多用途防爆机车的应用

2017-03-28朱燕

中国设备工程 2017年4期

关键词：运输系统驾驶室机车

朱燕

（淮沪煤电有限公司丁集煤矿机电办，安徽凤台 2 3 2 1 4 1）

多用途防爆机车的应用

朱燕

（淮沪煤电有限公司丁集煤矿机电办，安徽凤台 2 3 2 1 4 1）

本文主要论述了当前煤矿辅助运输的现状，介绍了采用国内外先进技术的多用途防爆机车的结构及组成，以及各部分的特点，对于煤矿井下辅助运输系统的安全性、可靠性、合理性、经济性具有重要作用。

辅助运输；多用途；防爆机车

1 概述

目前，我国的辅助运输系统仍然是以小绞车、蓄电池机车、无极绳绞车等传统方式为主，运输方式落后、系统复杂、占用人员多、安全隐患多、效率低，仅次于顶板事故。当前国外煤矿使用的高效辅助运输设备，主要有卡轨车、单轨吊、齿轨车和无轨胶轮车等4大类。与传统的辅助运输设备相比，这些设备在运输效率、技术特性和安全性等方面都具有明显的优越性，不仅有比较完善的配套设备和各种运输车辆，而且适用范围也比较广泛，几乎涵盖了煤矿辅助运输的各个领域，能够满足矿井对资源的运输要求，并可实现机械化作业。

通过国内外辅助运输系统的对比，以及我国辅助运输系统存在的诸多难点和现实状况，根据矿井排矸系统、采区辅助运输系统、掘进运输系统、大巷辅助运输系统、矿井辅助运输监控系统、矿用车辆专用化及系列化等技术的研究与应用,拟研究制造一种多功能、安全高效的辅助运输设备，适应矿井复杂条件且可连续运输的新模式,降低现有辅助运输方式存在的隐患，减少劳动力成本，全面提高了煤矿运输装备水平和安全可靠性。

图1 L Z S-1 5 0多用途防爆绞车外形图

2 多用途防爆机车结构及特点

新研制开发的多用途防爆机车是一种多功能、安全高效的辅助运输设备，适应矿井复杂条件且可连续运输的新型运输工具，可降低辅助运输设备事故的发生率，也可缓解现有辅助运输存在的隐患，全面提高了煤矿安全运输的可靠性和技术装备能力。

多用途防爆机车有诸多的优点。与绞车相比，它操作简单，减少人力资源维护，大大降低劳动强度。与电机车相比，它可以在斜巷中运行，不需要在运输过程中进行接替。与单轨吊相比，它承载能力大，运行速度快，对巷道支护无特殊要求。与绳牵引卡轨车相比，它运输距离长，机动灵活，可实现多头面运行。在平巷运输中可替代电机车，可在坡度为3 0°以下大倾角巷道中运行，是目前世界上最先进的技术。该车在铺设轨道的巷道中能够连续运行，大大减少了中间环节，节约了辅助工作时间，减少了劳动资源成本。该车采用液压制动方式，使机车平稳启动、运行、停车，冲击小，安全程度高（图1）。

多用途防爆柴油机车在无需更换普通轨道系统（现有状况）的情况下，能够完成全线路负载运输任务；实现机车3 0度大坡道上负载时齿轮驱动性能稳定；实现机车小于5‰巷道中轨道上摩擦驱动性能稳定；大坡度轨道的防掉道技术可靠设计；实现摩擦驱动模式和齿轮驱动模式的可靠转换；大坡道齿轨铺设以及和现有轨道连接的可靠设计；实现监测数据的实时显示、存储和查询、打印等功能接口的预留设计，为将来系统为网络化做储备。

机车由三部分组成，首位两端是两套相同的驾驶室为对称分布，驾驶室带有驱动部，中间部位是发动机单元。发动机单元通过两个驾驶室之间的叉杆，悬挂于驾驶室两端，拉杆架联接两个驾驶室，起力传递的作用，当机车在轨道上行驶时，发动机重量便分布在两个车厢之间。发动机单元内包括一台1 4 8 k W柴油发动机、电气系统、控制系统、液压系统和冷却系统。本机车动力源选取道依茨1 4 8 k W涡轮增压防爆柴油发动机，为直列六缸发动机，这种防爆柴油机在煤矿辅助运输设备领域内功率最大，2 3 0 0 r/mi n时达到最大功率，采用主动内循环加压水冷装置冷却，以及干湿结合的尾气冷却系统，满足了我国煤矿井下防爆柴油机使用标准，同时具有油耗低、噪声小、重量轻的特点。

