新型多轴电动轮矿用车的研发与应用
XDE系列电传动矿卡电驱动系统简介
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O 图6-3
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用PWM波代替正弦半波
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变频器的保护
• 过电流保护： 在实际工作中，大部分负载都是经常变动的，因 此在工作过程中或在升、降速过程中，短时间的过电 流是难免的。 通过改变变频器的频率，来降低电流。当工作电 流超过限定值时，变频器自动地适当降低其工作频率， 当工作电流降到限定值以下时，工作频率再逐渐恢复。
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控制原理
低压：24V 及（+15V、-15V、+5V、-5V和0V） VDC Ib Ic n ΦA Invertor Control ΦB Model ΦC (ICM) Invertor Control ΦB Model ΦC (ICM) ΦA Gate driver 门驱动器
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变频器的保护
过电压保护
在PWM调制方式中，电路是以脉冲 的方式进行工作的，由于电路中存在 着绕组电感和布线电感，所以在每一 个脉冲的上升和下降过程中，可能产 生峰值很大的脉冲电压，这个电压将 叠加在直流电压上，形成具有破坏性 的脉冲高压。 在设备上使用了瞬间断路器TC （Transient chopper），当DC Link 电压超过1575V时，TC打开，电压经 制动电阻消耗，当电压降到1475V时， TC关闭。功能是消除电压峰值。
加速及制动踏板
扭矩命令 反馈扭矩命令
高压：14001500VAC IGBT IGBT IGBT 左轮 IGBT
相位模块
I/O truck Interface 发动机 交流发电机
System Controller Assembly (SC)
世界最大的电动轮矿用车箱在包头焊接完成
世界最大的电动轮矿 用车箱在包头焊接完成
世界 最大 的 电动轮 矿用 车车 箱 近 日在包头 北 方股 份 公司 焊接 完成 。待 总装完 成 后 ，这辆 车将 成 为世界 上 载
合作开发的国内首条全 自动激光拼焊生产线零号样机剪 重量 最大 的矿 用车 。 今年４ 月份 ，北方股份公司与 中国神华集团签订了
国机械行 业上 半年 保持 了较 高增长势头 ，完成工业 总 临 时支 撑 点 的钢 片松动 并取 出钢 片的 过程 ，而这项 工 作
产值 ２ ４ ８ 元 ，同 比增长 ２ ．％ ，增 幅 同 比提高 ９ 个 的原理与我们给汽车换轮胎相同。昨天上午 ，国家体育 ５９亿 ８９ 、 ３
该 所所长 王越 超代 表 沈阳 自动 化所 向社 会各界 朋 友 ＭＴ ５ ０ 电 动 轮 矿 用 车 车 箱 在 北 方 股份 公 司 焊 接 完 ５０ 型
的到来表示欢迎和感谢，并简要介绍了与 日方共同合作 成 ，这 次 生 产 的 矿 用车 车 辆 长 １ 米 ，宽９ 多 ，高４ ４ 米 米
作 为沈 阳 自动 化所 知 识创 新三 期重 大项 目，也是 沈
年 《 高技术产业发展 “ 十一五” 规划》 长三角、 、 京津冀及 阳 自动 化 所 近２ 来最 重 要 的 国际 合 作项 目，沈 阳 自动
东北地区区域创新能力规划等一批专项规划 ：制定和完 化所积极落实中国科学院 “ 两个面 向、 两个加强”的新
空 白。
动 态
国 内首条 全 自动激 光拼 焊 生 产 线在
沈阳自动化研 究所研制成 功
９ ７ 月２ 日上午 ，由中科院沈阳自动化所现代装备研
究 设计 中 心与 日本 石川 岛播 磨重 工株 式 会社 （Ｈ公 司 ） ＩＩ 彩 仪式 在沈 阳 自动 化所举 行 。来 自日本石 Ｊ 岛播磨 重 工 Ｉ ｔ
德国沙苛公司的新型矿用机车
德国沙苛(Schalke )公司于1990年受德国煤矿总公司(RA G )的委托,研制了适用于一切矿井的新型矿用机车。
虽然该公司已有125年生产各种机车的历史,但他们并未因循守旧,而把机械工程和电子工程的新成果有机的结合,研制出适应于各种用途的新一代矿用机车。
这些机车克服了旧机车的一些缺点,采用了许多来自现代工业的新产品和新技术,并且保证符合ISO 9001质量检验标准。
本文仅对我国煤矿可以选用的组合结构新型矿用机车的主要特点作简要介绍。
1机车组合结构的特点矿用机车整机采用积木式组合结构(如图1所示),机车由几大部件用栓螺固定在车体上组装而成。
欲将机车运到井下时,可把各大部件分离开,每个部件重量和体积小,可由罐笼放到井底车场,然后组装起来使用。
机车分为900mm 和600mm 两种轨距,而且轨距有一定调节范围,故适用于大、中、小型矿井。
图1GAM15型组合结构新型矿用电机车1-车体;2-蓄电池箱;3-逆变装置;4-司机室;每台机车可配置一个司控室,也可在车体两头配置双司控室(见图1),两个司控室在电气方面用电缆联结,机车由一位司机操纵。
司控室内有一个可转动的驾驶座位,左边固定一个机车换向开关和通讯装置,右边有一个小巧轻便的操作手柄。
在操作手柄顶端有个钮扣形按键,当司机在操作机车时,必需每小于20s 按此按键一次,否则机车就会停下来,这就随时提醒司机操纵时保持思想集中。
如欲停车,将手柄拉回到中间停车位置,再向后拉,机车进入电气制动状态,直至停车。
驾驶位前方设置仪表板,司机可能通过仪表了解机车运行参数,故能适时正确操作机车。
