劈帮及扩顶作业中工人的劳动量大，强度高，大大的降低工作效率，并且安全隐患大。大批量引进新设备对现有煤矿的经济来说是不现实的，创新是企业发展的永恒主题，必须在创新上下功夫，在现有经济形势下实施老旧设备技术改造具有生要现实意义。为此在矿长李鑫的提议指导下，由机俢车间负责进行技术创新，利用原有闲置的液压卧底机进行技术改造。研制“一机多用液压卧式装卸机”配合综掘实现综掘工作面辅助作业的，以此解决井下采掘作业需求。本设备适用于煤矿井下工作空间狭窄，工作环境恶劣的条件下作业，也可用于其它工程巷道中的作业。现与同行们分享交流，共同为为铁煤高产高效安全生产作出贡献。
一、问题的提出随着大型综掘机械设备在煤矿生产中广泛应用，大大提高了掘进工作面的推速度。随之带来的井巷或采掘区域内的维护及维修时必须及时清除地面存货工作量也显著增加。目前在巷道内进行拉底和劈帮及扩顶作业中必须要投入挖掘机和铲装机两种机械设备进行工作。现投放市场使用的挖掘机和铲装机，形式单一、设备外形结构尺寸体积过大及实用性差，工作效率低，根本不能满足实际工作的需求。同时因工作环境狭窄，设备多，存在安全隐患。再有设备投入费用昂贵。致使会产生了严重浪费现象。因此在矿长李鑫的提议指导下，利用现有闲置的设备液压卧底机进行技术改造，实现一机多用集装载、挖掘及凿岩为一体的多用设备，可大大减轻了工人的劳动强度，提高了劳动效率及工时利用率。保证了安全生产。可以有效解决上述问题。这在当前经济条件下具有重要现实意义和可观的经济效益和社会效益。
由此可见开发研制一机多用的新型多用设备势在必行。
二、一机多用液压卧式装卸机研制中主要侧重考虑的问题1、装载机构的改进：设计和改进了小臂上的液压缸及小臂整体结构标准尺寸和铰接四连杆机构，改变铲斗方向可变换正铲或反铲。
2、斗杆回转度改进：可根据工作现场的现有空间使用限位装置进行定位调整。
3、适用工作空间：原有设备占用空间过大，过高等因素合理改进缩小该设备的长宽高。
4、行走机构改：缩小原设备体积过大，过宽的不足之处外，改变其自行爬行长度。
5、液压泵站配：该设备可与液压泵站直接连接使用，用高压油管根据距离进行连接使用。
三、一机多用液压卧式装卸机的结构及工作原理简介一机多用液压卧式装卸机由铲斗、斗杆、副臂、主臂、旋转座、底座、爬行机构及其液压控制系统组成。液压卧式装缷机工作时液压系统供液先将四个升降缸伸出与机体和地面平行，然后驱动主臂液压缸伸缩，带动小臂，小臂液压缸伸缩，带动斗杆，斗杆通过铰接四连杆机构连动铲斗进行挖掘或铲装货物，然后驱动主体旋转油缸进行旋转，需要翻转时驱动小臂旋转，小臂铲斗可侧翻或倾翻90度，带动大臂、小臂、斗杆及铲斗实现了挖掘或铲装任务工作。如需要行进时驱动爬行机构，爬行机构的四个升降缸伸出，升降滑块撑地，驱动爬行油缸，带动机体前行或后移，行走时最大可运行程度为800mm，能反复运动实现前行或后移爬行运动。
1、结构
l）装卸机液压结构示意图
图1一机多用液压卧式装卸机的挖掘过程图
1-铲斗 2-小臂 3-大臂 4-旋转主体 5-机体 6-爬行底座
2）装载机结构示意图
图2
一机多用液压卧式装卸机的装载过程图3）挖掘装载机的结构说明
图3挖掘装载机的结构
1-铲斗 2-小臂 3-大臂 4-旋转主体 5-机体 6-爬行底座
2、工作原理1）液压操作机构
液压操作机构如图4所示
图4 液压操作机构操作手柄
挖 掘 —控制铲斗绕销轴的前后摆动
小臂升降—控制小臂的抬升与降落
小臂旋转—控制小臂的垂直方向转动
大臂升降—控制大臂的抬升与降落
主体旋转—控制旋转主体的水平方向转动
爬 行 —控制爬行底座的伸出与缩回
左前腿 —控制左侧前支腿的伸出与缩回
右前腿 —控制右侧前支腿的伸出与缩回
左后腿 —控制左侧后支腿的伸出与缩回
右后腿 —控制右侧后支腿的伸出与缩回
2）工作原理
装卸机构放置于运输机械的一侧，与配套运输设备共同实现货物的运输工程，用该装卸机所带的爬行机构顺着巷道做前后运动，实现该机的爬行运动。爬行过程为操作装卸机上的液压系统控制阀将四个支腿伸出撑地使卧底机悬空，将爬行底座液压缸伸出使爬行底座前移一定距离，再将四个支腿缩回使卧底机机体着地，再缩回爬行底座液压缸，使机体沿爬行底座滑道前移一定距离，实现该机的爬行运动。当该机固定于某一位置时，操作该机上的液压系统控制阀，完成旋转主体水平方向的旋转、大臂的升降、小臂的旋转、小臂的升降以及铲斗的收放等动作，完成井巷的维修、清除地面存货特别是巷道内拉底劈帮和扩顶等作业。
3）液压系统工作原理
四、设备性能1、规格型号与技术性能1）规格型号
