重型液壓支架無軌化搬運車及支架無軌化入罐方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于豎井煤礦重型液壓支架整體快速搬運的技術領域，具體涉及一種重型液壓支架無軌化搬運車及支架無軌化入罐方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著煤礦開采力度的加大，煤礦的開采深度也在不斷增加，主斜井副豎井形式的煤礦數量逐年增多，以中西部新建或在建的現代化礦井尤為表現突出。副豎井煤礦的液壓支架等重型綜采設備必須通過罐籠實現搬運，由于罐籠的承載能力及尺寸空間的限制，以及重型液壓支架重量較重、外形龐大，一些煤礦在重型液壓支架上下罐籠時，均不能滿足整體下井條件，必須將液壓支架拆解分體后方可下井，運往組裝硐室后進行組裝調試，到達工作面后再整體安裝，這種液壓支架搬運工藝需要將整個設備進行拆解分體，然后再進行組裝、調試，這種搬運工藝很大程度上影響了重型液壓支架等綜采設備搬家倒面的效率。
[0003]目前，國內一些主斜井、副豎井煤礦，為實現液壓支架等設備能夠整體下罐籠，專門設計開發了大承載軌道平板車，利用平板車解決了液壓支架等綜采設備的井上井下轉運問題，具體過程是:在井口外，利用起吊設備，將液壓支架等設備放至平板車，然后將平板車及設備一起下罐籠，運至井下，再利用軌道車輛或無軌車輛將設備運往工作面。這種液壓支架搬運工藝，采用的搬運設備種類繁多，支架轉載環節復雜，參與人員為數眾多，存在不少安全隱患，從而導致液壓支架等設備搬運周期較長，不能實現液壓支架的快速搬運。
[0004]申請號為201310055857.9的專利《一種井下支架入罐籠拖鏟多用車及支架入罐籠的方法》，公開了一種井下支架入罐籠拖鏟多用車及支架入罐籠的方法，該車將液壓支架整體送入罐籠后，經過拆卸，使得拖車與液壓支架分離，然后將整個車輛撤出；液壓支架運往井下后，需另外一臺拖車倒入支架處，經過掛鉤捆綁等裝車步驟，將液壓支架重新裝車，然后才能將液壓支架運往工作面。液壓支架的二次裝卸，直接增加了整個支架的搬運步驟，過多的中間環節直接導致工作人員的增加以及安全隱患得增多，尤其是延長了整個綜采工作面的搬家倒面周期，影響了煤礦的生產效率。另外，由于這種方法搬運支架時，拖車不隨支架一起下罐籠，因此，井上及井下均需配備液壓支架拖車，才能完成支架的搬運工作，設備數量的增加直接提高了生產成本。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有豎井煤礦重型液壓支架搬運時，由于支架拆解運輸及組裝調試耗時耗工、支架轉載環節復雜等因素帶來的重型液壓支架搬運效率低下等諸多問題，提供了一種重型液壓支架無軌化搬運車及支架無軌化入罐方法。
[0006]本發明由如下技術方案實現的:一種重型液壓支架無軌化搬運車，包括U型框架，通過牽引車液壓系統控制的提升機構、行走系、支撐機構、加緊機構，防撞塊，所述U型框架為前部低的變截面斜坡型式結構，橫截斷面前端小后端大；快速搬運車與防爆柴油牽引車通過數根液壓管路連接，液壓管路與快速搬運車連接處安設快換機構；快速搬運車底部設支撐機構；所述提升機構采用背靠背式固定于U型框架上平面。
