818型蓄电池式运煤车后轮辅助驱动的设计.pdf

2 3 0 1 年第 9期 煤 矿 机 械 i设计 计算 l { ⋯，， ，，⋯， {， 文章编号 1 0 0 3 - 0 7 9 4 2 0 0 1 0 9 - 0 0 0 7 - 0 2 8 1 8型蓄 电池式运煤车后轮辅助驱动的设计 吕怀瑛 煤科 总院 太原分 院 ，山西 太原 0 3 0 0 6 摘要 论述 了蓄 电池式远蝶 车后轮辅助驱动的重要功能 ， 并介绍了其液压 系统的设计计算。 关键词蓄电池式速蝶车；后轮辅助驱动；液压系统 中图号T D 5 2 5 文献标识码 A 1 前言 8 1 8 型蓄电池式运煤车是美国朗艾道公 司生产 的一种井下防爆型胶轮运煤 车。 它的最大 容积为 1 3 ，最大承载能力约 l 8 t 。 它主要用于煤矿井下连续 采煤机与破碎机之间的煤 炭运输 ， 适用 于在缓倾斜 5 6 o 煤层中使用。 8 1 8 型蓄电池式运煤车 ， 由于它是蓄电池式 ， 充 电一次能保证它在井下工作8～1 0 h 。 它装有 2 台 3 5 H． P 直流电动机 ， 分别经各 自的减速器驱动其两侧 的前轮行驶 ， 所以它适用于爬短距离的陡坡 ． 在近水 平的煤层中使用。 8 1 8 型蓄电池式运煤车在井下运输煤炭的过程 中， 巷道底板 出现凹坑积水的情况在所难免 ． 当运输 车重载行驶到这种地面时 ， 驱动前轮陷入凹坑打滑 而无法继续行驶， 为此 ， 这种运煤车还备有后轮辅助 驱动的设计考虑， 但具体实施细节未提供有关资料。 2 后轮辅助驱动技术方案的原则 8 1 8 型蓄电池式运煤车 的外形尺寸长 1 O ． 4 6 m， 宽 3 ． 1 m． 高 1 ． 9 1 m。 白重 包括蓄电池 3 1 5 4 t 。 前后 车采用铰接转 向装置相连接。 该运煤车左右两侧 由各 自的直流电动机驱动 ， 经齿轮减速器一级减速， 行星减速器及 湿式摩擦片 制动装置来驱动前轮转动 。 减速器中的另一分支摩 擦离合器装置是经其 中 1个 齿轮带动驱动液 压油 泵， 经液压传动液压马达带动后轮转动 ， 左右对称 ， 其一侧的传动系统如图 1 所示 。 围 1 8 1 8型蓄电池式运煤车传动 系统 围 ng ． 1 Mo v i n g s y s t e m d l a g r mn o t 8 1 8 l y p e o r a g e b a t t e r y - ∞岫g c a r 采用图 1所示的传动 系统， 前后车轮规格均为 1 4 2 02 4 ， 轮胎外径 D 1 2 7 m， 在一般路面行驶 时， 可将离台器分开， 后轮处于从动状态， 由前轮驱 动 、 后轮跟随空转。 后轮驱动技术方案原则要求 1 后轮驱动技术方 案应遵循原设计的意图， 每侧由 1 台电动机分2 个支传动系统驱动 ， 前轮主驱 动为机械式 ， 后轮辅助驱动为液压式。 2 辅助驱动系统结构应簖单。 3 前后轮的速度必须相 同， 所以它们的转速 也应一样。 4 主驱动的传动系统中已设有正常制动和紧 急制动 ， 所以在辅助系统中无需增设制动装置。 5 辅助驱动 的传动 系统应设有离台器装置 ， 不使用时可 以脱开。 6 驱动马达 的外形 尺寸应能 放置于 轮 圈之 内， 并且具有支承后轮所需的最大承载能力。 7 辅助驱动的油泵在运煤车前进后退的运行 中均能正常驱动液压马达。 8 辅助驱动液压马达的额定输 出扭矩不应小 于前轮的输 出扭矩。 3 后轮辅助驱动的设计及元件选型 3 ． 1 马达 的设计 选型 根据图 1 得知 ， 前轮驱动的机械传动系统 ， 总的 传动比 j8 9 ． 2 8 5 。 已知直流电动机的额定功率 ．Ⅳ I 2 6 1 k W， 额定转速 n 02 1 0 0 r ／ mi n 。 因此 ， 前轮 的转 速 I n 0 ／ i I 21 0 0 ／ 8 9 ． 2 8 5 2 3 ． 5 2 r ／ ml n ， 每个 前 轮 输 出 的 扭 矩 不 计 传 动 效 率 M 9 5 5 O ． Ⅳ I ／n l 1 0 6 0 5 Nm。 