順槽用防爆電動膠輪車的設計研究

2015-07-18 09:41:02蔡向宇冀中能源機械裝備集團石家莊煤礦機械有限責任公司河北石家莊051431

中國新技術新產品 2015年12期

蔡向宇（冀中能源機械裝備集團石家莊煤礦機械有限責任公司，河北　石家莊　051431）

順槽用防爆電動膠輪車的設計研究

蔡向宇
（冀中能源機械裝備集團石家莊煤礦機械有限責任公司，河北石家莊051431）

本文介紹了一種用于煤礦井下順槽巷道中物料運輸的鋰電池膠輪車，詳細闡述了此車的整體結構和技術特點，并對整車驅動系統、制動系統、轉向系統等關鍵技術進行了介紹。該車具有無污染、低噪聲的特點，其外形尺寸小，可雙向駕駛，運輸速度快，機動靈活，安全可靠，運行成本低，減輕了工人的勞動強度。

防爆電動順槽車；鋰電池；無污染；低噪聲；雙向駕駛

順槽車主要用于煤礦井下順槽巷道輔助運輸，為綜采工作面運送小型設備和物料，順槽巷道的特點是通道狹窄，上下坡道多，路面條件差。目前國內應用于順槽運輸的無軌膠輪車寬度通常在1.4m以上，難以適應非常狹窄的巷道，而且，全部以防爆柴油機為動力，由于順槽巷道中通風差，發動機排放的廢氣嚴重污染了巷道環境，危害井下職工的身體健康。為解決這些問題，我們研制了一種以防爆鋰電池為動力的順槽膠輪車，車體寬度為1.2m，其具有零排放、無污染、低噪聲的特點，外形尺寸小，可應用于非常狹窄的巷道。

1　設計方案

該車以防爆鋰電池為動力源，采用礦用隔爆變頻牽引電機驅動，行車制動采用液壓濕式制動器，駐車制動為失效安全型，液壓助力轉向。我們充分考慮了順槽巷道的特點，該車外形尺寸小，軸距小，轉彎半徑小，轉向靈活，驅動方式為四輪驅動，采用雙向駕駛結構，車輛到達迎頭工作面后可以直接換向駕駛，無需調頭。整車防爆安全可靠，適用于有瓦斯和煤塵爆炸危險的礦井，主要技術參數見表1。

1.2 車體。車體以高強度鋼板制成，前后各有一個駕駛室，布置著儀表臺、控制箱、方向盤等部件，每個駕駛室都可獨立操作。

1.3 車架。車架以高強度方管焊接而成，承載著司機室、車廂、電源箱等部件，通過鋼板彈簧與車橋相連。

1.4 驅動系統。整車由隔爆型變頻牽引電機驅動，兩臺電機分別固定在集成了減速箱的前后驅動轉向橋上，省去了變速箱、傳動軸等中間環節，傳動效率很高。電機功率11kW，直接帶動驅動轉向橋，不需換檔，操控簡單。四輪驅動，動力強勁，輪胎選用大花紋充填式實心胎，耐磨性好，可適應順槽巷道的復雜路況。

1.5 車廂。車廂布置在兩個駕駛室之間，為側開門結構，設有側向舉升裝置，操縱液壓閥可實現車廂的自動舉升，卸料效率高。

1.6 電氣系統。電氣系統由防爆電源箱、控制器箱、操作箱、自動保護裝置、防爆充電機等組成。電源箱容量為32kW·h，可以保證車輛續航能力不低于60km，完全可以滿足順槽巷道的運輸要求；防爆充電機可以在井下為車輛充電，充電時間短，可以在工作間隙完成充電。每個駕駛室都設有控制箱和操作箱，可以實現互鎖，避免誤操作。當車輛發生故障或外部環境不適合車輛運行時，自動保護系統可以及時報警或自動斷電，保證了行車安全。

1.7 制動系統。制動系統包括行車制動和駐車制動（緊急制動）兩套各自獨立的系統。行車制動為液壓制動和電回饋制動共同起作用，液壓制動系統由濕式制動器、制動閥、蓄能器、液壓膠管等組成，濕式制動器安裝在四個車輪上，通過腳踏式液壓閥控制制動力大小，蓄能器保證車輛在電機停止工作的狀態下仍具備十次以上的有效制動能力，保證了行車安全；電回饋制動可以避免液壓制動器過熱，同時可以為電池充電，提高車輛續航里程。駐車制動器為失效安全型，安裝在集成于車橋的減速箱上，保證車輛在液壓系統發生故障或電機停止工作時仍具備足夠的制動能力。整車制動平穩可靠，制動力大，制動距離短，可滿足安全行車要求。

1.8 轉向系統。轉向為液壓助力式，由電機帶動轉向泵提供動力，轉向輕便靈活，操控性好。