[0007]所述快換機構為集成插拔式快速連接塊，液壓管路集成至插拔式集成塊上，插拔式集成塊上設有拔插和快速分離手柄；快換機構前端通過設置的兩銷軸與防爆柴油牽引車連接，后端通過快換機構底座設置的三自由度鉸接裝置與快速搬運車連接；三自由度鉸接裝置鉸接布置于同一豎直方向，左右擺動鉸接位于上方，轉向鉸接位于中間，前后擺動鉸接位于下方。
[0008]所述提升機構包括兩組提升鏈輪、鏈條及提升油缸，兩組提升油缸背向布置，兩組提升鏈輪分別位于行走系兩側。
[0009]一種重型液壓支架無軌化入罐方法，設備包括井上設置的防爆柴油牽引車、快速搬運車和井上乳化液泵站，罐籠內設置快速搬運車限位機構，井下設置快速搬運車和井下乳化液泵站；工藝過程為:井上，防爆柴油牽引車與快速搬運車連接，將液壓支架運至罐籠入口處，井上乳化液泵站調整液壓支架高度，快速搬運車連同液壓支架倒入罐籠中，快速搬運車與防爆柴油牽引車分離，快速搬運車與液壓支架一起運往井下，井下防爆柴油牽引車與罐籠內快速搬運車快速連接，井下乳化液泵站調整液壓支架高度后運往工作面；具體步驟為:
(1)井上，操作固定于快速搬運車側端的快速連接手柄，防爆柴油牽引車與快速搬運車快速連接，將液壓支架運至罐籠入口 ；
(2)井上乳化液泵站將液壓支架立柱撐起，直至液壓支架及運輸車總長可以同時進入罐籠；
(3)將快速搬運車連同液壓支架倒入罐籠中，快速搬運車輪胎到達限位機構處停車，快速搬運車底部支撐機構伸出，支撐機構與地面接觸，然后操作快換機構快速連接手柄，防爆柴油牽引車與快速搬運車分離，快速搬運車及液壓支架留在罐籠中；
(4)調整支撐機構伸出高度，微調快速搬運車水平傾角，液壓支架及運輸車的重心與罐籠的承載中心重合，關閉罐籠大門，將快速搬運車及液壓支架運往井下；
(5)打開罐籠大門，將井下防爆柴油牽引車與罐籠內快速搬運車快速連接，收回支撐機構，防爆柴油牽引車將快速搬運車連同支架運輸至罐籠外，井下乳化液泵站將液壓支架降落，將液壓支架運往工作面。
[0010]快速搬運車包含提升機構、行走系、支撐機構及加緊機構，這些機構均通過牽引車液壓系統進行控制，這樣，需要7-8根液壓管路由防爆柴油牽引車連接至快速搬運車，快速搬運車下罐時，為實現這些管路的快速分離，配備了集成插拔式快速連接塊，即所有管路集成至一個較大的連接塊上，然后通過插拔方式，在較短時間內實現所有液壓管路的連接與斷開，保證快速搬運車的下罐效率。
[0011]由于防爆柴油牽引車與快速搬運車的軸距跨度較大，因此，車輛在上坡下坡及過坑越障時，需要牽引車與快速搬運車鉸接點的縱向及橫向方向上具有足夠大的擺動自由度，為此，車輛快換機構專門配備三自由度鉸接裝置，三自由度鉸接裝置可以實現拖車轉向、前后擺動、左右擺動的自由，三個自由度鉸接布置于同一豎直方向上，左右擺動鉸接位于最上方，轉向鉸接位于中間，前后擺動鉸接位于最下方，該三自由度鉸接裝置區別于其他類型鉸接裝置，三個鉸接布置于同一豎直方向上，節省了空間，從而使得快速搬運車的尺寸更加緊湊，便于實現重型支架整體下罐。三自由度鉸接裝置位于牽引車得前端，而非牽引車機架上方，從而使牽引車與快速搬運車的鉸接點位置更加后移，使得車輛在縱向及橫向擺動時具有較大的自由度。同時，鉸接點位置的后移能夠使快速搬運車具有合適的長度，以便快速搬運車能夠滿足罐籠的空間尺寸要求，方便與液壓支架一起運入井下。