机车车体用约100mm 钢板焊接而成,不仅保证机车能承受强烈的撞击,而且也能满足牵引力对粘重的需要,不需在机车上再加配重。
机车可装配柴油机,也可装配电动机,根据用户需要选用。
2复式能源电机车复式能源电机车是一种架线—蓄电池两用机车,在架线式机车的车体上安装三个箱体(如图2所示),1是蓄电池箱,箱内装有酸性或碱性牵引蓄电池,也可装备九十年代新开发出的免维护固体电池组,这种免维护蓄电池可连续使用5年,采用此种蓄电池虽初期投资较高,但平时维护费用低,不需经常充电。
北方股份NTE240型电动轮矿用自卸车
匠心独运，应对严苛工作环境NTE240型电动轮矿用自卸车具有水平方向的承梁设计，它吸收更多的冲击能量，以减少对车箱侧面的损坏。
这种独特的设计还能简化结构，并且与传统的垂直承梁设计相比，车厢质量可大幅度减少。
获得专利的底板承梁至自卸车箱底板纵梁接合设计还可消除车箱结构内部的一个高应力区，并且容许结构上灵活性的增强，从而提高了车箱的疲劳寿命。
人性化设计，操作更舒适独立的前梁式桥为电动轮系统矿用汽车提供了采矿中最舒适的乘坐性，该桥横向稳定由4个牵引杆和2个悬缸以及一个横向稳定拉杆实现。
这种布置对车架的应力载荷减少50%。
此外，结构的简单化减少了动作零件的数量，超大尺寸的车轮轴承的使用寿命预计为20000 h。
一体式ROPS(防倾翻保护结构)驾驶室有2个全尺寸座椅，豪华的内饰，浅色玻璃，让视野更开阔的曲线形风挡，可倾斜和伸缩的方向盘，加热器和除霜器，加压、过滤的换气道为驾驶员提供舒适的工作环境。
除此之外，NTE240型电动轮矿用自卸车可选用康明斯或底特律发动NTE240型电动轮矿用自卸车制造商：内蒙古北方重工业集团有限公司（以下简称北方股份）下线时间：2012年10月市场背景：电动轮产品是集机电液为一体的高科技含量产品，因此国际上较早生产电动轮非公路矿用自卸车的厂商仅有小松、卡特彼勒、日立尤克里德、利勃海尔及别拉斯等，这些厂商掌握着产品的定价权和供货周期、备件价格，形成了技术垄断。
从2010年开始，北方股份自筹资金开始研制大吨位电动轮矿用自卸卡车，并于2011及2012年先后自主研制成功国内首台NTE260、NTE150型电动轮矿用车。
2012年10月，北方股份中国兵器工业集团又成功研制的第三款自主品牌产品NTE240型电动轮矿用自卸车。
它的问世，标志着北方股份打破了国外企业在220 t级矿用车领域的技术垄断，取得了自主创新的重大突破。
机，高效、经济；坚固的、构造结实的车架保障了整车的使用寿命；双箱型截面的结构和高强度、低合金、可控轧制钢的运用，简化了焊接程序并降低了焊接过程中氢气造成的脆变；车架关键部位的特点是深截面主纵梁，使应力降低了50%，从而使车架的疲劳寿命增加800%。
轮毂电机、轮边电机应用
轮边电机应用于240吨16X16电动轮矿用自卸车
轮边电机应用于240吨多轴电动轮矿用自卸车
轮边电机应用于240吨16轮全驱矿用自卸车实例
轮边电机应用于D320E推土机
轮边电机推土机参加上海宝马展
轮毂电机应用于LRS240E轮胎压路机
轮毂电机驱动LRS240E轮胎压路机产品
轮边电机驱动87吨矿用车 87吨电驱动矿用车
轮边电机驱动的道路试验负荷车
我公司轮边电机系统应用于国家项目
我公司轮毂电机驱动系统应用于国家项目
我公司轮边电机驱动系统应用于国家项目
电驱动桥
6X6轮毂电机控制器
电动轮悬架总成
电动轮悬架总成
240吨矿用车轮边电机驱动桥
轮边电机制动器总成
整车控制器
轮边电机驱动人机界面
轮毂电机驱动系统人机界面
பைடு நூலகம்
轮边电机驱动系统人机界面实物
自主开发的轮边电机驱动系统软件
自主开发的轮边电机驱动系统软件
自主研制的轮毂电机试验设备
自主研制的纯电动大巴轮毂 电机驱动系统试验台
自主研制的大巴轮毂电机系统试验软件
谢谢! The End
大型矿山电动轮汽车发动机自主研发及关键技术研究
大型矿山电动轮汽车发动机自主研发及关键技术研究张伟旗【摘要】大型矿山电动轮汽车发动机的安全、高效、低耗、环保和经济运行问题,一直是国内外重点研究的技术领域.德兴铜矿采用二次创新即引进消化吸收再创新的技术路径,使其核心技术研发能力取得突破性的提升,多项关键技术填补了国内外技术空白,推广应用价值高.【期刊名称】《有色设备》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P17-21)【关键词】电动轮汽车发动机;自主研发;成本能耗水平【作者】张伟旗【作者单位】江西铜业集团铜材有限公司,江西贵溪335424【正文语种】中文【中图分类】TD5发动机是电动轮汽车和工程机械的“心脏”部件，也是其动力之源。
德兴铜矿铜厂和富家坞采区日采选矿石产能13万t/d，其矿石年采剥总量巨大，达1.32亿t/a。
故采用十几台大型电动挖掘机和配套的七十多台电动轮卡车进行采矿作业[1]。
而大型矿山电动轮汽车核心部件发动机运行是否平稳，十分关键。
特别是，近年来发动机故障频发且有逐年上升的趋势，电动轮出勤率低，维修成本高，势必直接影响矿山的开采率和成本能耗水平，进而影响整个采矿区的有序生产，严重阻碍和制约了生产的顺行，因而成为该矿生产技术的“瓶颈”。
电动轮汽车是矿山的主要运输工具，其对发动机的可靠性和耐久性要求比普通汽车要高得多，且随着该矿产能的不断攀升，采区凹陷开采的进一步加剧，电动轮皆需长距离重车爬坡，其发动机劣化倾向凸显，一些新故障、新问题将逐渐暴露出来。
而面对电动轮汽车“心脏老化”等技术难题，如何将设备劣化负面影响降至最低，保证大型矿用电动轮的安全顺行，大幅提高矿山的技术经济和环保效益，就必须打破国外的技术封锁和长期的垄断，持续地针对大型矿山电动轮汽车发动机进行自主研发和关键技术研究，十分必要。
