防爆特殊型蓄電池單軌吊車工作制動系統的改進及試驗

tags:    時間:2014-03-11 14:15:05
防爆特殊型蓄電池單軌吊車工作制動系統的改進及試驗簡介
       蓄電池單軌吊車是繼柴油機單軌吊車之後的又一種高效煤礦井下輔助運輸設備示與柴油機單軌吊……
防爆特殊型蓄電池單軌吊車工作制動系統的改進及試驗正文
      

蓄電池單軌吊車是繼柴油機單軌吊車之後的又一種高效煤礦井下輔助運輸設備示與柴油機單軌吊車相比,它具有排氣無污染、運轉熱量小、噪音低、維護工作量小和易實現自動控制等優點。由於單軌吊車的特點之一是它能夠在較大坡道上運行,因此,機車必須具備完善的制動系統,才能可靠安全的運行。TXD-25型防爆特殊型蓄電池單軌吊車研製成功填補了國內空白,並獲得了諸多經驗。筆者就該機車在工作制動的設計上存在的問題進行探討,並提出改進意見。

1 原工作制動系統存在的問題

工作制動是供機車在運行中需要做短暫臨時停車時使用的一種裝置。考慮到蓄電池單軌吊車的特殊性,在原設計中採用了由安裝在驅動輪內的毅式制動器、梭閥和制動總泵組成的獨立靜壓制動系統來實現工作制動。由於機車的前後司機室、前後驅動部、制動裝置和電源裝置等部分通過連接桿鉸接在一起的,因此,可機室到制動器之間的液壓管路是通過膠管相連的。

對改進前工作制動系統的制動力曾進行過測試。測試結果見表1。

表1 改進前制動力測試結果

制動方向

正向

反向

制動力(kN)

10

8

根據《煤礦用防爆柴油機車技術檢驗規範(試行)》第5.4.5條的要求,工作制動力應大於或等於機車的最大牽引力。該機車的最大牽引力為36kN,由此可見,實測值與設計要求相差甚遠。經分析發現其主要原因在於管路壓力損失大,導致制動力嚴重下降。正反向壓力差別主要是液壓管路長度不同而造成的。

2 改進措施

針對制動力不足,第一,可以採取把膠管更換為鋼管或銅管的方法來減小壓力損失;第二,可以增加腳踏制動總泵的行程來增加排量彌補壓力損失。對於第一種方法,理論上可行,但是對午由幾個部分鉸接在一起,長達近llm的單軌吊車來說,既要上下坡,又要通過半徑為4m的水平彎道,實際上是行不通的。對於第二種方法,可以增大制動力,但是需要相當大的腳踏力,並且在操作上難以實現。因此,我們對系統進行了重新設計,把動力制動靜壓系統與機車的液壓系統合二為一,合理地利用了機車的液壓系統,並對制動器進行了重新設計,使工作制動性能滿足了設計要求。其液壓迴路見圖1。

圖1 改進后的工作制動液壓系統

改后的工作制動液壓系統由制動器、腳踏換向閥、截止閥、減壓閥和蓄能器等組成。制動器是在ZQ6450型雙向雙鈴蹄式汽車后制動器的基礎上,通過與該制動器的生產廠家南昌汽車制動器廠的合作,在結構上做了必要的改進,並且提高了它的制動性能。在進行操作時,應首先關閉不進行駕駛的司機室中的截止閥。在需要停車時,踏下正在操作的司機室中的腳踏換向閥,從而使制動器與液壓系統接通。系統中的減壓閥用來調整制動器所需的工作壓力,通過壓力表來現場調節。液壓系統的壓力油推動制動器中的制動分泵,實現工作制動。鬆開腳踏板,換向閥複位,液壓油通過回油口回到油箱,解除制動。壓力是靠液壓系統中的蓄能器維持。為了使制動壓力的建立和解除平穩,在制動迴路與蓄能器間設有節流裝置。

3工作制動設計計算

(1) 工作制動所需最小扭矩計算

Tmin = F min× D /2         [1]

式中Tmin—最小扭矩,N·m;

F min—最小工作制動力,N;取36kN;

D—驅動輪直徑,m,取D= 0 .40 m.

由此可計算出Tmin = 7200N·m。

(2) 制動器型式及參數

工作制動系統採用改進的ZQ6450型制動器四套。制動器的結構。

 制動器結構簡圖

已知參數:

制動器制動毅半徑:R=140mm ;

制動分泵缸徑: d = 320mm ;

襯片包角:θ=118°;

襯片起始包角: θ0=270;

推力至支點距離: h= 207mm;

支點至中心距離: a=105mm;

襯片型號: SY—0204;

摩擦係數:μ= 0 .35 ;

襯片寬度: b= 60mm。

(3) 制動器傳遞扭矩計算

單隻制動器效能因數計算公式

Kt=2ξ/{ε/[(ρcosβ·sinγ)-1]}             [2]

式中Kt—單隻制動器效能因數;

ξ= h / R ;

ε= a /R ;

ρ= 4sin (θ/ 2 ) /( θπ/180°+sinθ);

β= (π/2 ) +γ-θ0-(θ/2);

γ= arctanμ

代入已知數據可計算出

Kt = 2. 6386

單隻制動器所產生的制動扭矩計算公式為

T= KtRP0πd2/ 4                             [3]

式中T—單隻制動器所產生的制動扭矩,N·m;

Kt—單隻制動器效能因數;

R—制動器制 動毅半徑,m;

P0—工作制動管路壓力,MPa;

d—制動分泵缸徑,mm。

代入已知數據可計算出

T= 296 .8P0,(N·m)

(4)

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