一种单轨吊用矿车的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿辅助运输领域，特别涉及一种单轨吊用矿车。


背景技术：

2.矿车是矿山中输送煤、矿石和废石等散状物料的窄轨铁路搬运车辆，一般须用机车或绞车牵引，目前井下的在用矿车无快速起吊装置，因而通常情况下需要起吊矿车时，操作人员会使用2根链条对打运车辆进行捆绑。但由于矿车不像集装箱车有专用起吊点，起吊困难，在起吊过程中，一旦操作稍有不慎，矿车发生晃动，就极易松脱，造成矿车坠落事故，起吊作业的操作人员很难及时躲避，引发人身事故；同时，矿用车辆的载重较大，在使用单轨吊起吊时容易使车皮变形，矿用车辆发生变形后，无法正常使用，打运成本较大；车皮重心偏移时，也容易造成车辆翻车的风险。另外用于捆绑的链条较重，一人捆绑车辆比较困难，此过程劳动量较大，消耗较大人力。


技术实现要素：

3.为解决背景技术中的技术问题，本实用新型提供了一种结构稳定，操作方便，安全性能较高、既适用于地面运输，又适用于单轨吊吊装使用的单轨吊用矿车，它改变了传统的起吊方式，保护了矿车的整体结构，使吊装过程中车辆不易变形。
4.本实用新型采用如下的技术方案：一种单轨吊用矿车，包括车体，用于承载工件；左右一对起吊装置，对称固接在所述车体的两侧边；所述起吊装置具备一对垫板，所述垫板对称固接在所述车体侧边的两边；所述垫板上固接起吊鼻，所述起吊鼻相对于其连接面的竖直方向倾斜呈锐角α；所述起吊鼻上安装有卸扣，所述卸扣的插销轴向插入至所述起吊鼻的穿孔内；两个所述卸扣之间活动连接有锚链，所述锚链的中间位置活动连接有单轨吊链，在吊装工件时，所述锚链与两个所述卸扣之间的连线形成顶角为钝角的等腰三角形，该等腰三角形的底角为锐角θ。
5.作为优化方案，所述锐角α满足为5-7
°
，所述锐角θ满足10-30
°
。
6.作为优化方案，位于所述车体的左右两边的底盘上绕设有捆绑带，所述捆绑带的两端活动连接在所述锚链的左右两边对称位置。
7.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
8.本实用新型通过直接在矿车两侧安装起吊装置，使矿车不仅能满足正常的使用需求，而且能够用于单轨吊吊装使用环境中，在功能上进行了拓展；
9.本实用新型采用在起吊鼻与矿车车体之间设置垫板，能够有效的避免起吊时起吊鼻承载的载荷对矿车车皮的产生直接的剪切应力，防止车皮受力后严重变形，造成车辆无法正常使用的现象，对矿车车体起到了有效的保护作用；
10.本实用新型将起吊鼻与矿车连接面呈α角度连接，减小了辅助链条对起吊鼻的剪切应力，提高了起吊鼻的承载能力，同时，锚链与两个卸扣之间的连线形成顶角为钝角的等腰三角形，使得本装置能够以较好的力学角度实现吊装功能，具有较好的机械可靠性和稳
定性，优化了起吊鼻的受力分布，减少了锚链对起吊鼻的损伤；
11.通过在底盘上连接捆绑带，防止在起吊过程中起吊鼻断裂或严重受损失效，造成矿车掉落事故，从而对起吊过程起到二次保护的作用。
附图说明
12.图1为本实用新型单轨吊用矿车的使用状态图；
13.图2为本实用新型起吊装置的结构示意图；
14.图3为本实用新型起吊装置的剖视图；
15.图4为本实用新型的锚链的受力分析示意图；
16.图5为本实用新型起的起吊鼻的受力分析示意图；
17.图6为本实用新型实施例3的结构示意图；
18.其中，1-车体、11-底盘、2-起吊装置、21-垫板、22-起吊鼻、23-卸扣、24-锚链、3-单轨吊链、4-捆绑带。
具体实施方式
19.以下，为了便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现参照附图来做进一步说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。
20.在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