大型矿用电动轮汽车因技术含量高、研发周期长、试制试验费用高、资金占用量大、配套体系要求高，目前在世界上仅有美国、德国、日本、中国和白俄罗斯等能够研发和生产，市场份额>90%。
第四章___矿用电机车
第四章___矿用电机车
•8.连接缓冲装置 •架线式电机车上采用铸铁的刚性 缓冲器；蓄电池式电机车上则采 用带弹簧的缓冲器，以减轻电池 所受的冲击。
《煤矿安全规程》规定： 倾斜井巷运输时，矿车之间的连接、矿车和钢丝绳之间的连接 都必须使用不能自行脱落的连接装置。 矿车的连接钩环、插销和无极绳运输的连接装置的安全系数都 不得小于6。 运送人员车辆的每一个连接器、钩环和保险链的安全系数都 不得小于13。 矿车连接装置至少每2年进行一次2倍于最大静荷重的拉力试 验。
第四章___矿用电机车
三、电机车的基本部件
矿用电机车是由机械设备和电气设备两大部分组成。
第四章___矿用电机车
•电机车的机械设备组成： •车架、轮对、轴承和 轴箱、弹簧托架、制 动装置、加砂装置、 齿轮传动装置及连接 缓冲装置等。
第四章___矿用电机车
1．车架
车架是机车的主体， 是安装的基础,包括:车梁、缓冲器和 轴卡。 车梁：矿车的主要承载部件。 缓冲器：直接承受牵引力和冲击。 轴卡：车架与轮对的连接体，目前多采用插销式。
•
m—列车全部质量，t，m=(P+Q)；
•
P—电机车质量，t；
•
第四章___矿用电机车
Q—矿车组质量，t；
γ—惯性系数，对矿用电机车一般取γ =0.075，也可 近似取γ =0.10；
第四章___矿用电机车
2．轮对
轮对是矿车的行走部分， （1）轮箍和轮心热压装在一 起的结构
（2）整体车轮。
第四章___矿用电机车
3.轴箱
轴箱是轴承箱的简称， 内有两列滚动轴承，与 轮对两端的轴颈配合安 装。
轴箱两侧的滑槽与车架 上的导轨相配，上面有 安放弹簧托架的座孔。
XDE系列电传动矿卡电驱动系统简介
轮马达温度传感 器
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变频器的保护
• 负载侧接地保护： • 当电动机的绕组或变频器 到电动机之间的传输线中 有一相接地，将导致三相 电流不平衡（两相以上同 时接地则形成短路）。当 检测出三相电流不平衡时， 将立即进行保护。
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变频器的保护
EMI及谐波防护
• • EMI（Electro Magnetic Interference)电磁干扰： 高频化和大容量化使装置内部电压、电流发生剧 变，不但使器件承受很大的电压电流应力，还在 装置的输入输出引线及周围空间里产生高频电磁 噪声，引发电气设备的误动作。 谐波会使输入电流波形严重失真。 EMI电容器的作用是将IGBT产生的电磁噪声释放。
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变频器的保护
过电压保护
在PWM调制方式中，电路是以脉冲 的方式进行工作的，由于电路中存在 着绕组电感和布线电感，所以在每一 个脉冲的上升和下降过程中，可能产 生峰值很大的脉冲电压，这个电压将 叠加在直流电压上，形成具有破坏性 的脉冲高压。 在设备上使用了瞬间断路器TC （Transient chopper），当DC Link 电压超过1575V时，TC打开，电压经 制动电阻消耗，当电压降到1475V时， TC关闭。功能是消除电压峰值。
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用PWM波代替正弦半波
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变频器的保护
• 过电流保护： 在实际工作中，大部分负载都是经常变动的，因 此在工作过程中或在升、降速过程中，短时间的过电 流是难免的。 通过改变变频器的频率，来降低电流。当工作电 流超过限定值时，变频器自动地适当降低其工作频率， 当工作电流降到限定值以下时，工作频率再逐渐恢复。
XDE400矿用电动轮自卸车轮边减速器传动系统优化设计
XDE400矿用电动轮自卸车轮边减速器传动系统优化设计XDE400矿用电动轮自卸车轮边减速器传动系统优化设计近年来，全球矿业行业迅猛发展，对矿用设备的性能要求也越来越高。
矿用电动轮自卸车作为一种常用的装载设备，其传动系统的性能优化至关重要。
本文将围绕XDE400矿用电动轮自卸车轮边减速器传动系统的优化设计展开探讨。
首先，我们需要对该传动系统的工作原理进行了解。
XDE400矿用电动轮自卸车采用了轮边减速器传动系统，其主要原理是通过减速器将电动机的高速旋转转换为合适的转矩和速度，从而驱动车辆的轮胎。
传动系统的优化设计需要考虑几个关键因素，包括传动效率、可靠性和运动性能。
传动效率是传动系统设计的重要指标之一。
通过优化齿轮的设计，减小传动系统的摩擦和损耗，可以提高传动效率。
在XDE400矿用电动轮自卸车的传动系统中，我们可以考虑采用高效率的齿轮材料和润滑剂，减少功率损耗，提高传动效率。
另一个重要因素是传动系统的可靠性。
矿山作业环境恶劣，传动系统需要能够承受大扭矩和高负荷的工作条件。
为了提高传动系统的可靠性，我们可以采用高强度、耐磨损的材料来制造齿轮和轴承。
此外，传动系统的运动性能也是需要优化的。
矿用电动轮自卸车在工作中需要具备较高的动力输出和灵活的操作性能。
通过合理设计齿轮的数量和模数，以及优化齿轮的齿形，可以实现传动系统的良好运动性能。
对于XDE400矿用电动轮自卸车轮边减速器传动系统的优化设计，可以采取以下几个步骤：首先，进行传动系统的参数计算和选择。
根据车辆的负载要求和工作条件，确定合适的传动比和转速范围。
同时，选择合适的齿轮材料和润滑剂，以提高传动效率和可靠性。
