WC40型支架搬运车的设计.ashx

提出了正确的选用方法，以确保胶轮车正常运行及延长使用寿命。
关键词： 煤矿；防爆无轨胶轮车；液力传动油；液压油；车辆齿轮油
中图分类号：ＴＤ５６２；ＴＥ６２６．２
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－０８７４（２００５）０４－００２４－０４
Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｓｅ ｏｆ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ－ｐｒｏｏｆ Ｔｒａｃｋｌｅｓｓ Ｒｕｂｂｅｒ—ｔｙｒｅｄ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ ｆｏｒ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ
性的进气防爆栅栏和起安全保护作用的阻风门机构
（图２），实现进气防爆并保持进气性能不变。
排气采用软连接水冷双层波纹排气管、双层套
筒式水冷排气管、排气防爆栅栏和水净化处理箱组
成的湿式废气处理系统。废气从燃烧室排出就及时
冷却，排人处理废气的水介质中，消除火花和进行净
化处理，以达到防爆和抗污染要求。防爆和净化指 标见表２。
２００５年第４期
煤矿机电
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ＷＣ４０型支架搬运车的设计
王明普 （煤炭科学研究总院太原分院，山西太原０３００６）
摘要： 详细介绍了ＷＣ４０型支架搬运车的主要技术参数及结构特点，并与进口同类设备对比分
析，说明其技术创新点和通用性。
关键词： 支架搬运车；防爆柴油机；技术创新点
中图分类号：ＴＤ３５５＋．９
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煤矿机电
２１１０５年第４期
较均匀。 拉运支架时，需倒车至使支架包含在“ｕ”型框
架内，然后将提升机构上的起重链钩住支架底座，提
升油缸动作将支架提起，即可行走。车辆不搬运支 架时，提升机构可挂一个料斗，用于运料。
图１ ＷＣ４０型支架搬运车 １一发动机总成；２一防爆抗污染系统；３一液压系统；４一前机架；５一行走系统；６一气动系统；７一“Ｕ”型框架；８一料斗；９一提升机构；１０一摆动梁
参数 ４５００ １９００ ９８４３×３５２０×１６１２ ２４．２ ４０ 空载：Ｏ～２４；满载：０—１２ ３１０ １７２ ≤０．３３ ≤Ｏ．４３ 内径２８５０；外径６７７０ ３２ ０．０５
１２ １８０
２主要部件设计
（１）进排气防爆和排气净化系统 柴油机用于煤矿井下，进排气防爆和净化是需 解决的关键问题。ＷＣ４０采用能消除回火和高通气
（３）基本组成及工作原理 ＷＧ４０型支架搬运车主要由发动机总成、防爆 抗污染系统、液压系统、承载动力源的前机架、行走 系统、气动系统、承载液压支架重量的“ｕ”型框架、 料斗、提升机构、摆动梁等十部分组成（图１）。 前机架和“ｕ”型框架分别通过铰接销轴连接， 通过转向油缸带动左右车轮，实现差动转弯。正常 行驶时，液压传动系统把发动机的机械动力转换成 液压动力，由四台高速油马达经四台行走减速器带 动车轮转动。 防爆抗污染系统可使排气温度、机体表面温度、 冷却水温度、有害气体的排放量等符合《防爆柴油 机技术检验规范》国家标准的要求。 后面四个车轮装在左右两个摆动梁上，摆动梁 与“ｕ”型框架通过销轴铰接。当路面高低不平时， 摆动梁以销轴为支点摆动，使前后共六个车轮受力
（１）总体结构形式 目前我国引进的支架搬运车有三类。铲板式支 架搬车以艾姆科９１２为代表，自重大、重心高。平板 拖车式支架搬运车以ＤＢＴ公司的ＦＢＬｌ５为代表，机 身长，安全性和方便性较差。“ｕ”型框架式支架搬 运车以布特朗耶ＬＳＣ３５０Ｐ及ＬＷＣ４０Ｔ为代表，具有 自重轻、重心低、运行平稳、装卸方便快捷、转运速度 快、运行时司机视线较好的优点。从使用特性与经 济角度分析，ＷＣ４０型支架搬运车采用了“ｕ”形框 架结构形式。 （２）传动型式 目前井下无轨辅助运输采用液压传动的车辆较 少。液压传动在地面工程机械却得到广泛应用。液 压传动具有良好的无级调速性能和灵活布局的特
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－０８７４（２００５）０４－００２１—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＷＣ４０ Ｓｈｉｅｌｄ Ｃａｒｒｉｅｒ