2、使用特点 1）该机各传动系统全部是液压控制，泵站压力31.5MPa，电源660/1140V；
2）该装缷机用于井下掘进巷道的维护、维修、拉底及巷道地面岩石破碎工作，还可进行巷道的劈帮及扩顶和铲装等作业。
3）该装卸机操作为液压控制，具有操作简单、运行平稳、安装快捷、行走安全等特点；
4）该装卸机工作能力强，是由先导阀控制，真正能达到高效、快速、安全的功效。
3、设备性能特点液压卧式装缷机，是用铲斗挖掘或铲装高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或运输皮带上及卸车堆料场上的新型研发的专用机械设备。
由于现在煤矿掘进过程中机械化程度发展迅猛，井巷的维修、清除地面存货特别是巷道内拉底、劈帮和扩顶等作业的工作量日显繁重，增大了工人的劳动强度。因此在矿长李鑫的提议指导下，针对其原设备存在的多种不足之处。由机修车间组织专业技术人员负责进行技术创新，开发研制出一机多用液压卧式装卸机。
该装卸机是一种适用于煤矿井下生产、巷道工程及巷道维修作业的液压悬臂式卧式装卸机，也可适用于其他工程巷道中的作业。该机运转平稳，悬臂在一定角度范围内摆动自如，操作手柄动作灵活、可靠，操作方便，是井下巷道挖掘、铲装及劈帮和扩顶等作业的理想专用机械设备。
4、使用范围巷道宽度不小于3.5米，巷道高度不小于2.5米。可根据使用单位的采区空间条件下运输，若空间可容纳该机，则不必拆卸整体运输，若运输高度不够，可将该机小臂连接处拆下，将小臂单独运输，运到井下后再组装完好后。到工作面后再连接液压系统，达到规定的使用标准后方可工作。
五、应用效果1、经济效益1）大隆矿购买每台挖掘机设备投入使用价格为20万元左右。
2）大隆矿购买每台铲装机设备投入使用价格为20万元左右。
3）该项目在大隆矿内部推广使用可为矿节省资金20万左右。
六、结束语大隆煤矿根据采掘工作快速推进急需，利用现有闲置的旧设备实施技术改造，研制成“一机多用液压卧式装卸机”，有效解决了采掘工作面推进清货、拉底丶凿岩和劈帮及扩顶作业时人工作业工作量大、强度高、环境恶劣，安全性差问题，大大提高了生产效率，降低了生产成本。从调研、研发、制作到投入生产历时2个半月，现已在大隆矿二水平1203投入使用，实践证明使用效果良好。
科技兴企，创新求发展，攻艰克难是铁煤集团适应新常态，共度难关节资增效的战略性生产指导方针。矿井生中针对新老设备存在的不足之处进行技术更新改造，盘活闲置设备，提升机械设备效能，减少设备投入成本，来降低生产成本，能最大限度发挥出原有机械设备的最佳效能。还能适应企业对新产品开发，适应产品升级换代和市场需求，大大提高了设备的生产效率，同时能够促进企业的安全生产，并改善环境保护和减轻劳动强度。这样能够在不减少资金的大量投入下，提高企业的竞争力。减少更换新设备的资金消耗，同时通过技术改造后的设备有效的提高了生产效率，并且直接提高了企业的经济效益。因此作为新时代员应员工该掌握扎实的专业知识和提高自身素质，结合新的技术和对新的机械设备的实验和研究，科学合理的对一些不符合要求的机械设备进行有效的技术改造，使原有的机械设备能够拥有新的活力,提高企业的竞争力。
参考文献：[1] 张利平. 液压技术培训读本. 北京：机械工业出版社，2010；
[2] 刘延俊. 液压系统使用与维修. 北京：化学工业出版社，2006；
[3] 张利平. 液压工程简明手册. 北京：化学工业出版社，2011；
[4] 张宏友. 新世纪高职高专教材《液压与气动技术》，大连理工大学出版社，2001.8 。
[5] 辽宁省鑫丰矿业集团有限公司巜液压卧底机》2012，
作者简介：[1] 姚奇，男，1969.4出生，文化程度大本，助理工程师，现任大隆矿机电修配厂副厂长兼机修车间和支护车间主任，近几年获集团公司第二十三届学术论文交流会，优秀论文二等奖一次，荣获集团公司员工技术革新三等奖，近年来研发制作多项小改小革得到推广应用，特别是《红外感应自动冲水装置在沟槽式卫生间的应用》在全集团公司得到推广应用。电话：13898595699.
[2] 李时岩，男， 1968.12出生，文化程度大专，现任大隆矿机修车间机修专业技师二级。近6年获得国家级发明专利1项，获得国家级实用新型专利6项，2011年荣获集团公司员工技术革新三等奖，并发表论文《可调式组合拆装器》受到国内同行业人士的关注和认可，历年来有10余项技术改造项目获矿级员工技术革新一等奖和二等奖，并得到推广应用。电话：13065219853。