其次，进行齿轮的设计和制造。
根据传动系统的参数和要求，进行齿轮的模数选择、齿数计算和齿形优化。
在制造过程中，应注意使用高强度材料和精密加工工艺，确保齿轮的耐磨损性和几何精度。
最后，进行传动系统的试验和验证。
通过实际测试，检验传动系统的运动性能、传动效率和可靠性，并根据测试结果进行相应的调整和改进。
地下矿用车辆的液压系统与驱动技术
地下矿用车辆的液压系统与驱动技术在地下矿山中，液压系统和驱动技术在矿用车辆中起着关键作用。
液压系统提供动力和控制功能，而驱动技术则将这些动力传递给车辆的各个部件。
本文将介绍地下矿用车辆液压系统和驱动技术的工作原理、应用和发展趋势。
液压系统是地下矿用车辆的核心部分，它通过液体的力学性质传递力量和实现控制。
液压系统由液压泵、液压缸、油箱、液压阀及管路等组成。
液压泵将机械能转化为液压能，液压能通过液压阀的控制传递给液压缸，从而产生力和运动。
地下矿用车辆常用的液压系统包括操纵系统、刹车系统和悬挂系统。
操纵系统是地下矿用车辆的重要组成部分。
通过操纵系统，驾驶员可以控制车辆的转向、加速和制动等操作。
在地下矿山环境中，操纵系统需要具备灵敏、可靠的特点，以确保驾驶员能够及时、准确地对车辆进行控制。
操纵系统涉及到液压阀的设计和控制，需要考虑系统的速度、力量和稳定性。
刹车系统是地下矿用车辆安全驾驶的重要保障。
地下矿山的工作环境复杂，路况艰苦，车辆需要在短时间内停止或减速。
刹车系统的设计需要考虑到车辆速度、负载、车辆状态等因素，以实现安全、可靠地制动效果。
液压刹车系统通常采用鼓式刹车和盘式刹车，通过液压压力或液压力矩传递给刹车片实现制动功能。
悬挂系统在地下矿用车辆中起到缓冲、减震和稳定车身的作用。
地下矿山的道路状况复杂，车辆经常面临颠簸、坡道和凹凸不平的地形。
悬挂系统通过液压缸和液压阀的控制，可以调节车辆的振动和姿态，提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
除了液压系统，地下矿用车辆的驱动技术也至关重要。
地下矿山中的矿用车辆需要具备强大的动力和良好的驱动性能，以应对复杂的工作环境和重负载的运输任务。
常见的驱动技术包括电动驱动、柴油驱动和液压驱动。
电动驱动是地下矿用车辆中常见的驱动技术之一。
电动驱动系统通常由电动机、变速器和传动装置组成。
电动驱动具有高效、环保、可靠等优点。
通过电动驱动，车辆可以灵活调节速度和扭矩，适应不同的工作条件和负载要求。
电动轮矿用车原理
电动轮矿用车原理它是利用电缆为机车提供能源。
高压交流电在经过变电器降压、整流后，将正极接到电缆上，负极接到轨道上。
电流通过与受电弓接触的电缆流入机车，再流经空气自动开关、控制器、电阻箱，最终进入牵引电机，驱动电机运转。
电机通过传动装置带动车轮转动，利用车轮与轨面之间的摩擦力使得机车行驶。
电流最后从电动机流出，经过轨道流回变电器。
蓄电池电机车的工作原理与架线式电机车类似，不过因为电源供应方式从电缆变成了蓄电池，所以电流是直接从蓄电池流出，经过防爆插销、电阻箱后进入牵引电机。
而后牵引电机带动车轮转动，机车因车轮与轨面之间的摩擦力向前行驶。
矿用直流电机车的工作原理：1、架线式电机车的工作过程高压交流电经牵引变流所降压、整流后转为直流，正极接到架空线上，负极接到铁轨上。
机车上的受电弓与架空线接触，将电流引入车内，再经空气自动开关、控制器、电阻箱进入牵引电动机，驱动电动机运转。
电动机通过传动装置带动车轮转动，从而牵引列车行驶。
从电动机流出的电流经轨道流回变流所。
；2、蓄电池式电机车的工作过程蓄电池提供的直流电经隔爆插销、控制器、电阻箱进入电动机，驱动电动机运转。
电动机通过传动装置带动车轮转动，从而牵引列车行驶。
；控制器内部结构：侧卸式矿车具有运量大，运行稳定不掉道，卸载稳定，不需要在曲轨上焊接固定压轮梁，凭自身重量在卸载时不会出现翻车现象，对曲轨损坏小且延长了曲轨寿命。
是一种高效、自卸载的运转设备，本身无能力，需与牵引机车配套使用的矿山装卸设备。
车箱的一侧或两侧可以打开，借助装在卸矿点上的卸矿曲轨使矿车倾斜，拉杆打开侧门卸矿的。
侧卸式矿车工作原理侧卸式矿车的车厢一侧用铰轴与车架相连，另一侧箱门上装有卸载辊轮。
卸载时，当辊轮沿曲轨斜坡过渡装置在卸载曲轨上坡段的上行，致使车厢倾斜，活动侧门绕销轴转动被拉开而开始卸载。
当辊轮沿倾斜卸载曲轨下坡运行，yimeijx03车厢靠自生重量自动下降复位到关闭侧门。
要注意的是当单侧曲轨卸卸式矿车从井底提升到卸载平台时，亿提升卷扬机煤要放慢速度上斜坡卸载平台，使其平稳卸载。
130t电动轮矿用自卸车车架设计
摘要摘要矿用电动轮自卸汽车由于它运行环境恶劣，加之自身系统复杂，因而车架在各种载荷作用下极易发生破坏或失效。
为了确保车辆在复杂工矿下的安全性和可靠性，就须对车架结构进行强度分析，验证研发设计的可行性。
本文对重型车架的结构和受力做了简单的分析，从而对130t电动轮矿用自卸车车架进行设计，确定车架的布置方案和其结构形式，进而确定了车架的总体尺寸和结构参数，进行了纵梁、龙门梁及第二、三横梁等各个部分的结构设计。
再通过对车架结构、载荷分布及所受作用力进行一些基本假设，使其简化成为一个位于支座上的静定结构，方便了对其纵梁进行简化的弯曲强度计算，确定车架纵梁的断面尺寸和断面形态，并对车架纵梁的刚度进行校核。
利用AutoCAD软件绘制车架及其零部件的二维工程图。