驾驶室部分是机车的主要组成部分，由车体、发动机悬挂总成件、摩擦驱动总成、齿轮驱动总成、撒砂装置、保险杠连接总成这几个部分组成。车体是驾驶室、摩擦驱动机构和齿轮驱动机构的载体，在驾驶室内设置有显示仪、控制台、控制手柄、驱动方式转换开关等装置，用来检测机车的运行状况，执行司机的各项指令。发动机悬挂总成件用于承载发动机单元的自重，橡胶包覆的滚轴叉状部件连接发动机单元和首尾驾驶室，通过叉状部件来实现机车的水平转弯和垂直转弯。每个驾驶室均配有两套摩擦传动总成，一套是将液压马达上的扭力传递至摩擦轮传动齿轮的装置，另一套是针对紧急停车而设计马达制动装置。齿轮传动机构与齿轨道上的齿条配合使用，提供机车运行所需牵引力，同时防止机车翻车掉道。齿轮传动机构通过驾驶室内转换开关控制液压油缸实现启闭操作。在仅摩擦驱动装置工作时，通过撒沙增加摩擦轮与轨道间的摩擦力，起到防滑增加牵引力的作用。机车运行于倾斜巷道时，垂直于路面的正压力减小，为防止紧急停车导致机车侧翻掉道，在齿驱动装置的两侧设计有抱轨机构，齿驱动装置底部设有卡轨机构。当在引导轨上，机车驱动模式转换成齿轮驱动时，抱轨机构通过伸长油缸下落至垂直状态，之后齿驱动装置下落，使底部卡轨机构卡入引导轨齿条，轮齿与齿条啮合，增加机车运行的安全性。

电源控制和诊断系统，主要为机车提供电源、控制机车的运行参数。同时还配备直流发电机，用于给控制系统的各部件提供正常运行所需电压。该发电机还可通过C A N总线实现内置控制器与集线器及传动控制面板等外部设备间的通信，从而完成机车控制运算。电源系统由以下部件组成：I Z I-2 4/1 6电源Z 1、Z 3、Z 4、P P继电器板、B I Z I-2 4/1 6电池电源Z 2、C P U驱动器、W1连接器。将连接器从“W1”切换至“1”。按下S P-2/1控制开关上的启动按钮，启动交流电源，随后激活B I Z I-2 4/1 6卡和C P U控制器。同时，电源配有“黑盒子”，允许用户查看机车制造商的所有可用服务参数及最近1 2个月的报警和故障信息。Z US D-0 1型发电机和隔爆型反射器的电源线输出电路由电源绝缘用继电器板P P控制，绝缘监测继电器的触发阈值为1 0 k欧。当显示屏所示绝缘值有所降低时，黄色L E D报警指示灯闪烁，并发出警告代码U2 3，在这种情况下，允许继续运行机车。

运行状态监视器设置在机器底部，用于显示机器的当前状态，即时间、日期、时数、已行驶距离、温度、压力、速度和故障记录。监视器具有L C D显示屏，数据以2 0个字符、分4行显示。监控系统主要由内部电池组或外部电压电源供电。若未设置外部电源，则由内部电池组为监控系统供电。在这种情况下，只要按下P 1～P 4中任一按钮，便可启动监控系统。这种微处理器可在按下最后一个按钮后维持3 0秒的供电。关闭电池电源后，立即接通外部电源，监控系统可持续运行。用户可查看最近2 0次的报警/故障信息，观测机车的实时性能。在设备运行过程中，监控器会与串联接口进行通信，期间由电源控制和诊断系统Z US D-0 1为其供电，用户可选择消息的显示语言。

机车装有压力传感器，可将其分为两类，即阈值压力传感器和模拟压力传感器。传感器主要用于对影响内燃机、机车和消防系统正常运行的工作参数进行控制。压力传感器C P 1：控制内燃机润滑油的压力。传感器故障时，若压力降至一定极限值之下，内燃机将停机。压力传感器C P 2：控制液压系统I的增压。传感器故障时，若压力降至一定极限值之下，内燃机将停机。压力传感器C P 3：控制液压系统I I的增压压力。传感器故障时，若压力降至一定极限值之下，内燃机将停机。压力传感器C P 4：控制内燃机制动装置的启动压力。传感器故障时，若压力降至一定极限值之下，机车将停止运行。压力传感器C P 5（测量范围0～4 0 MP a）：测量液压系统的实际工作压力。压力值显示在司机室装置中的显示屏上。传感器受损不会影响机车的正常运行，但司机会收到报警信息。压力传感器C P 6（测量范围0～2.5 MP a）：在大雾环境下测量安装在消防系统中的探测系统的实际压力。若受泄漏探测系统的影响压力降至一定极限值之下，机车将停止运行。