而串励直流 电动机的一般过载能力在 2 ． 5倍以 上， 所以后轮辅助驱动的液压马达额定输出扭矩 肘2 应基本与 相近为宜 ， 从芬兰专 门生产车轮马达 的 V a l m e t h y d r a u l i c B 公司样本查得 B B 6系列接近于 扭矩 的马达型号为 B B 6 ／ 2 5 0 0型 ， 该马达的单位 排量 q ． a2 5 O Om L ／ r ， 在额定压力 p 3 0MP a 的 工况下， 扭矩为 1 1 2 2 0 N m Mt ， 从该马达的 径向载荷曲线查得， 当车轮的悬臂距离 口2 4 0 mm 时， 允许 的最大载荷为 1 6 t ， 该马达 的外形 尺寸 4 1 6 m m3 3 6 I n r n ， 该运煤车轮 圈空间不小于 4 8 0 n Ⅶ 3 7 0 IT I r l | ， 后轮实际最大载荷 1 2 ． 2 4 t ， 这些数据均能 满足该运煤车的要求。 3 ． 2 油 泵的设 计选型 由上述技术方案原则要求 中可知 油泵正反向 旋转时必须均能正常驱动液压马达为前提来选用油 维普资讯 8 煤 矿 机 械 2 0 0 1 年第 9期 泵的型号。 但这种双 向油泵无生产 厂家。 为此 ， 以液 压马达代替双 向油泵从性能上也应是可行 的 辅助驱动马达所需的理论流量 Q n 2 目 2 3 ． 5 22 5 0 05 8 ． 8 1 L ／ ra i n ， 考虑马达的容积效率 、 0 ． 9 5 ， 则 实际需要 的油泵供 给 流量 Q 口 2 Q 0 ／ 5 8 _ 吕 1 ／ 0 ． 9 56 1 ． 8 9 L ／ rai n 。 据此可选用 MA N NE S M a N N R E x R 0 T H 公 司 的 定 量 马 达 ．g 2F M 6 3 ／ 6 1 wP A B 0 l 型 ， 其主要技术性能 单位流 量 目 6 3 mL ／ r ， 最高工作压力 P d4 0 MP a ， 质 量为 l 吕 。 该马达作 为油泵使用， 容积效率 0 ． 9 6 ， 则它的转速 I 1 2 p l O 3 Q p z ／ q p 2 - 6 1 ． 8 9 1 o ， ／ 6 30 ． 9 6 l 0 2 3 ． 2 3 r ／ ra i n 。 但从原减速器 的第一级齿数计算， 应 为 l 0 2 7 ． 6 6 r ／ rai n ， 故油泵的 供油量 Q l 0 2 7 ． 6 66 30 ． 9 6l O 36 2 ． 1 5 L ／ m l n 。 该马达的最高工作压力 P 4 0 MP a3 0 MP a ， 计算通过。 4辅助液压 系统的设计 该运煤车的液压系统在设计时已考虑了辅助驱 动系统 ， 待需要时装设 原液压系统图中的A接 口是 与辅助驱动液压系统图中的 A接 口相接 ， 构成原液 压系统在装设辅助驱动装置时应装设的安全 阀组 ； B接 12 1 是与其 系统图中的 B接 口相接 ， 为主泵液压 系统的 1 个分支 ， 作为辅助驱动液压系统的操纵阀 组 ， 操纵辅助驱动系统 的离台器动作 ， 其原设计的辅 助驱动液压系统如图 2 所 示。 r _ L门 一 1 _ J 』 。叫 鲤 _ 一 1 一 i 1 J l 卜 _ 卜 冒 2辅助驱动液压 系统 ’ ng ．2 Au l i a r y d r i v e h y d r a u l i c s y s l e m I电动机2 ． 离台器3 腮向泵4 单向阀5 安全闷6 被 控阀7 压力安全阀8 ． 主液控阀9 辅助 马达1 0 脚踏板控 树闷蛆 】 】篮垒闷蛆、 B 接口 从图2看出， 该辅助驱动系统系主液压系统的 一 部分 ， 它的左右两侧为各 自独立的辅助驱动回路 ． 中问部分 为安 全 阀组 l l 和脚 踏板控 制 阀组 l 0， 左 右 侧辅助驱动回路对称且相 同。 左侧 电动机 1 经离合 器 2带动双 向泵 3 ， 由控制阀组 8向后轮辅助驱动马 达 9 供压力油。 该控制阀组有单 向阀 4 ， 安全阀 5 ． 