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有轨 装车 行走 机构 设计 分析

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有轨装车机机行走机构设计分析,有轨,装车,行走,机构,设计,分析

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图 1煤矿轨道车行走机构结构图1. 车轮 2.导向轮 3.车轴 4.制动盘 5.车厢 6.传动齿轮7.变频电机收稿日期:2012-03-16;修订日期:2012-09-11作者简介:何晶 （1967-） ， 男， 辽宁丹东人， 副教授， 硕士， 研究方向： 机械与模具的设计与制造、 汽车使用与维修， Email：112hejing。0前言煤矿轨道车运载量大、速度快是现代煤矿井下运输的重要工具。 煤矿井下巷道狭窄， 随着采掘深度的加大， 加之井下地址条件的限制， 煤矿巷道的弯曲度不断加大、 运输时矿渣极易粘附与行走机构中， 导致过度磨损。 为了应对这样严酷的工作环境， 煤矿轨道车的行走机构必须具有小巧、 坚固、 耐用、 自清洁等特点。 作为煤矿轨道车最重要的部件， 轨道车行走机构的设计和使用对于煤矿的高效、安全生产至关重要，文中提出了一种新型煤矿轨道车行走机构的设计方案， 具有广阔的实际应用价值1。1煤矿行走机构组成煤矿轨道车行走机构的主要组成部件包括： 变频电机、 主动轮、 从动轮、 固定导向轮、 传动齿轮箱以及车轴等零部件，通过变频减速电机驱动主动轮带动整个行走机构以一定的速度安全地沿轨道行走。导向轮起到导向的作用，确保轨道车在运行过程中不发生跑偏，其支架将导向轮牢固的固定在车厢底座上。两对水平与垂直阻尼缓冲器对煤矿轨道车起到保护作用，主要用来平衡轨道车在巷道中运行遇到颠簸或者相互碰撞。图 1 为煤矿轨道车行走机构结构示意图2。2煤矿行走机构关键点控制2.1确定行走轮的直径在确定行走轮的直径过程中需要考虑以下方面因素： 制造行走轮的材料、 行走轮的载荷、 行走轮的转速、行走轮运行的轨道属性、行走机构的工作强第 31 卷第 11 期2012 年11 期煤炭技术Coal TechnologyVol.31,No.11November,2012煤矿轨道车行走机构的设计何晶（ 辽宁机电职业技术学院，辽宁 丹东 118009 ）摘要:煤矿轨道是现代煤矿井下运输的重要工具。 针对现有轨道车存在的主要缺陷， 提出了一种新型煤矿轨道车行走机构的设计方案。 详细介绍了行走机构结构组成， 重点分析了行走轮直径、 运行阻力计算、 动力电机的选型等关键问题。关键词:煤矿轨道车；行走机构；设计中图分类号:TD524文献标识码:A文章编号:1008-8725 （2012 ） 11-0017-02Design of Moving Machinery for Coal Mine RailcarHE Jing（Liaoning Electrical and Mechanical Polytechnic, Dandong 118009, China）Abstract:Coal mine underground transportation modern track is the important tool. Existing railcars are the main defects, puts forward a new coal mine rail car go institutions of designproject. Detailed introduces the composition of the mobile mechanism, and analyses the wheeldiameter, running friction calculation, the power of the motor type selection of shot key problem.Key words:coal mine railcar; moving device; design度。 