ＷＡＮＧ ｉｌ，扼ｎｇ－ｐｕ
（Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｔａｉｙｕａｎ Ｂｒａｎｃｈ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ＷＣ４０ ｓｈｉｅｌｄ ｃａｒｒｉｅｒ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓ，ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｖｅｒｓａｔｉｌｉｔｙ ａｒｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｓｈｉｅｌｄ ｃａｒｒｉｅｒ；ｆｌａｍｅ—ｐｒｏｏｆ ｄｉｅｓｅｌ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ
２主要油料分析
应用。无轨胶轮车装备有低污染防爆柴油机、驱动
防爆无轨胶轮车使用各种油品共７种，发动机
桥、变速箱、液压系统、气动系统、制动系统及各类轴 用柴油和柴油机油，液压系统用液压传动油和液压
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ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—ｐｒｏｏｆ ｔｒａｃｋｌｅｓｓ ｒｕｂｂｅｒ－ｔｙｒｅｄ ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ ｆｏｒ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ，ａ ｃｏｒｒｅｃｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｓｅ
ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｎｏｒｍａｌ ｒｕｎｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｕｂｂｅｒ·ｔｙｒｅｄ ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ ａｎｄ ｐｒｏｌｏｎｇ ｉｔｓ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ．
目前我国综采工作面搬家倒面时间一般为４— ６周，工作面年产量损失１０％一１５％，影响着矿井的 产量和经济效益。美国使用支架搬运车，综采工作 面的搬迁时间已缩短到一周以内。我国神东矿区使 用支架搬运车，综采工作面搬家最快的已缩短到 ５ｄ，取得显著经济效益。本文介绍国产ＷＣ４０型支 架搬运车的设计。
１总体设计
数值
≤７０℃ ≥０．１５ ＭＰａ
≤１００℃ 不缺水 ≤１６０℃
计中在不影响摆动梁动作的前提下，尽量增大销轴 与孔的接触面积，减小挤压应力，使挤压应力控制在 １９．２３ ＭＰａ，安全系数１．５６。
前后机架由不规则的中薄钢板焊接而成，受力 较大的钢板采用高强度低合金钢，结构强度高，抗冲
（３）主要结构件
击性能好，使用寿命长。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｃｏａｌ ｍｉｎｅ；ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—ｐｒｏｏｆ ｔｒａｃｋｌｅｓｓ ｒｕｂｂｅｒ－ｔｙｒｅｄ ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｄｒｉｖｅ ｏｉｌ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｏｉｌ；
ｖｅｈｉｃｌｅ ｇｅａｒ ｏｉｌ
１ 引言
承等，除了要重视和控制进入胶轮车的空气、燃油、 润滑及液控油的清洁度外，还要对各种油液的性能
动方式，提高了可靠性； ４）采用无级调速，简化了操作程序，增大了重
载时的最大车速。
万方数据
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煤矿机电
２００５年第４期
煤矿井下防爆无轨胶轮车油液的选用
李变荣 （煤炭科学研究总院太原分院，山西太原０３０００６）
摘要： 在对煤矿井下防爆无轨胶轮车使用油液的性能特点、粘度等级、质量分级等分析基础上，