21.如图1所示，本实用新型的单轨吊用矿车，包括用于承载工件的车体1，以及对称固接在车体1的两侧边的一对起吊装置2，如图1中a处，如图2和图3所示，起吊装置2具备一对垫板21，垫板21对称固接在车体1侧边的两边，本实施例采用焊接的方式将垫板焊接在车体1侧边的两边，在垫板21上固接有起吊鼻22，起吊鼻22相对于其所在的连接面的竖直方向倾斜呈锐角α；在起吊鼻22上安装有卸扣23，卸扣23的插销轴向插入至起吊鼻22的穿孔内；两个卸扣23之间活动连接有锚链24，锚链24的中间位置活动连接单轨吊链3，在吊装工件时，锚链24与两个卸扣23之间的连线形成顶角为钝角的等腰三角形，该等腰三角形的底角为锐角θ。
22.本实用新型的单轨吊用矿车，通过直接在矿车两侧安装起吊装置2，使矿车不仅能满足正常的使用需求，而且能够用于单轨吊吊装环境中，在功能上进行了拓展。在使用时，将单轨吊链3安装固定在锚链24的中间位置，使得锚链24与左右两边的起吊鼻22形成顶角为钝角的等腰三角形，从而使起吊重心居中，可以提高力系的受力合理性，保证两边起吊鼻22受力均匀，防止在起吊过程中车体1发生倾覆；同时，将起吊鼻22安装于垫板21上，可以减少起吊鼻21承载的载荷对矿车车皮的产生直接的剪切应力，防止车皮受力后严重变形，造成车辆无法正常使用的现象，对矿车车体起到了有效的保护作用。
23.实施例1：
24.在上述实施例的基础上，作为优选的，起吊鼻22相对于其所在的连接面的竖直方向倾斜的夹角α满足为5
°
，锚链24与两个卸扣23之间的连线形成的钝角等腰三角形的底角
为10
°
，如图4和图5所示，对本实用新型的锚链24和起吊鼻22的受力情况进行的分析：
25.本实施例中起吊梁的额定承载重量为8t，锚链24的中间吊挂点受单轨吊链3的竖直向上拉力f梁和两个起吊鼻方向的拉力f1、f2，f梁大小为单轨吊起吊梁液压葫芦的载荷，液压葫芦额定载荷为40kn。
26.单个起吊鼻受力图中，据受力平衡原理，起吊鼻受锚链24方向的拉力f和f＇；车辆有四个起吊鼻，通过受力分析可看出，每个起吊鼻受沿着锚链24方向的拉力f，力f可以分解成竖直方向的力fy和水平方向的拉力fx，fx＝fy
×
cotθ，fx与θ成反比例关系，根据受力平衡原理，f梁大小为两个起吊鼻所受力在竖直方向的总和，即f梁＝2fy＝40kn。
27.考虑单轨吊起吊梁有安全系数1.5，则fy＝20kn
×
1.5＝30kn。
28.式中：θ为锚链与车辆同一头两个起吊鼻连线的夹角，据现场使用情况，θ为10
°
计算，fx＝fy
×
cotθ＝30kn
×
cot10
°
≈173kn。
29.关于起吊鼻焊接强度验证，起吊鼻与车辆可视为一偏心受载的搭接接头，已知本实施例中，起吊鼻的焊缝长h＝800mm，钢板厚度l0＝10mm，焊脚尺寸k＝10mm，外加载荷f＝fx＝173kn(f＝fx＝52kn)，梁长l＝10cm。根据焊接材料，焊缝的许用切应力[τ']＝10000n/cm2。
[0030]
由于搭接接头受偏心载荷，此时焊缝中既有由弯矩m＝fl引起的切应力
[0031]
又有由切力q＝f引起的切应力此时焊缝所承受的合成切应力
[0032]
分别计算τm、τq得出，由f引起的弯矩m＝f
·
l＝173000
×
10＝173000n
·
cm(m＝f
·
l＝52000
×
10＝52000n
·
cm)，
[0033]
代入已知数据为：
[0034][0035]
(∑l为焊缝总长)，
[0036]
即∑l＝h＝80cm，
[0037]
计算合成切应力
[0038]
由于8605n/cm2＜10000n/cm2即τ＜τ＇，因此，本实施例设计的搭接接头安全。
[0039]
关于起吊鼻抗拉强度校核，强度[σ＇]为225mpa，许用抗拉强度[σ＇]为500mpa。受力分析计算出拉力为173kn。
[0040]
σ＝f/s，(式中：σ为屈服强度，f为所受拉力，s为横截面积)，
[0041]
则s＝f/σ，将许用屈服强度代入为：s＝173000n
÷
225n/mm2≈769mm2，
[0042]
φ40圆钢截面积：s1＝π
·
202＝1256mm2》769mm2，
[0043]