关键词自卸车；专用车架；结构设计燕山大学本科生毕业设计AbstractBecause of its harsh operating environment and its own complex system, the frame is prone to damage or failure under a variety of loadings. In order to ensure the vehicle’s safety and reliability in complex conditions, it is necessary to analyze the frame structure’s strength so as to verify the feasibility of the design for research and development.In this paper, the structure of heavy-duty frame and force to do a simple analysis of the 130t mining truck frame design, the layout of the frame to determine its structure and form, and then set the frame size and structure of the overall parameters conducted a longitudinal, gantry beams and the second and third beams, such as the structural design of various parts. Through on the frame structure, load distribution and the force suffered a number of basic assumptions to simplify into a bearing located in the statically indeterminate structure, convenient to carry out its simplified beam bending strength calculation to determine the longitudinal frame beam cross-section size and shape of the frame to check the stiffness of beam. The use of AutoCAD software components draw engineering drawings of frame and its model.Keywords dump truck; special frame; structural design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2矿用汽车工业的发展综述 (2)1.2.1 国外矿用汽车的发展现状 (2)1.2.2 我国矿用汽车的发展及现状 (3)1.2.3 重型矿用电动轮汽车的发展趋势 (4)1.3毕业设计的主要内容 (5)第2章车架设计概述 (6)2.1扭转刚度 (6)2.2弯曲刚度 (6)2.3单位扭转刚度 (6)2.4单位弯曲刚度 (7)2.5本章小结 (8)第3章车架的结构设计 (9)3.1车架的结构形式 (9)3.1.1 周边式车架 (9)3.1.2 X型车架 (10)3.1.3 梯形车架 (10)3.1.4 脊梁式车架 (12)3.1.5 综合式车架 (12)3.2车架总体尺寸的确定 (13)3.2.1 纵梁的设计 (13)3.2.2 横梁结构及位置的确定 (15)3.2.3 宽度的确定 (17)3.2.4 长度的确定 (17)燕山大学本科生毕业设计3.3自卸结构设计及各位置点的确定 (18)3.3.1 自卸油缸安装位置的设计 (18)3.3.2 自卸翻转支座设计 (19)3.4车架加强板的布置方式 (19)3.5车架的制造工艺及材料 (20)3.6本章小结 (21)第4章车架设计的计算 (22)4.1弯曲强度的计算的基本假设 (22)4.2纵梁的弯矩计算 (23)4.3纵梁截面特性计算 (25)4.4弯曲应力计算 (27)4.5车架的抗弯强度校核 (27)4.6本章小结 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录1.......................................................................... 错误！未定义书签。
矿车推动机械及装置的工作原理和应用
矿车推动机械及装置的工作原理和应用矿车是矿山中常见的运输工具，广泛用于将矿石、煤炭等物质从矿山输送到目的地。
而矿车推动机械及装置则是矿车实现运动的核心部件，它们通过特定的工作原理来推动矿车运动，并在工业和矿山领域中有着重要的应用。
一、工作原理矿车推动机械及装置的工作原理可以分为以下几种：1. 电力推动：矿车推动机械及装置中的电机通过传动装置（如齿轮、链条等）将电能转化为机械能，进而推动矿车前进。
这种方式常见于电动矿车等电动化设备中，其优点是操作简便、控制精确，并且排放无污染。
2. 液压推动：矿车推动机械及装置中的液压系统通过液体的流动来实现推动作用。
主要是利用液压泵将液体压力转化为机械能，通过液压缸推动矿车前进。
这种方式具有调速范围广、承载能力强等特点，常用于大型矿车或需要高扭矩的场合。
3. 气动推动：矿车推动机械及装置中的气动系统通过压缩空气来实现推动作用。
主要是利用气动缸等气动执行器来推动矿车前进。
这种方式具有响应速度快、安全可靠等特点，常用于特殊环境下或需要快速变速的场合。
4. 机械推动：矿车推动机械及装置中的机械结构通过齿轮、链条等传动装置来实现推动作用。
主要是通过驱动轮和被推动轮的齿轮啮合来推动矿车前进。
