第3章 无轨运输设备

（三）按驱动动力源分类
按车辆防爆动力源分类，可分为防爆柴油机为动力类车辆和防爆蓄电池 为动力类车辆两大类。
1、防爆柴油机为动力类车辆
目前国内外的无轨辅助运输设备绝大多数是采用防爆柴油机为动力。该 类车辆机动灵活，可涵盖轻型到重型所有车辆。
1.散热器 2.防爆柴油机主机 3.进气防爆系统 4.排气防爆系统 5.补水箱 6.燃油箱
图3-19 蓄电池的构造
1正极板 2负极板 3肋条 4隔板 5护板 6材料 7负极桩 8加液口盖 9连条10正极桩 11极桩衬套 12蓄电池容器
铲车是铰接 方式
2、蓄电池为动力防爆铲车
铲车的防爆蓄电池组是由64个两伏的蓄电池组成。电池供电电压为128V ，总功率44.5kW。驱动为7.5kW、转速为1630rp的电动机。由减速器、传动 轴、前后驱动桥和前后车轮组成了动力传动系统。
组成。 蓄电池主要由极板、隔板、电解液和外壳组成。极板是蓄电池的核心部
分，在蓄电池充电与放电过程中，电能与化学能的相互转换依靠极板上活性 物质和电解液中硫酸的化学反应来实现。极板的组成： 栅架—由铅锑合金浇铸而成； 活性物质—正极板上的活性物质 为二氧化铅（PbO2），深棕色； 负极板上的活性物质为海绵状纯 铅（Pb），深灰色。
图3-4 防爆柴油机动力装置系统简图
2、防爆蓄电池为动力类车辆
以防爆蓄电池为动力的车辆由于排出有害气体很少，使用中对周边环境 污染较小。但功率范围大多都在60kW以下，不能用于大、重型车辆的使用。 在使用中需要经常对蓄电池进行充电，生产效率比以防爆柴油机为动力的车 辆低。
蓄电池
防爆蓄电池牵引机车
第二节 基本工作原理与结构特征
3. 柴油机主机的机体有较高的刚性和强度；
4. 良好的启动性能，并要求柴油机主机能在－30℃－＋40℃的 环境温度下正常工作；
5. 尾气排放CO≤0.1％、NOx≤0.08％；
6. 工作的可靠性。
进气防爆栅格
带冷却水套软连 接，作用：消除 发动机的震动
尾气水洗箱
排气防爆栅格
隔热处理的排气 歧管
防爆启动电机
水冷排气接管也是双层结构，且在中段是双层波纹管结构的冷却水套。 双波纹结构便于安装发动机与尾气水洗箱，更重要的是消除柴油机振动。
1—与排气歧管连接面 2—双波纹管结构 3—外层管体 4—与废气处理箱安装面 图3-15 水冷排气接管结构图
水洗箱
废气处理箱也称水洗箱。是尾气降温和净化的关键装置，也是熄灭尾气 排出过程中的未燃尽的火焰。
气处理箱补水，这样可保持废气箱内的水位始终保持在一定的深度。
1—水冷排气歧管 2—补水箱 3—水冷排气接管 4—废气处理箱 图3-12 排气防爆系统
(2) 结构简介
防爆柴油机排气岐管为双层结构，内外层之间是封闭的水通道。通过水 通道内循环水的冷却，保证排气岐管的外表面温度不超过150℃。
冷却水套与冷却水套涡轮增压器
图3-7 进气防爆系统装置图
(2) 结构简介
进气阻火器的结构可分为两种：栅栏型和珠型。 栅栏型阻火器的结构又有边框式和圆桶式两种。边框式栅栏框架隔爆
接合面宽度应不小于25mm，应使用耐高温、防腐蚀、耐磨损的材料。栅
栏板的厚度应不小于1mm，平面度不大于0.15mm，气流方向的宽度不小 于50mm，相邻两栅栏板之间的间隙不大于0.5mm。
传统驱动方式
传动系统的组成与功能
1、传动系的组成
➢离合器 ➢变速器 ➢万向传动装置: 万向节和传动轴组成，驱动 桥由主减速器和差速器组成 ➢驱动桥
2、功能
➢减速增距和变速 ➢实现倒驶 ➢中断动力传递 ➢差速作用
变速器、主减速器 变速器倒档
（一）按车辆用途分类
按车辆用途：运送人员及物料的运输车、铲运装类以及特种车辆类三种。
1、 运输类车辆
主要用于人员、材料和设备的运 输。使用时车辆在井口或井底车 场装载后把人员或物料运输到工 作面或卸料点，可自行完成卸料 或用铲运类车辆来配合卸载。该 类车辆是井下车辆中需求量最大 的车型，大致可占到无轨胶轮车 总数量的75％左右。
一、防爆与低污染动力系统 无轨辅助运输设备的动力源主要采用防爆柴油机和防爆蓄电池
防爆柴油机
防爆蓄电池与组合电瓶箱
1、防爆柴油机主机
防爆柴油机主机由柴油机、进气防爆系统、排气防爆系统和 安全保护自动控制系统四部分组成。
(1) 柴油机主机的选型原则
1. 2.