液 控阀6 ， 压力安全阀 7 及后轮辅助驱动马达主液控阀 组 8 组成。 当辅助驱动液压系统的任一侧需要补油时． 从 A口供来的油在安全阀组 l 1 和安全阀 5的作用下油 压升高， 对需要朴油的一侧进行 自动补油， 此时 ． 不 论油泵 3的转向是正向还是反向， 总能打开一侧 回 油 路侧 的单 向阎 4 进 行朴 油 ， 当驱 动马达 9 的负载 较轻 ， 对该回路朴油时， 压力将会升高， 必然动作液 控安全阀6 ， 通过的0 ． 2MP a 的安全阀5 泄油 ， 而流回 油箱。 应 当指出自动补油只能在脚踏板 l 0踩下向离 合器 2 供压力油开动油泵 3 时才能进行 ， 即安全阀组 l l 中电液阀切断回油箱回路时， 对该安全阀增压的 情况下， 才可实现。 压力安全阀7 是控制驱动马达9 的过载安全阀， 开启压力定为 3 l MP 丑 ， 即马达 9工作压力控制在此 压力以下。 由于脚踏板 1 0踩下时 ， 由 B日来 的主系 统压力油将该回路 的主操纵 阀 8置 于左阀位功能 ， 油泵供的压力油 即通过该周进A辅 助马达 9的 B 口， 使该马达外壳旋转 ， 带动后轮转动 当油泵 3 从 A口供压力油时与从 B口供压力油 时相同， 但各阀组的各阀动作相反， 向驱动马达 9的 A口供压力油， 使其反向旋转 ， 带动 后轮也反 向转 动， 应当指出压力安全阀7调定的 3 1 M P 且 开启压力 是控制后轮驱动马达 B B 6 ／ 2 5 0 0型安全压力 回油压 力大约在 1 MP a ， 从而保证 了该马达有效压力为 3 0 M P a ， 使该马达的输出扭矩保证在 l 1 2 2 O N m， 这时该马达的功率为 向 n1 0 29 8 l 3 0 2 7 ． 6 2 k W。 如考虑其机械效率 ， 0 9 6 ， 则该马 达的输出功率为 N 2 2 6 ． 5 k W， 它说明后轮辅 助驱动的设计选型基本上相当于直流电动机原设计 额定功率 N13 5 P 26． 1 2 k W。 5 结语 综上所述 ， 8 1 8型 蓄电池式运煤车在原设计的 基础上增设后轮辅助驱动是安全可行 的， 它将提高 该车的使用范围， 改善它的行驶性能， 其经济效益明 显 。 收稿 日期 2 0 1 - 0 6 - 2 2 The d e s i g n o f t h e ba c k wh e e l a ux i l i ar y d r i v e o f 8 1 8 t y p e s t o r a g e ba t t e r y c o a l - c a r r y i n g c a r L U Hu a l y l a g c T a l y a a n B r a n c h o f C o a ／ S c i e n t i f i c R e ha sh I n s t i t u t e - T a i y t t a n 0 3 0 0 0 6 - C h i r t a Ab s t r a c t T h i s p a p e r d i s c u s s e s i mp o r t a n t f u n c t i o n o f t h e h a c k w h e e l a u x i l i a r y d r i v e o f s t o r a g e b a t t e r y c o a l - c a r ryi n g c a r a n d i t s d e s i g n c a l c u l a t i o n 0 f h y d r a u l i c s y s t e m． Ke y wo r d s s t o r a g e b a t t e ry c o a l - c a r r y i n g c a r ； b a c k wh e e l a u x i l i a r y d r i v e h y d r a u l i c s y s t e m 维普资讯