这种方式简单可靠，但效率相对较低，一般用于小型矿车或需要低功耗的场合。
二、应用领域矿车推动机械及装置广泛应用于矿山和工业领域中的各个环节。
以下是几个典型的应用领域：1. 矿山运输：矿车是矿山中重要的运输设备，而矿车推动机械及装置则是矿车能够顺利进行矿石、煤炭等物质输送的关键。
通过合理选择推动机械及装置，可以提高矿车的运输效率和安全性。
2. 工业生产：除了矿山领域，矿车推动机械及装置也广泛应用于其他工业领域中。
例如，在制造业中，矿车推动机械及装置可以用于产品输送线上，以便完成生产过程中的物料运输和工件装配等工作。
3. 物流仓储：在物流和仓储领域，矿车推动机械及装置常用于货物搬运和仓库内部的快速输送。
创新驱动 绿色发展——东风重工“巨无霸”混合动力矿用车采访纪实
66《中国经贸》 2020年06月创新驱动 绿色发展——东风重工“巨无霸”混合动力矿用车采访纪实东风重工首款混合动力矿用车问世一举填补全球新能源矿用车的空白曾几何时，在重型载货车上，国内多数用户一度信赖的是传统的柴油动力，特别是在矿用车领域。
但是，传统的柴油动力最大的缺陷，就是能耗太大，业界称之为“喝油的机器”。
对于用户来说，投入与产出之比直接关系到的是利润的多与少，是企业的亏与盈。
因此，着手研发混合动力矿用车，势在必行。
现在我们看到的那些大怪兽矿用车很多都是柴油加电传动的形式。
电驱动形式一方面能够降低车辆的污染，另外一方面就是大幅度的提高车辆的动力性。
在这方面，走在最前面的就是东风重工。
出手不凡，卓然于世。
2016年11月16日，全球首款采用新能源技术的矿用车——东风巨无霸混合动力矿用车DF45E 在深圳第十八届中国国际高新技术成果交易会上首发，东风重工推出的全球首款采用新能源技术的混合动力矿用车一亮相，就JUNE 2020 CHINA GLOBAL BUSINESS67吸引了国内外经销商和用户的注目。
人们为它拔地倚天的恢弘气势以及颠覆传统的超凡性能所震撼。
它的问世，不仅将带动国内矿山运输行业降低成本、突破困局，更是填补全球新能源矿用车的空白，彰显“中国制造”的强大底气，成为世界上少有的掌握矿用车混合动力技术的国家。
这款DF45E新能源矿用车，迄今为止是全球最大的新能源卡车，它是由东风重工（十堰）有限公司（以下简称“东风重工”）和深圳市国创动力系统有限公司（以下简称“国创动力”）联合开发，采用混合动力与纯电动两种驱动模式，拥有高效的制动能量回收系统，兼具“大功率”与“低油耗”双重优势，具有极高的市场推广价值。
中国经贸杂志记者了解到，东风重工是东风汽车公司下属的唯一一家以生产和销售矿山专用机械为主业的公司，是国内少数几家掌握矿山专用车底盘核心技术、具备矿山专用车生产能力的企业之一。
体察到采矿业“绿色生产”以及进一步“降低成本”的迫切需求，东风重工以此为基础，积极寻求与新能源的最新研究成果相融合，力图以自身的产品再次升级助推采矿业的转型升级。
2024年矿用电动轮自卸车市场前景分析
矿用电动轮自卸车市场前景分析1. 简介矿用电动轮自卸车是一种在矿山、采石场等危险环境中使用的特种车辆。
相比传统的燃油自卸车，矿用电动轮自卸车具有更好的环保性能和更低的运行成本。
本文将对矿用电动轮自卸车市场的前景进行分析。
2. 市场规模及增长趋势目前，矿用电动轮自卸车市场规模不断扩大。
随着环保意识的增强和能源政策的逐渐引导，越来越多的矿山企业开始转向使用矿用电动轮自卸车。
根据市场调研数据显示，矿用电动轮自卸车市场在未来几年有望保持较高的增长速度。
3. 竞争对手分析矿用电动轮自卸车市场目前存在一些竞争对手，主要包括国内外的车辆制造商。
国内一些大型工程机械企业已经开始研发和生产矿用电动轮自卸车，并取得了一定的市场份额。
国外的一些知名车辆制造商也在积极拓展矿用电动轮自卸车市场。
4. 行业发展趋势分析矿用电动轮自卸车市场的发展趋势主要体现在以下几个方面：4.1 技术创新随着科技的不断进步，矿用电动轮自卸车的技术不断发展和创新。
包括电池技术、电动驱动技术、智能控制技术等方面都在不断提升。
技术的创新将进一步提高矿用电动轮自卸车的性能和效率。
4.2 市场需求扩大随着全球对环保和可持续发展的需求日益增强，矿用电动轮自卸车市场的需求也将进一步扩大。
越来越多的矿山企业将选择使用环保型的矿用电动轮自卸车。
4.3 政府支持政策为了促进绿色发展和减少环境污染，政府在矿用电动轮自卸车市场上出台了一些支持政策，包括税收优惠、补贴和资金支持等。
这些政策将进一步推动矿用电动轮自卸车市场的发展。
5. 发展机遇与挑战5.1 发展机遇随着矿用电动轮自卸车市场的快速发展，将带来一些机遇。
例如，矿用电动轮自卸车企业可以通过技术创新和不断提升产品性能来获得竞争优势；另外，政府的支持政策也将为企业提供更多的发展机会。
5.2 发展挑战尽管矿用电动轮自卸车市场前景广阔，但也面临一些挑战。
例如，电池技术的进一步提升和成本的降低仍然是一个难题；此外，市场上存在一些竞争对手，企业需要在技术、品牌和服务等方面保持竞争力。
矿用卡车电传动系统漫谈
矿用自卸车是目前大型露天矿山的主要运输工具，承担着矿山开采中主要的运输任务，而电传动几乎是当前大型矿用卡车的“标准配置”，它相比机械传动有不少优势，所以应用越来越多，下面就和大家一起学习些矿用卡车电传动控制系统方面的知识：先对在内容中可能出现的名词简单了解一下：交流电：AC，英文Alternating Current，交流电也称“交变电流”，简称“交流”。
一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。
它的最基本的形式是正弦电流。
交流电随时间变化可以以多种多样的形式表现出来。
不同表现形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。