表一面定温的度扭小矩于储1备50，℃在，倾柴斜油≤机30表°时面正进常行工隔作温；处理指脱；标离有实些际要！求
防爆发电机
(2) 柴油机主机的防爆改造
柴油机必须按照“矿用防爆柴油机通用技术条件MT990－2006”中规定的 有关条款严格进行防爆改造后方可使用。
具体的主要：
没有很好的 1. 有可能受到撞击的零部件的外壳均不允许使用轻金属制造；非金属材 了解发动机 料零部件应采用电阻值小于1×109Ω的不燃或阻燃性材料制造。
洒 水 车
煤矿井下防爆洒水车
洒水车总体布置图
空气滤清器
补水箱
水箱
洒水喷淋 装置
防爆发动机
（二铰接式车架类车辆和整体式车架 类车辆两大类。
铰接式车架
整体式车架
1、 铰接式车架类车辆
铰接车来源工程机械车结构：焊接的车体结构通过中央铰接轴将 前后两个部分连接，液压油缸通过推拉的工作方式实现车辆水平范围 内的折腰转向。
图3-10 珠形阻火器的结构
空气关断阀
当安全保护系统动作（或发出警报）时关闭旋转控制门，实现关闭进气 道的目的。须注意的是如进气关断阀设置在进气阻火器之后（即柴油机主机 与进气阻火器之间）时其各安装面尺寸必须满足隔爆要求。
图3-11 空气关断阀结构图
3、排气防爆系统
排气防爆系统由水冷式排气歧管，（对增压柴油机它必须还有水冷式涡 轮增压器）、水冷排气接管、废气处理箱、排气阻火器和补水箱等组成。排 气接管是带水套的双层波纹管。其作用是将柴油机排出的废气引入废气处理 箱，保证排气管表面温度不超过150°C。废气处理箱的作用是进一步冷却和 洗涤废气，清除炭烟及溶解废气中的部分有害气体。排气阻火器的作用是阻 挡废气中的火焰，保证排气安全。
4. 制动系统、离合装置进行防爆处理；重型车辆的刹车制动系 统采用全封闭液压多盘制动器；
5. 车辆加装了防爆安全保护监控系统，当机体表面温度达到 150℃、水洗后排气温度超过70、机油压力、冷却水温度等超 过标准要求则自动停机。
整体车架类防爆无轨胶轮车结构
1—驾驶室 2—防爆柴油机主机 3—废气处理箱 4—车架 5—传动系 6—车厢
2、整体车架类车辆
该类车辆来源于普通柴油汽车
1. 防爆柴油机为动力：进气防爆、尾气防爆与水洗、排气歧管 隔温处理；
2. 车身结构为整体车架：普通汽车经过防爆改装后变成井下无 轨辅助运输车辆；
3. 电器防爆：照明灯、信号灯、发电机、调节器等所有电气元 部件全部改用有安全标志准用证的防爆电气件或自行改造后 申请煤安证书；
(1) 进气防爆系统组成
防爆柴油机的进气防爆系统由进气岐管、进气阻火器、进气关断阀及进气
连接管、空气滤清器等组成。进气阻火器的作用是防止柴油机气缸可能返回的
火星直接通向大气而引燃工作环境中的可燃气体。进气关断阀是安全保护中的
执行机构之一，其作用是为了在车辆飞车即柴油机失速时切断进气，强行将
柴油机熄火停车。
进气系统机械防爆格栅安装位置
机械防爆格栅机械图
栅格式机械阻火器实物图与使用情况
圆桶式进气栅栏型阻火器
圆桶式进气栅栏型阻火器主要是将四个边框改为圆形或矩形焊接结构。 其重量是边框式的1/2左右，重量轻、安装使用方便。
通气间隙<0.5mm
珠形阻火器的结构
直径为5mm的球形体填充时，气流方向的填充厚度应不小于60mm，直 径为6mm的球形体填充时，气流方向的填充厚度应不小于90mm。且装配完 整后的珠型阻火器内部球形体不得有松动。
2、 铲运类车辆
车辆以铲斗、铲板或铲叉等作为工作装置，给运输类车辆装卸载、短距 离设备和物料的铲装运输、清理巷道和参与巷道工程的运输工作等，并可加 装升降平台或小吊臂后完成顶板作业和其他辅助作业。
3、 特种车辆
完成井下辅助性或特殊性任务的车型：洒水车、救护车、加油车、设备 吊装维修的维修（工具）车、特大型设备专项运输的专用运输车（履带式采 煤机搬运车）等。占到胶轮车总数的5％左右。
第三章 无轨胶轮运输车
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