前机架设计为整体承载式焊接结构，在设计中 使用三维实体动力学分析软件，经分析得最大应力 为１１９．３ ＭＰａ，最大弹性变形为３．２９ ｍｍ。后机架 设计为“ｕ”型框架与摆动梁铰接结构，“ｕ”型框架 最大应力为１４３ ＭＰａ，最大弹性变形为２．７２ ｉｎＩｎ。
３与同类产品比较
与引进的艾姆科的９１２车型，ＤＢＴ的ＦＢＬｌ５车 型，布特朗耶的ＬＳＣ３５０Ｐ、ＬＷＣＡＯＴ车型主要性能参 数对比情况见表４。
“Ｕ”型框架与摆动梁铰接处受力最大，支架的全部
表４国内外支架搬车性能参数对比
可以看出，ＷＣ４０的调速方式、满载速度、驱动 方式等重要指标处于领先水平。其主要创新点是ｉ
１）配套设计了符合国家防爆规程要求的大功 率防爆柴油发动机；
２）车辆在不搬运支架时，可带一个１０ ｍ３左右
的料斗，用于运料，扩大了使用范围； ３）采用了高速马达和轮边行星轮减速器的驱
投资等将发挥重要作用。
参考文献： ［１］姚怀新，孙祖望．行走机械液压传动与控制［Ｍ］．北京：人民交
通出版社，２００１ ［２］贾庆良．Ｗ８防爆低污染悬挂式胶轮车研制［Ａ］．短壁机械化
开采专业委员会首届学术研讨会论文集［Ｃ］．北京：中国煤炭 学会，２００３ 作者简介：王明普（１９５２一），高级工程师。１９８５年毕业于太原理工 大学煤矿机械化专业，现在煤炭科学研究总院太原分院研发中心从 事煤矿采、掘、运设备的设计研究工作，发表论文１１篇。
万方数据
２１）０５年第４期
煤矿机电
４
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图２防爆柴油机防爆净化装置 １一柴油机主机；２一水冷却排气歧管；３一进气防爆栅栏；４一防爆排气管；５一进气阻风门；６一软连接双层波纹管；
７一排气栅栏；８一废气处理箱；９一补水箱
表３安全保护指标
负荷都集中在此处，特别是挤压强度难以保证。设
指标 排气温度 柴油机机油压力 柴油机冷却水温 柴ａ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｔａｉｙｕａｎ Ｂｒａｎｃｈ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｄｅｇｒｅｅ，ｑｕａｌｉｔｙ ｇｒａｄｉｎｇ ｏｆ ｏｉｌ ｕｓｅｄ ｔｏ
４结语
支架搬运车是实现工作面快速搬家的有效设 备，具有载重能力大，运行速度快，机动灵活，爬坡能 力大等优点，可以实现不转载运输，节约大量辅助运 输人员，极大的提高运输效率。我国最近几年又要 新建十几个现代化的高产高效矿井，对综采工作面 快速搬家的要求越来越迫切。ＷＣ４０型支架搬运车 的国产化研究设计以及今后的推广使用对提高煤矿 的经济效益、推动矿井的高产高效、替代进口、减少
万方数据
点，且可进行多种多样的调节与控制，液压元件可靠 性也已得到很大提高¨Ｊ。支架搬运车通常在大巷 中行驶，其路面状况与地面工程机械基本相似，故 ＷＣ４０选用了液压传动的传动型式。传动系统由一 台１８０ ｋＷ柴油发动机驱动两台排量为１２５ ｍＬ／ｒ的 变量泵，经闭式回路驱动四台排量为６３ ｍＬ／ｒ的高 速油马达，再经轮边减速器传动实心轮胎车轮。
随着我国煤矿高产高效矿井的不断发展，在新 进行分析，正确选用这些装置所需的油液，不仅对胶
建和改建矿井的井下辅助运输中，采用防爆低污染 轮车的工作特性、寿命及其维护保养有着重要的意
无轨胶轮车运输越来越多，尤其是防爆柴油机为动 义，更有利于辅助运输胶轮车的推广应用。
力的胶轮车，以机动灵活、运行速度快及占用人员少 等特点，实现不经转载的连续运输而得到了广泛的
表２防爆和净化指标
指标 排气温度 整车表面温度 排气ＣＯ含量 排气ＮＯ；含量
数值
≤７０℃ ≤１５０℃ ≤Ｏ．１％ ≤Ｏ．０８％
（２）安全保护措施 主要由储气罐、空压机、各类气动阀、各类传感 器、气缸、气马达等气动元件组成一个安全保护系 统。当排气温度等运行参数超标时，安全保护系统 动作，快速切断燃油和进气，实现自动停车与安全保 护，以免损坏柴油机或引发爆炸事故。安全保护指 标见表３。
（收稿１３期：２００５—０２—２１；责任编辑：陶驰东）
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（４）主要技术参数
表１ ＷＣ４０型支架搬运车主要技术参数
项目 推荐巷道最小宽度（ｒａｍ） 推荐巷道最小高度（ｒａｍ） 轮廓尺寸：长×宽×高（ｍｍ）
自重（ｔ） 载重（ｔ） 行走速度（ｋｍ／ｈ） 离地间隙（ｍｍ） 最大牵引力（ｋＮ） 前轮胎接地比压（ＭＰａ） 后轮胎接地比压（ＭＰａ） 转弯半径（ｍｍ） 液压系统最高压力（ＭＰａ） 滚动阻力系数 最大爬坡角度（。） 发动机额定功率（ｋＷ）