WC30型防爆低污染支架搬運車的設計

楊小軍 白雪

摘要：詳細介紹了WC30型支架搬運車的主要性能參數(shù)及產(chǎn)品特點，并與同類設備對比分析，說明其技術(shù)優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：支架搬運車;防爆柴油機;技術(shù)優(yōu)點

中圖分類號：U653.923? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0005-02

0? 引言

當前，我國煤礦采掘機械化比例日益上升，煤炭綜采設備化率日益升高和掩護液壓支架等大型設備重量越來越高，原來的進口支架車難以滿足需求。煤礦采掘機械化、輔運多樣化、人性化，使原有進口支架車難以滿足需求煤機市場需求。搬運車是綜采工作面液壓支架的回撤、擺放及遠距離運輸?shù)闹饕O備;搬運皮帶、移變物料、適應井下重型設備的搬運日益增多，做到一車多運已成為各礦迫切需求。該項目針對上述問題，研制全新中噸位支架搬運車。

為嚴格貫徹落實《國家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于發(fā)布禁止井工煤礦使用的設備及工藝目錄（第四批）的通知》（煤安監(jiān)技裝【2018】39號）中禁止使用排氣標準在國Ⅱ及以下防爆柴油機的要求。因為礦井下為封閉空間，通風條件差，所以解決井下柴油機尾氣的污染尤為重要。目前井下使用的國內(nèi)外的鏟板式搬運車均為國Ⅱ以下排放標準，不能滿足國家對井工礦的使用要求。為滿足國家煤監(jiān)局的最新政策要求，也為達到井工礦對通風的達標指標。該支架搬運車重新匹配選用為排氣標準為國Ⅲ的防爆柴油機。本文主要介紹WC30型防爆低污染支架搬運車的設計。

1? 總體設計

1.1 機構(gòu)設計

目前我國引進和國產(chǎn)的支架搬運車有三類。平板拖車式支架搬運車，機身長，安全型和方便性較差。“U”型框架式支架搬運車，具有成本高、轉(zhuǎn)彎半徑大、磨輪胎等特點，鏟板式搬運車以ED25為代表，自重輕，動力性好，一機多用等有點。從使用特性與經(jīng)濟角度分析，WC30型支架搬運車采用鏟板式結(jié)構(gòu)。

1.2 傳動型式

液力傳動在地面裝載機等工程機械上廣泛使用，安裝調(diào)試簡單，故障率低，技術(shù)比較成熟，故該車采用液力傳動。傳動系統(tǒng)包括1臺220kW發(fā)動機，速比1：1的抬高箱、速比30.75的前驅(qū)動橋、變矩器及3擋動力換擋變速器、傳動軸、速比30.75的后驅(qū)動橋等。傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

發(fā)動機的動力經(jīng)過抬高箱、傳動軸將動力傳至變矩器。變矩器通過液壓油將能量從發(fā)動機傳輸?shù)阶兯傧?。再?jīng)過傳動軸傳遞到前后驅(qū)動橋，最終傳動到防爆實心輪胎。

1.3 基本組成及工作原理

WC30型支架搬運車主要由前機構(gòu)、后車架、傳動總成、防爆柴油機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及附件等八部分組成。參見圖2所示。

機架承受著來自路面、行走和裝載的各種載荷。機器中的各部件均用螺栓或銷軸與機架聯(lián)接，機架為組焊件。

防爆柴油機不但可以提供車輛行駛的動力，而且能夠保證排氣溫度、機體表面溫度、冷卻水溫度、有害氣體的排放量等符合《MT 990-2006 礦用防爆柴油機通用技術(shù)條件》的技術(shù)要求和GB20891-2014《非道路移動機械用柴油機排放污染物排放限值及測量方法（中國第三階段）》的標準。

變速箱和前后車橋固定在前后機架上，通過傳動軸提供動力。輪胎固定在前后車橋上。變速箱后邊配置有液壓主泵和輔助泵。液壓主泵主要為鏟板舉升、轉(zhuǎn)向、制動、液壓絞車提供動力，輔助泵主要保證制動冷卻油的循環(huán)流動。

1.4 主要參數(shù)（表1）

2? 防爆柴油機總成和滿足國三排放的電控系統(tǒng)

WC30型支架搬運車防爆柴油機總成為了保證消除回火，進氣系統(tǒng)采用進氣防爆柵欄和起安全機構(gòu)的阻風門機構(gòu)。排氣系統(tǒng)采用水冷雙層排氣管、水洗箱組成的濕式廢氣處理系統(tǒng)。廢氣從氣門排出就及時冷卻，經(jīng)過排氣柵欄，最后排入到水介質(zhì)中，消除火花和進行凈化處理，以達到防爆的要求。（見圖3）

本機還采用了安全保護系統(tǒng)，當排氣溫度等參數(shù)超標后，安全保護系統(tǒng)動作，直接控制發(fā)動機電控單元熄火，實現(xiàn)自動停車與安全保護。

采用高壓共軌原型機進行電控系統(tǒng)防爆開發(fā)，采用進行標定，通過進氣壓力傳感器、曲軸轉(zhuǎn)速、凸輪軸轉(zhuǎn)速、油門位置傳感器，機油壓力傳感器采集信號進行對不同工況的噴油時間和噴油量進行控制，增加隔離板，保證電控ECU電流為本安電流。并對電控箱、傳感器分別進行本安防爆處理。最終保證排放指標符合非道路國三要求。（表2）

3? 與同類產(chǎn)品比較

與引進的EIMCO公司ED25，DBT的FBL15車型，布特朗耶LWC40T車型主要性能參數(shù)對比情況，見表3。

可以看出，WC30支架搬運車的動力性能，滿載速度，發(fā)動機排放水平等重要參數(shù)處于領(lǐng)先水平。其主要創(chuàng)新點是：

①配套設計了符合國家防爆規(guī)程和非道路國三排放規(guī)程的大功率防爆柴油機。

②采用抬高箱、一體式液壓變矩器變速箱的傳動方式，較分體式變矩器、變速箱，有效的減少傳動軸偏轉(zhuǎn)角度，延長傳動軸使用壽命。

③采用可拆卸的鏟板、連接部結(jié)構(gòu)，便于豎井拆解運輸。連接部拆卸后可以當做拖車主車使用。

4? 結(jié)語

防爆柴油機支架搬運車主要用于綜采工作面液壓支架的回撤、擺放及遠距離運輸。WC30型支架搬運車具有裝卸便捷、承載能力大、工作效率高、故障率低以及尾氣排放低污染等特點。我國近年在新疆地區(qū)又要新建和擴建十幾個現(xiàn)代化的高產(chǎn)高效礦井，對支架搬運車需求越來越大。WC30型支架搬運車的推廣使用對提高煤礦的經(jīng)濟效益、推動礦井高產(chǎn)高效、替代進口，降本增效將發(fā)揮重要作用。

參考文獻：

[1]王明普.WC40型支架搬運車的設計[J].煤礦機電，2005-08-30.

[2]丁守坤.一種鏟板式支架搬運車的設計[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2019-01-28.

[3]李杰，張運康，王偉杰.WC25E型鏟板式搬運車[J].工程機械，2020-08-10.