CTL8型防爆特殊型蓄电池电机车液压制动部分设计.pdf

2 0 1 4年第 4期 No ．4 2 01 4 煤 炭 科 技 COAL S CI ENCE ＆ TECHNOLOGY MAGAZI NE 9 5 文章编号 1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 1 4 0 4 0 0 9 5 0 2 C T L 8 型防爆特殊型蓄电池电机车 液压制动部分设计 李 景 徐州煤矿机械厂 ， 江苏徐州2 2 1 0 0 0 摘 要 防爆 电机车主要用来运送原煤 、 矸石、 渣土和人员等。相较于其他运输方式， 防爆 电机 车具有 电动机牵引力大， 效率高 ， 节省燃料 ， 运输成本低廉等优点， 在煤矿井下应用广泛。为电 机车设计一套辅助制动系统， 可提高安全系数 ， 降低安全 隐患， 并使其使用更为人性化。 关键 词 防爆 电机 车 ；液压 ； 辅 助制动 中图分 类号 T D 5 2 4 ． 3 文 献标 志码 B 大吨位电机车制动时 ． 由于惯性过大 ． 单凭人力 无 法快速 进行 制动 ． 造 成制 动距 离过 长 ． 紧急制 动不 及时等安全隐患。 为了解决这个问题 ， 同时也为了满 足新标准的要求 ， 采用液压和机械共用的设计理念 ． 对防爆电机车液压制动部分进行改进设计 。 1 设计方案的选择 防爆 电机车 的 常用制 动方 式主要 有 以下两 种 1 液压 、 空气制动 由液体 压缩空气 作为介 质 ， 传递力以及运动。有着体积小 、 重量轻、 结构紧 凑、 操作简单、 方便转 向及传动平滑等优点。 2 再生制动 通过给电动机励磁反向电压 ， 造 成磁场力方 向和实际运动方向相反来实现制动 再生制动只需要在 电气控制方面加 以改造 ． 无 须机械部分 的支持 。 改造便捷 ， 节省空间。同时通过 改变励 磁 可 以实现 电动机 到发 电机 的转 换 ．产生 的 电能可以给电池充电． 能量损耗最小 。 但是由于防爆 电机车属于低电压 高电流工作 ．电动机电压只有 D C 1 4 0 V， 而额定电流却有 1 3 6 A． 瞬时电流 3 0 0 A。 在机车运行时触点频繁大电流分断和闭合 ．对触点 垂直。 放下铲板 ， 利用推拉装置将液压支架推出。 安放 到指定位置后 ． 解除推拉装置与支架 间的连接 ． 收回 推拉缸 ， 收起铲板。检查无 问题后 ， 联系回柱绞车司 机． 将空的叉车运至切眼上口准备下一个循环。支架 安放到位后 ， 接好临时液压管路 。 升起支架 ， 并同时逐 架进行推移梁与刮板机的连接工作 ． 即安装完毕。 4工程效果分析 兴隆煤矿1 5 0 2综采工作面安装工程 ，共计安装 支架 7 5架 、 转载机 1部 、 破碎机 1台、 刮板输送机 1 部 、 采煤机 1台 ； 每班需要人工 8人 ， 合计工期 只有 1 6 d ， 与普通安装相 比， 每班减少用工 7人 ， 工期缩短 9 d ， 节 省安 装 费用 1 1 ． 5万元 安 装 人 员 只需要 操 作 液压操作阀 ． 就可以实现各设备的安装工作 ． 劳动强 度显著降低； 安装期间杜绝了安全事故， 效益显著。 5 结语 兴隆煤矿 1 5 0 2综采工作面机械化安装工程应 用实践 ， 减少了安装环节和人员 占用 ． 缩短了安装时 间 ， 节省了安装费用 ， 降低了工人劳动强度 ， 提高 了 安全可靠程度 ．为实现工作面综采设备的安装机械 化开辟了途径 ， 适应了现代化矿井建设 的要求。 作者简介 丁念波 1 9 8 3 一 ， 男， 湖北成宁人 ， 2 0 0 6年 毕 业于山西农业大学电气工程及其 自动化专业 ． 徐 州矿务集 团 有 限公 司生产技术部工程师。 收 稿 日期 2 0 1 4 - 0 7 -0 9 9 6 煤炭科技 2 0 1 4年第 4期 的要求太高 ． 磨损和损坏的周期也会大幅缩短 ， 同时 成本也会大幅提高 而且频繁充放 电电池的寿命也 会 缩 短 在 电池 成本 占到整 车 成本 5 0 ％的情 况下 ， 再生制动方式不合适 空气制动采用压缩空气 ． 