直流电：DC，英文Direct Current，是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。
又称恒定电流。
整流：将交流电变换为直流电称为AC/DC变换，这种变换的功率流向是由电源传向负载，称之为整流。
整流电路是利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的电路。
常用的整流电路有：（1）半波整流；（2）全波整流；（3）桥式整流。
变频：就是改变供电频率，变频技术的核心是变频器，它通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节。
逆变器：是把直流电能转变成交流电的装置。
GTO：可关断晶闸管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶闸管。
其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。
IGBT：IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。
应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
(电磁式电涡流)缓行器：是车辆的一种辅助制动装置，它将车辆制动时的动能通过电磁感应转变为逆向电涡流并以热能方式消耗掉，实现减速作用。
特点是无机械磨损，制动平稳，没有冲击和噪声等。
矿用无轨胶轮车未来发展方向
矿用无轨胶轮车未来发展方向我国矿用无轨胶轮车经过了十几年的发展，技术已经非常成熟，成套装备也已经完全满足了矿井辅助运输生产需求，车辆传动系统型式也已经基本固化。
未来的发展可能在以下几个方面有所创新。
1 混合传动型式近几年，中国矿业大学、山西天地煤机装备有限公司等单位进行了混合动力传动方面的理论研究，包括防爆电喷柴油机、防爆动力电池、电池管理、动力源切换、油门控制及制动控制等方面的基础研究工作，但至今国内还没有井下混合动力的无轨胶轮车产品问世，最主要的原因是由于2种动力会占用更多的车辆空间，对于尺寸要求较高的矿用无轨胶轮车来说，整车布置难度加大。
即便研发出来，其大尺寸也会导致巷道适应性差，且部件多、故障多、排布紧张导致检修困难，难以进行工业性推广应用。
随着电动机技术以及蓄电池储能技术的发展，当动力电池和电动机的体积不再是制约整车布置的拦路虎时，柴电混合动力、架线电源和蓄电池混合动力的车辆才会有一定的研发空间。
2 传动控制方式随着煤矿智能化步伐的加快，无人驾驶辅助运输机器人的研发已经提上日程。
不同于以往的油门、转向及制动等触觉控制方式，无人驾驶的决策是由传感器根据实际道路状况输出电信号，这就需要对传统汽车的底盘进行线控改造，以适用于自动驾驶。
作为无人驾驶的行走部，线控底盘主要有五大系统，分别为线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门和线控悬挂。
采用多传感器融合技术，实时判断车辆状态，并自主决策，执行动作，实现单机装备的智能化。
3 薄煤层车辆传动结构近些年我国能够使用无轨胶轮车进行辅助运输作业的矿井多是巷道顶底板条件好、宽度和高度大的矿井，但国内仍有很多地质条件不好、开采难度较大的薄煤层煤矿，难以应用现有胶轮车完成辅助运输任务。
随着神东煤炭集团公司引进的薄煤层等高式综采成套装备地面调试的完成，必将带动国内薄煤层矿井相关产业的发展，包括薄煤层辅助运输成套装备，这将给煤机制造商在薄煤层低矮型无轨胶轮车系列装备的研究上带来机遇和挑战。
世界十大矿车排名
世界十大矿车排名，中国制造终夺第一怎样的汽车才算酷？布嘉迪威航——大众W18缸发动机、8.0L的排量、469.8kW的最大马力怎么样？抱歉，跟我们今天的主角差距有些太大了，16缸18缸发动机只是“标配”，排量动辄60L、70L，最大功率可达3000kW左右，这样的车子够拉风吗？什么？这个根本不是汽车！也对！严格地说它们应该算是工程机械，也有人称它们是“巨车”、“超级卡车”，它们就是汽车中的巨无霸——大型矿用自卸车。
下面为你介绍一下世界上最大的矿用工程机械车：第十，KOMATSU 830EKOMATSU 830E-AC为交流驱动型矿用卡车，标配轮胎是40.00-57，可选46/90R57，最大车速为60km/h，空载重量158吨，油箱容量为4542升。
长×宽×高：14.4m×7.3m×6.9m，总功率：1865kW(2537马力)/1900rpm，额定载重：222吨，车箱容积：147立方米。
第九，BELAZ —7531BELAZ 7531也是比较新的车型，目前版本为75310，交流传动系统，转弯半径15米，最大车速64km/h，可匹配斗容量30-45立方米的铲装设备。
长×宽×高：13.4米×8.1米×6.7米，总功率：1864kW（2536马力），额定载重：240吨，车箱容积：141立方米。
第八，三一重工SET230电动轮矿用自卸车SET230是三一矿机自主研发的自卸汽车新车型，最大载重量为230t。
第七，Detroit[底特律]的16V-4000和Cummins[康明斯]的QSK60-LDetroit[底特律]的16V-4000和Cummins[康明斯]的QSK60-L，均为16缸，功率相同，采用电传动方式。
主要技术参数：外形尺寸：14.2m×7.9m×7.0m；最大功率：2739马力[2013kW]；额定载重：256t；空车质量：180t；车箱容积：148m3。
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新型多轴电动轮矿用自卸车的研发与应用