上述因素对于行走轮直径的影响是非线性的， 所有因素的综合影响可以通过计算行走轮轮压 Pw来反应， 如式 （1 ） 所示。 这便是行走轮直径的决定因素。Pw=2Pmax+Pmin2.8Pe（1 ）式中Pmax煤矿轨道车正常工作时行走轮的最高轮压， N；Pmin煤矿轨道车正常工作时行走轮的最低轮压， N；Pe煤矿轨道车正常工作时行走轮的推荐轮压， N。鉴于煤矿轨道车工作使用的环境十分恶劣， 车轮与车轨使用一段时间后会因为摩擦、 碰撞、 热性形变等导致严重的磨损， 此时点接触便被线接触取代。 此时， 若没有考虑到设备磨损， 还是基于点接触来计算行走轮直径， 显然与实际情况不符， 计算结果也失去了理论指导意义。 因此， 在实际生产中必须基于线接触计算疲劳轮压 Pf， 如式 （2 ） 所示3。PfK1K2DL（2 ）式中接触应力因子 （取决于车轮材料 ） ；K1转速因子 （ 取决于煤矿轨道车车轮转速 ） ；K2工作级别因子 （取决于煤矿轨道车工作级别 ） ；D煤矿轨道车车轮直径， mm；L车轮与轨道线接触的有效长度， mm。从中导出车轮直径 D 的计算DPf/ （K1K2L ）（3 ）下面举例说明， 若轨道车工作等级为 M4， 选用直径 D 为 350 mm的车轮，轨道轮宽 B 为 120 mm，行车速度 v 为 50 m/min，车轮材料选用 70 高碳猛钢， b为 860 MN，查表得 为 7.0， K1为 0.72， K2为1.00， L=120 mm， Pe=4.923 MN， 由 （2 ）式计算出得 Pf为 2.506 MN， 低于煤矿轨道车正常工作时行走轮的推荐轮压， 表示轨道车处于安全的工作状态4。2.2解算运行摩擦阻力轨道车行走机构运行中的所受的摩擦阻力来自三个方面：车轮在轨道上运动产生的滚动摩擦阻力； 车轮轴承内摩擦阻力； 车体非正常倾斜导致的导向轮沿轨道侧面产生的附加摩擦阻力。轨道车运行时行走机构所承受的总摩擦阻力就是以上这 3种阻力之和构成， 其运行阻力 Fr计算方法如式 （4 ）Fr=（M0+Mmax）g+2（M0+Mmax）gDL0+d2（4 ）式中摩擦因子， 0(润滑)0.1 （无润滑 ） ；M0矿车自重；Mmax矿车最大承载量；g重力加速度；L0沿轨道方向车轮的滚动摩擦力臂， 取值0.30.6 mm；轴承摩擦因子；d轴承内圈直径。2.3调速电机的选用根据工况及生产需求，选用交流变频调速电机（AFCM ） 作为该设计中煤矿轨道车行走机构的动力装置， AFCM型号的选取主要考察以下两点：（1 ） 煤矿轨道车行车所需总功率 PP=Frv/ （60 000 ） ， v 为行车速度（2 ） 满载运行时电机的静功率 PtPt=P/ 为传动总效率。若考虑到设备功率储备， 则Pt KPt， K 为设备功率储备因子， 通常取值为 1.2。2.4配置安全缓冲器煤矿轨道车在行驶过程中由于系统故障或某些突发状况不可避免地会发生意外碰撞，为了最大程度的降低碰撞时对轨道车造成的损害，必须在轨道车的前后安装阻尼缓冲器，以便在碰撞瞬间吸收车体碰撞时所产生的能量， 最大化的保护轨道车。 缓冲器的缓冲容量取决于轨道车的运行速度、 载重、 自重以及车体结构5。3结束语从煤矿现有轨道车存在的突出问题出发，文中提出了一种新型的直流变频电机驱动轨道车行走机构设计方案， 并详细介绍了行走机构结构组成， 重点分析了行走轮直径、 运行阻力计算、 动力电机的选型等关键问题。整套行走机构具有结构简单、坚实耐用、 实用性强等特点， 值得在实际生产中加以推广。参考文献：1谢锡纯,李晓豁.矿山机械与设备M.徐州:中国矿业大学出版社,2009.2赵友军,李钰,贾龙.采煤机行走机构驱动轮的接触分析比较J.煤矿机电， 2011 （4 ） .76- 78.3李超, 陈玲.MG1.7- 9B1.5t 矿车缓冲