轻型快速卸煤机械研究

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1、轻型快速卸煤机械研究第1章绪论1.1研究背景铁路装卸作业为提高装卸能力和装卸效率、改善劳动条件、节约劳力、加快货物送达、加速车辆周转的重要手段之一就是提高其机械化程度。因此，目前一些国家在铁路装卸的机械化研究方面引起了高度重视，并已经发展到专门化和系列化的较高程度，我国近年在这一方面也有较大发展[1-3]。内蒙古集中了我国大量的煤炭资源，成为我国名副其实的产煤大省。但是我国的用煤大户主要集中在华东、华南沿海地区，这就催生了北煤南运、西煤东运的运输格局。自此，进入21世纪后，内蒙古煤炭行业的物流发展也开始起步[4]。从无到有、从

2、小到大，发展迅速。到2010年，内蒙登记注册的物流企业达到1600家，从业人员达16万人。煤炭物流园区是由一家或者多家煤炭配送中心集中布局的场所，具有一定的规模和综合服务功能的煤炭物流集结点。煤炭物流园区具有三大效应：一是集散效应，煤炭从不同地方汇集，然后再向外扩散运输至其他地方；二是规模效应，煤炭大量进出，能有效降低空载率，节省物流成本，产生规模效益；三是整合效应，煤炭物流园区具有调动、协调社会物流资源的能力，以降低社会物流的总本，提高社会物流的整体效率和效益。由于近年来中国经济发展迅速，对于煤炭的需求量相比几年前已经增长几

3、十倍，煤炭物流园区的煤炭中转量也急剧增加。因此，在煤炭物流中也出现了较多亟待解决的难题。其中最为突出的难题就是煤炭集中运输到煤炭物流园区之后的煤炭卸载问题。.1.2卸煤机应用情况通过收集国内外卸煤作业情况，目前采用的卸煤作业方式主要有以下几种：翻车机：是指一种用于卸载铁路敞车散料的大型卸载机械，其原理是将每节敞车车厢倾斜或翻转使物料通过重力完成卸载作业的装卸机械，多适用于港口、冶金、煤炭、热电等物料运输量大的工业部门。小型翻车机则多用于翻转卸载矿井下的矿车，其原理是将敞车翻转170°-180°将物料卸到地下的输

4、送皮带上，由输送皮带机将卸下的散料运送到需要的地方。根据设备大小不同，一台翻车机可以每次翻卸1-4节车皮，一般早期的设备只能翻卸1节车皮，而目前最大的翻车机可以同时翻卸4节车皮[5]。采用翻车机进行卸煤作业主要存在以下几个问题：第一，需要全面改建铁路路基，需要增建地面皮带输送设备，成本费用太高；第二，每一条卸煤轨道线都需要安装翻车机设备，购买成本太高；第三，逐车进行卸煤作业，是一种串行作业方式，需要时时控制列车驻停位置。伸入敞顶运煤车的旋转螺旋将煤从运煤车侧面推出的卸煤机械。大车行走机构采用八组车轮系，四轮主动、四轮从动，用以

5、承受笨重自荷载，运行可靠；螺旋体升降采用垂直提升方式，利用起重电机转子绕组串接可变电阻，用凸轮控制器控制，实现平稳启动和均匀调速，确保设备运行安全可靠；螺旋体支承结构采用箱式粱结构，螺旋采用中间驱动，螺旋体的中部没有截齿盘，叶片上镶有截齿头，用来破冻煤；活动粱在固定梁上可左右移动，用以减轻破冻煤时巨大作用力对设备造成不利影响，保证设备正常工作螺旋卸车机主要存在以下缺点：第一，螺旋卸车机每卸载一节车厢首先需要将螺旋机构伸入车厢，卸载作业完成后又需将螺旋机构提升，整个过程需要的时间急剧增加，不能快速卸煤；第二，对场地建设要求高，需

6、要附带走行装置，增加投入成本；第三，进行卸煤作业后残留量很大，仍然需要人工进行补充清理工作。..第2章散煤物理特性分析2.1煤的密度散煤的颗粒大小影响到工作装置的结构大小，因为如果工作装置仅适用于较小的颗粒散煤，那么硬度较高的块煤则会将整个工作装置卡死。因此，对内蒙古煤炭卸载场的散煤颗粒大小和硬度的研究有助于指导新型卸煤机工作装置的结构设计。了解散煤的密度是决定快速卸煤机械设计与使用方法的重要依据之一。密度与相对密度在数值上相等，但其物理意义不同。学术上一般用密度，工业上习惯用相对密度(旧称比重)。煤的相对密度是在2°

7、c时煤的质量与同体积水的质量之比。煤是多孔性物料，孔隙中含有水、空气或其他气体。煤中还含有矿物杂质。煤堆积在一起时，颗粒之间存在空隙，其中充满空气。为了适应不同的用途，煤的密度有三种表示方法：煤的真密度，煤的视密度和煤的散密度。煤的真密度是指：在0°c时单个煤粒的质量与其固态物质的实体积（不包括煤的孔隙的体积）之比，以g/cm3为单位。煤的真密度反映了煤分子空间结构的物理性质，它与其他煤的性质有密切关系。煤的真密度的测定一般用于研究煤的结构、煤的精选加工以及计算煤层平均质量等。不同煤化度的煤，其真密度相差较大，但其变化

8、随着煤化度呈现一定的规律，如褐煤的真密度为1.28~1.42g/cm3，烟煤真密度为1.27-1.33g/cm3，无烟煤真密度为1.4(M.8g/cm3。虽然从褐煤到烟煤的真密度变化较小，但是在碳含量在85%左右的烟煤之后，随煤化度加深而急剧增加，在无烟煤阶段真密度最高可以达