30mm钢板最小肉厚h＝s/30＝769/30＝25.6mm，设计使用的起吊鼻肉厚为40mm》25.6mm，因此，得出设计的起吊鼻安全。
[0044]
本实施例中，起吊鼻22能够以较好的力学角度实现吊装功能，具有较好的机械可靠性和稳定性，优化了起吊鼻22的受力分布，减少了锚链24对起吊鼻22的损伤。
[0045]
实施例2：
[0046]
在上述实施例的基础上，作为优选的，起吊鼻22相对于其所在的连接面的竖直方向倾斜的夹角α满足为7
°
，锚链24与两个卸扣23之间的连线形成的钝角等腰三角形的底角为30
°
，
[0047]
如图4和图5所示，对本实用新型的锚链24和起吊鼻22受力情况进行的分析：
[0048]
本实施例中起吊梁的额定承载重量为8t，锚链24的中间吊挂点受单轨吊链3的竖直向上拉力f梁和两个起吊鼻方向的拉力f1、f2，f梁大小为单轨吊起吊梁液压葫芦的载荷，液压葫芦额定载荷为40kn。
[0049]
单个起吊鼻受力图中，据受力平衡原理，起吊鼻受锚链24方向的拉力f和f＇；车辆有四个起吊鼻，通过受力分析可看出，每个起吊鼻受沿着锚链24方向的拉力f，力f可以分解成竖直方向的力fy和水平方向的拉力fx，fx＝fy
×
cotθ，fx与θ成反比例关系，根据受力平衡原理，f梁大小为两个起吊鼻所受力在竖直方向的总和，即f梁＝2fy＝40kn。
[0050]
考虑单轨吊起吊梁有安全系数1.5，则fy＝20kn
×
1.5＝30kn。
[0051]
式中：θ为锚链与车辆同一头两个起吊鼻连线的夹角，据现场使用情况，θ为30
°
计算，fx＝fy
×
cotθ＝30kn
×
cot30
°
≈52kn，
[0052]
关于起吊鼻焊接强度验证，起吊鼻与车辆可视为一偏心受载的搭接接头，已知本实施例中，起吊鼻的焊缝长h＝800mm，l0＝10mm，焊脚尺寸k＝10mm，外加载荷f＝fx＝52kn，梁长l＝10cm。根据焊接材料，焊缝的许用切应力[τ']＝10000n/cm2。
[0053]
由于搭接接头受偏心载荷，此时焊缝中既有由弯矩m＝fl引起的切应力
[0054]
又有由切力q＝f引起的切应力此时焊缝所承受的合成切应力
[0055]
分别计算τm、τq得出，由f引起的弯矩m＝f
·
l＝52000
×
10＝52000n
·
cm，
[0056]
代入已知数据为：
[0057][0058]
(∑l为焊缝总长)，
[0059]
即∑l＝h＝80cm，
[0060]
计算合成切应力
[0061]
由于2590n/cm2＜10000n/cm2即τ＜τ＇，因此，本实施例设计的搭接接头安全。
[0062]
关于起吊鼻抗拉强度校核，强度[σ＇]为225mpa，许用抗拉强度[σ＇]为500mpa。受力分析计算出拉力为52kn。
[0063]
σ＝f/s，(式中：σ为屈服强度，f为所受拉力，s为横截面积)，
[0064]
则s＝f/σ，将许用屈服强度代入为：s＝52000n
÷
225n/mm2≈231mm2，
[0065]
φ40圆钢截面积：s1＝π
·
202＝1256mm2》231mm2，
[0066]
30mm钢板最小肉厚h＝s/30＝231/30＝7.7mm，设计使用的起吊鼻肉厚为40mm》7.7mm，因此，得出设计的起吊鼻安全。
[0067]
同样的，本实施例中，起吊鼻22能够以较好的力学角度实现吊装功能，具有较好的机械可靠性和稳定性，优化了起吊鼻22的受力分布，减少了锚链24对起吊鼻22的损伤。
[0068]
实施例3：
[0069]
如图4所示，作为一种优选的实施方式，在车体1的左右两边的底盘11上绕设有柔性的捆绑带4，捆绑带4的两端活动连接在锚链24的左右两边对称位置，当起吊过程中，起吊鼻22因为发生断裂或严重受损而失效时，连接在锚链24上的捆绑带4因为与车体的底盘仍然保持着连接关系，使得车体1不会因完全失去拉力而发生倾覆和掉落，从而可以对起吊过程起到二次保护的作用。
[0070]
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。