气源提取方便 ． 整个系 统 比较简单 空气制动不会造成污染 ． 是清洁方便的 制动方式 系统产生的废气直排大气 ． 不需要设计 回 气管道 ．而且空气压力 比较低 ．系统的防渗漏要求 低 ， 就算有些许的渗漏也不会造成环境污染。 但是 由 于井下比较潮湿 、 空气质量不太好 ， 根据实际经验 ， 空气系统 阀以铝合金为主经常发生锈死等故障。即 使采取了空气过滤措施 ．作为主要容器的气包内也 会存有大量的水 ， 影响使用效果。综合上述考虑 ， 空 气制动也不适合井下使用 液压制动采用液压油为载体传递力和运动。由 于采用液压油 ．所 以在工作的同时也完成了对工作 部件的润滑． 便于工作部件的维护和保养 ． 能延长部 件的寿命 液压系统工作压力比气动系统要高． 在达 到 同等 工作 力 的情 况下 ．所 需要 的液 压缸直 径 比气 动系统小 。 在空间紧张的防爆 电机车内． 较小的空间 需求有利于部件的安放 。 由于系统封闭． 液压系统受 到环境 因 素影 响的可 能性也 小 。 相对 比较稳 定 。 系统 比较简单 ． 也有利于现场的维护和检修 综合比较上述系统的优缺点 ．决定采用液压系 统作为本设计 的总体方案 2液压制动 系统 2 ． 1 液压 制动 工作原 理 液压 制动 系统 如图 1 所示 1 油箱； 2 过滤器 ； 3 齿轮泵； 4 单 向阀； 5 溢流 阀； 6 压力传 感器 ； 7 储能器 ； 8 手动二位 三 通换 向阀； 9 梭 阀； l 0 _ 一减压阀 ； 1 l 液压缸 图 1 液压制动 系统 本系统采用储能器储存系统能量 。 打开电源后 ， 齿轮泵工作， 向储能器内注入压缩液体。 当压力传感 器的压力达到某个上限以后 ， 发出信号， 停止齿轮泵 的工作。 此时汽缸可以通过手动阀操作。 由于本车有 两个司机室， 所以手动阀也必须有两个 ， 司机在两个 司机室都可控制制动。梭阀用以实现两个手动阀的 闭锁 ， 防止互相影响。当液压缸工作一定次数 ， 系统 压力低于临界值后 ． 压力传感器发出信号 ． 齿轮泵开 始工作。 本方案的优点是事先在系统里储存能量 ．使用 速度快． 同时压力也 比较稳定 ． 适合电机车的使用环 境。同时电动机也处于间歇工作状态，能量利用率 高 缺点是系统比较复杂 ． 使用 的阀比较多， 潜在的 渗漏点多， 对整个系统的密闭性要求高。 2 ． 2 机械 部 分 由于车内空间有限 ．液压制动系统只能结合原 有的机械制动部分 ． 作为辅助制动。 本设计是在原有机械制动的制动杆上加装液压 缸 ． 以液 压缸 的拉力 拉动 制动 杆进行 制动 ． 也 就是用 液压替代原有的机械制动 同时在原有机械拉杆的 端部开槽 ．用以解决机械液压同时作用于同一制动 杆时的闭锁问题 液压缸 回拉制动时 ， 制动杆 向前移 动 ． 顶端的固定销进入缓冲槽 。 机械制动拉杆保持不 动 。制 动完毕 ， 液压 缸松 开 。 制 动杆 回位 。 3 实际试 验 采用液压制动方案制造了一辆样车 在 电机车 标 准 MT 4 9 1 -- 1 9 9 5的条 件下 进行 制动试 验 。 试验结 果 如表 1 所列 表 1 样车 制动试验结果 m 从试 验结 果可 以看 出 ．采 用本 系统 可 以有效 地 缩短车辆的制动距离。 4结论 本设计方案可以有效地缩短制动距离 现场试 验时．司机也表示采用这种制动系统从看到制动信 号到实际开始制动反应时间减少了 1 2 s 制动时 也省力多了。 本方案缩短了制动距离 ， 降低了司机的 劳动强度 。 提升了制动安全性 ， 取得了较好的效果 。 本设计也有一些不足有待改进 液压元件的选择没 有真正做到完全匹配 ， 驱动电动机的成本太高。 作者简介 李景 1 9 8 3 一 ， 男 ， 江苏徐 州人 ， 2 0 1 2年 毕 业于江苏大学机械 电子工程专业． 徐州煤矿机械厂助理 工程 师。 收稿 日期 2 o 1 4 0 6 1 8 _ ／ ～ 一 一 ～ r 吾，