[0012]快速搬運車U型框架為變截面框架式懸臂梁結構，U型框架低部從前到后采用斜坡型式，使得U型框架橫截斷面從前到后逐漸加大，形成變截面式結構；快速搬運車的載荷分配特點，使得U型框架前端受力較小、而其后部承載較大，與懸臂梁受力特點相吻合，從而組成了快速搬運車變截面框架式懸臂梁結構；采用該結構在滿足快速搬運車承載能力的情況下，使得快速搬運車的車重大大降低，滿足了重型支架下罐時的重量要求。
[0013]提升機構固定于U型框架上平面，提升機構的布置方式采用背靠背型式，即提升機構的兩組油缸采用背向布置方式，使得油缸并非平行設置，具有一定夾角，兩組鏈輪分別位于行走系兩側，提升機構兩鏈輪間的距離變大，這樣，一方面提高了對各種型號液壓支架的搬運適應性，另一方面，鏈輪距離的加大，保證了運輸車及液壓支架在罐籠中以及在整個煤礦井下的運行穩定性。
[0014]罐籠內限位機構與罐籠中心相對位置可以調整，以便運輸車能夠運輸不同重量、不同外形尺寸的重型液壓支架。重型液壓支架由工作面到井外的搬運工藝，將上述步驟反方向執行即可實現。
[0015]防爆柴油牽引車通過動力系統提供動力，經傳動系統將動力傳遞至輪端，實現牽引車行走；通過駕駛室內部操作系統，控制液壓系統各執行機構的動作，實現工作機構的舉升及傾翻等動作，從而完成整車的各種功能。駕駛員可以通過駕駛室操作手柄或快速分離手柄便可以實現牽引車與快速搬運車的快速分離，無需通過借助其它扳手等拆卸工具。
[0016]為滿足與液壓支架一起下罐籠入井的使用要求，快速搬運車采用變截面框架式懸臂梁結構，在保證運輸車框架結構強度滿足承載要求的情況下，使運輸車具有較輕的重量，從而符合罐籠的承載要求；而且采用變截面框架式懸臂梁結構能夠加大運輸車前部的離地間隙，這樣，運輸液壓支架時，液壓支架滑靴便能伸入運輸車前部，液壓支架的運輸位置更加靠前，使得整車各軸的重量分配更加合理，既減輕運輸車輪軸額受力，削弱了運輸車輪胎對路面的破壞，又加大了牽引車輪胎的附著力，便于最大極限發揮出牽引車的動力性。同時，液壓支架的運輸位置更加靠前，使得運輸車與液壓支架的總體尺寸更加緊湊，提高了運輸車與液壓支架對罐籠的尺寸空間適應性以及對煤礦井下巷道的適應性。
[0017]采用本發明所述方法，液壓支架入罐籠及出罐籠時無需二次裝卸，省去了支架搬運過程中的冗余環節，縮短了液壓支架的搬運周期，減少了參與人員數量，避免了各種安全隱患；快連式搬運車連同液壓支架一起入井后，井底便無需再配備另外的快連式搬運車，只需另外的牽引車便可將液壓支架運往工作面，直接節約了設備采購成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為防爆柴油牽引車與快速搬運車連接圖；圖2:快速搬運車示意圖；圖3:快換機構示意圖；圖4:重型支架整體快速下井路線示意圖；圖5:快速搬運車及液壓支架在罐籠內重心匹配示意圖。
[0019]圖中:1-動力系統；2_傳動系統；3_操作系統；4_駕駛室；5_液壓系統；6_中央鉸接部；7_前車架；8_工作機構；9-U型框架；10-快換機構；11_提升機構；12_支撐機構；13-加緊機構；14_防撞塊；15-后車架；16-行走系；17-插拔式集成塊；18-快速分離手柄；
19.1-井上乳化液泵站；19.2-井下乳化液泵站；20_罐籠；20.1-限位機構；20.2-罐籠中心；21_液壓支架；21.1-支架中心。
【具體實施方式】
[0020]如圖1、2所示，一種重型液壓支架無軌化搬運車，包括U型框架9，通過牽引車液壓系統控制的提升機構11、行走系16、支撐機構12、加緊機構13，防撞塊(14