防爆特殊型蓄电池单轨吊车工作制动系统的改进及试验电子材料

防爆特殊型蓄电池单轨吊车工作制动系统的改进及试验

防爆特殊型蓄电池单轨吊车工作制动系统的改进及试验 2011年12月09日 来源： 蓄电池单轨吊车是继柴油机单轨吊车之后的又一种高效煤矿井下辅助运输设备示与柴油机单轨吊车相比，它具有排气无污染、运转热量小、噪音低、维护工作量小和易实现自动控制等优点。由于单轨吊车的特点之一是它能够在较大坡道上运行，因此，机车必须具备完善的制动系统，才能可靠安全的运行。TXD-25型防爆特殊型蓄电池单轨吊车研制成功填补了国内空白，并获得了诸多经验。笔者就该机车在工作制动的设计上存在的问题进行探讨，并提出改进意见。1 原工作制动系统存在的问题工作制动是供机车在运行中需要做短暂临时停车时使用的一种装置。考虑到蓄电池单轨吊车的特殊性，在原设计中采用了由安装在驱动轮内的毅式制动器、梭阀和制动总泵组成的独立静压制动系统来实现工作制动。由于机车的前后司机室、前后驱动部、制动装置和电源装置等部分通过连接杆铰接在一起的，因此，可机室到制动器之间的液压管路是通过胶管相连的。对改进前工作制动系统的制动力曾进行过测试。测试结果见表1。表1 改进前制动力测试结果制动方向正向反向制动力（kN）108根据《煤矿用防爆柴油机车技术检验规范(试行)》第5.4.5条的要求，工作制动力应大于或等于机车的最大牵引力。该机车的最大牵引力为36kN,由此可见，实测值与设计要求相差甚远。经分析发现其主要原因在于管路压力损失大，导致制动力严重下降。正反向压力差别主要是液压管路长度不同而造成的。2 改进措施针对制动力不足，第一，可以采取把胶管更换为钢管或铜管的方法来减小压力损失;第二，可以增加脚踏制动总泵的行程来增加排量弥补压力损失。对于第一种方法，理论上可行，但是对午由几个部分铰接在一起，长达近llm的单轨吊车来说，既要上下坡，又要通过半径为4m的水平弯道，实际上是行不通的。对于第二种方法，可以增大制动力，但是需要相当大的脚踏力，并且在操作上难以实现。因此，我们对系统进行了重新设计，把动力制动静压系统与机车的液压系统合二为一，合理地利用了机车的液压系统，并对制动器进行了重新设计，使工作制动性能满足了设计要求。其液压回路见图1。图1 改进后的工作制动液压系统改后的工作制动液压系统由制动器、脚踏换向阀、截止阀、减压阀和蓄能器等组成。制动器是在ZQ6450型双向双铃蹄式汽车后制动器的基础上，通过与该制动器的生产厂家南昌汽车制动器厂的合作，在结构上做了必要的改进，并且提高了它的制动性能。在进行操作时，应首先关闭不进行驾驶的司机室中的截止阀。在需要停车时，踏下正在操作的司机室中的脚踏换向阀，从而使制动器与液压系统接通。系统中的减压阀用来调整制动器所需的工作压力，通过压力表来现场调节。液压系统的压力油推动制动器中的制动分泵，实现工作制动。松开脚踏板，换向阀复位，液压油通过回油口回到油箱，解除制动。压力是靠液压系统中的蓄能器维持。为了使制动压力的建立和解除平稳，在制动回路与蓄能器间设有节流装置。3工作制动设计计算(1) 工作制动所需最小扭矩计算Tmin = F min× D /2 [1]式中Tmin—最小扭矩，N·m;F min—最小工作制动力，N;取36kN;D—驱动轮直径，m，取D= 0 .40 m.由此可计算出Tmin = 7200N·m。(2) 制动器型式及参数工作制动系统采用改进的ZQ6450型制动器四套。制动器的结构见图2。图2 制动器结构简图已知参数:制动器制动毅半径:R=140mm ;制动分泵缸径: d = 320mm ;衬片包角:θ=118°;衬片起始包角: θ0=270;推力至支点距离: h= 207mm;支点至中心距离: a=105mm;衬片型号: SY—0204;摩擦系数:μ= 0 .35 ;衬片宽度: b= 60mm。(3) 制动器传递扭矩计算单只制动器效能因数计算公式Kt=2ξ/{ε/[（ρcosβ·sinγ）－1]} [2]式中Kt—单只制动器效能因数;ξ= h / R ;ε= a /R ;ρ= 4sin (θ/ 2 ) /( θπ/180°+sinθ);β= (π/2 ) +γ－θ0－(θ/2);γ= arctanμ代入已知数据可计算出Kt = 2. 6386单只制动器所产生的制动扭矩计算公式为T= KtRP0πd2/ 4 [3]式中T—单只制动器所产生的制动扭矩，N·m;Kt—单只制动器效能因数;R—制动器制 动毅半径，m;P0—工作制动管路压力，MPa;d—制动分泵缸径，mm。代入已知数据可计算出T= 296 .8P0，(N·m)(4)

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