□ 杨成华 航天重型工程装备有限公司 马永海 贺吉勒图 大唐国际锡林浩特矿业有限公司
目前，国内外矿用车生产厂家生 产的 220 吨级矿用自卸车均是 2 轴 矿车，其核心部件分系统均被国外垄 断，矿车采购成本和后期运行成本居 高不下。航天重型工程装备有限公司 结合超重型军用越野车和重型平板车 先进技术，采用先进的多轴独立全电 驱动技术、液压独立悬架、回转支撑 加摆动轴和集成模块化设计等技术， 自主创新开发了新型多轴 240 吨级 电动轮矿用自卸车 ( 型号 HT5240)， 该产品经过在内蒙古矿区的实地应用， 证明该产品可能有效解决大吨位矿车 采购运行成本高问题，并对提高大吨 位矿车运输的安全性和作业效率有明 显改善。该矿车的推出为各矿业资源 企业和工程建设商降低矿车采购成本 和运行费用提供了新的选择，并为后 续开发超大吨位矿用车积累了宝贵的 经验。
图 2 后桥悬空示意图
114 Mining Equipment
M矿 业 装 备 领 域 的 商 业 技 术 读 物 ining Equipment
纵梁、边梁和侧翼梁组成。创新性的 用全轮八字转向，最小转弯直径为
采用脊梁式设计和多轴线承载，中央 25 m，比国内外同级别矿车的机动
纵梁采用箱型设计，整车载荷分布均 性明显提高，提高了作业功效，更加
压独立悬挂，8 个车桥中每两桥联通，
形成可靠的四点支撑，联通两桥之间
液压油的互补，车轮的上下运动空间
加大，确保底盘在恶劣路面上行驶时，
所有车轮均能实现全时全载荷着地性，
保证了恶劣路面工况下附着性能不被
破坏，从而减小了牵引力的损失，提
高了车辆的通过性能。
采用的多个液压悬架系统伸缩行
程可变，车轴载荷变化时，悬架系统
振动频率变化很小，减少了对车架的
冲击受力，整车平顺性好。当个别车
轮损坏或爆胎后，可将车轮提升，保
证继续行驶，提高矿车的行驶安全性
和自救性能，这一功能是传统 2 轴矿
车无法达到的。
HT5240 型矿用车的车架由中央
图 4 矿区作业图
2013.09 115
动力系统 HT5240 型矿用车按 额定载荷 240 t 满足矿区最高车速
HT5240 多轴电动轮矿用自 卸车构成
HT5240 多轴电动轮矿用自卸车 采用了 4 轴线、16×16 的全轮驱动， 模块化双发动机联合发电、交流传动、 箱型脊梁式车架结构、回转支承大行 程液压摆动悬架、液压制动、液压转向、
双动力驱动设计可根据矿车在矿 区运行的不同工况，在满载上坡过程 中双动力才同时运行，实现了节能降 耗，降低了用户燃油运行成本。 行驶系统
行驶系统主要包括悬架、车架、 车轮等系统。考虑到矿区路面特点， HT5240 型矿用车悬挂系统采用液
HT5240 型矿用车轮胎采用 16 条 33.25-35 通用国产工程轮胎。多 轮承载相同载荷的情况下，大幅减小 了车轮直径，降低了整车重心高度和 作业时的装载高度，减小了车轮的单 位接地压力和车轮下陷深度，不仅提 高了车辆行驶的稳定性和抗倾翻能力， 而且提高了装载效率，延长轮胎使用 寿命。尤其是 16 条轮胎采购成本仅 相当于传统 2 轴 220 t 矿车的 2 条轮 胎，采购周期短，极大的降低了用户 运行成本。 转向系统
匀，确保了车架的高可靠性，延长了 适应矿区作业场地小的工况。
车架使用寿命。并且相对传统 2 轴矿 制动系统
车，车架重量减轻，增加了载荷自重
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
为了保证行车安全，HT5240 型
图 3 全轮转向示意图
比，达到 1.42。
矿用车制动系统设计有行车制动、驻
和最大爬坡度要求，采用了独特的 双 发 动 机 控 制 技 术， 额 定 功 率 为 2×895 kW。模块化设计的两个独 立动力单元并列横置于 I 轴后的车架 上，单机工作即可实现卸载、空载行 驶和自救功能，两个模块化动力单元 具备互换性，便于保养维修和更换， 减少了矿车停机时间。
HT5240 型矿用车采用全轮转向 技术，提供两种转向模式，分别为全 轮转向及前轮转向两种驾驶模式。采
车制动、装载制动、紧急制动、自动 投入制动。制动系统具有响应快、制 动力矩大、制动距离小、稳定性高、 制动可靠的特点。
现场应用情况
截止到目前，新型多轴电动轮矿 用自卸车经过在内蒙古矿区半年多的 运行，其行驶安全性能、越野性能和 较低的采购运行成本均得到了充分验 证，满足了预期设计效果。航天重型 工程装备有限公司结合首台多轴矿车 在矿区运行中出现的不足之处，即将 推出优化改进后的 240 吨级多轴电 动轮矿用自卸车，必将给矿区用户带 来更好的经济效益。
图 1 多轴电动轮矿用自卸车
远程监控自动诊断等先进技术。该型 多轴电动轮矿用自卸车主要由动力系 统、车架、驱动桥、转向机构、驾驶室、 货箱及举升机构、液压控制舱、液压 系统、电气散热系统、电驱系统、电 控系统、集中润滑系统和自动消防系 统、平台、扶梯和护栏等组成。
HT5240 多轴电动轮矿用自 卸车关键技术特点
驱动形式
为了增加矿车在雪地和雨季泥 泞路面的附着性能，同时又尽量避免 破坏矿区路面，采用了增加驱动轴 数均分载荷的设计方案。驱动形式 为 16×16，采用多轴独立、全轮驱 动技术，把发动机的动力分散到四 个轴 16 个电动轮上进行驱动。由于 电动轮卡车电驱动及其控制系统较 复杂，目前 154 t 以上 2 轴矿车电驱 动及其控制系统全部由国外垄断，而 HT5240 型矿车电驱动控制系统实现 了 16 个电动轮自动匹配，电驱动及 其控制系统全部由航天重型工程装备 有限公司自主联合研发，突破了国外 电动轮控制技术封锁，实现了全国产 化。同时，HT5240 型多轴驱动自锁 技术，避免了传统 2 轴矿车卸载时因 误操作产生的安全隐患（附图 2）。