无轨胶轮车的特点及分类 通用车辆构造与发动机原理 矿用车遵循标准 典型设备结构与工作原理 选型原则与典型应用 使用维护
无轨胶轮车的概念
无轨胶轮运输车是煤矿行业自行定义，区别于轨道交通的 一种称谓，总体结构来源普通车辆，主要区别：
➢ 防爆柴油机或者是电瓶：机械传动、四轮或两轮驱动的煤矿井下无轨 式运输机械。
，对于工作面设备的搬迁安装能做到拆除、铲装、运输、自 卸并调整就位一机完成。 3、机动灵活、操作简单、安全性好，特别适合于沿煤层开采的 多分支巷道辅助运输。
无轨辅助运输解决了传统辅助运输方式所存在的用人多 、占用设备多、效率低、费用高、安全保障差等弊端。
二、无轨辅助运输设备的分类
无轨辅助运输设备可按车辆用途、车辆结构和车辆驱动方式来分类。
2.缸盖与机体之间隔爆接合面的有效宽度不小于9mm，平面度不大于
专业知识 0.15mm；进排气系统各部件之间的隔爆接合面（阻火器除外）、进排气系统
与缸盖之间的隔爆接合面有效宽度不小于13mm；隔爆接合面的内部边沿到螺 栓孔的边沿有效宽度不小于9mm。
3.利用杆套间隙作为隔爆面的杆套间隙应不大于0.2mm，轴向长度应不小 于25mm。
JP50S型增压器
流量范围/kg·s-1 0.05-0.15
压缩比 2.4
适配功率/kW 40-80
适配排量/L 1.8-3.5
内部结构
采用双浮动轴承、 单流道涡轮壳结构
涡轮室水套
润滑油道
涡轮增压器的工作原理
(1) 工作原理
排气防爆系统是尾气冷却和净化装置。其工作原理是通过水冷式排气歧
管收集尾气，经水冷排气接管进入废气处理箱，经水洗处理后，再经过 排气阻火器排入大气中。3缸及以上的柴油机一般均配有补水箱来给废
➢ 要求：结构紧凑、转弯半径小、重载爬坡能力强、爬坡速度快、污染 低、运输效率高等。
汽油及燃气机不能下井！
——点火方式是火花塞点火；燃料汽油！
第一节 无轨胶轮车的特点及分类
一、无轨辅助运输的特点： 1、可实现一次装载后从井口至工作面或工作面至井口的直达运
输，无需中间转载。 2、可实现一机多用，并可实现集铲装、运输、卸载功能于一机
排气口 防爆栅格
进气管
消音器作用
水洗箱
排气阻火器放在废气处理箱之前
尾气先通过排气阻火器后再进入废气处理箱的水中。如WC40使用的增
压中冷式防爆柴油机动力装置中的排气防爆系统。这种布置方式较为复 杂，但对排气栅栏污染较少。
进气管
排气口
防爆栅格
水洗箱箱体
(二) 防爆蓄电池动力装置
1、结构简介 防爆蓄电池动力装置由隔爆型焊接箱体、多个蓄电池和防爆电器开关等
工作装置
防爆蓄电池
二、传动系统与驱动方式
(一) 传动系统 井下无轨胶轮车的传动方式有机械式传动，液力机械传动，静液压传动
及静液压机械传动四种。 1、机械式传动
如普通汽车采用的传动方式一样，即由柴油机—离合器—变速箱—传动 轴—驱动桥等组成传动方式。
机械传动具有结构简单、工作可靠、重量轻、价格低廉、传动效率高等 特点。国产的无轨胶轮车中的多种机型、特别是整体式车架类无轨胶轮车普 遍采用该传动方式。但要注意的是普通机械传动（干式摩擦离合器等）不防 爆，必须把干式摩擦离合器等改进成防爆型的。
排气阻火器与进气阻火器一样也有栅栏型和珠 型，排气阻火器可放在废气处理箱之前也可放在废气 处理箱之后。排气阻火器放在废气处理箱之后，则尾 气经过水冷排气接管后进入废气处理箱，尾气先入水 在水中经过冷却和水洗去除碳黑及有害气体，再经过 排气阻火器排向大气。目前大部分无轨胶轮车均采用 这种结构，这种结构较为简单。
4.在隔爆腔机体上应避免钻通孔、至少留3mm或三分之一孔径的壁厚，取 其大者。如果钻通孔应用螺塞堵死，螺塞最小拧入深度不小于12.5mm，最小 啮合扣数不小于6个螺纹，并有防松措施。
5.防爆柴油机隔爆接合面的表面粗糙度Rａ不超过6.3μｍ。
防爆柴油机主机简图
图3-6防爆柴油机主机简图图
2、进气防爆系统