防爆柴油机单轨吊技术及其应用
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防爆柴油机单轨吊技术及其应用
摘要:防爆柴油机单轨吊是矿业工作中的辅助设备,对于坡度适应能力强,
且设备本身具备较高的灵活度,因此不易受矿业工作地面所影响。
本文阐述了防
爆柴油机单轨吊的基本组成及工作原理,并对其今后的发展方向进行了探讨。
关键词:防爆柴油机;单轨吊;应用技术
引言:目前,我国煤炭行业普遍使用的是单轨吊、卡轨车、齿轨车、无轨胶
车等高效率的辅助运输工具。
其中单轨吊可直接从车场到矿业工作点完成运输任务,同时其本身具备较高的灵活性与轻小性,能够在同一工作面多设备同时工作,因此,单轨吊逐渐成为目前矿井机械化辅助运输的一种重要设备。
一、单轨吊系统结构及功能
单轨吊系统可以有效地利用巷道顶部的空间,完成人员、材料、设备的运输
工作。
单轨吊系统是由机车单元、提升单元和轨道系统三部分构成。
并且按其驱
动方式可将单轨吊分为各种类型,目前有:蓄电池单轨吊、风动单轨吊、防爆柴
油机单轨吊。
其中因电池储能问题,蓄电池单轨吊使用的数量较少,而风动单轨
吊的功率相对较小,其结构简单,体积小,仅适用于狭小的运输需求低的地方,
因此防爆柴油机单轨吊成为煤矿井下单轨吊运输的主要设备。
二、防爆柴油机单轨吊
防爆柴油机机车是单轨吊的核心部件,由2个驾驶室、 N个传动系统、电气
控制系统、动力系统和液压系统组成(详见下图)。
机车采用驱动装置在铁轨上
行驶,并与起吊梁、人车、集装箱等配合,完成装卸运输机械、人员和散装物料
等工作。
图1防爆柴油机单轨吊示意图
(一)动力系统
动力系统由柴油机本体,冷却系统,进气系统,燃料系统,熄火系统,悬挂
系统等构成。
1、冷却系统分成内部和外部两个循环,用于对发动机和排气系统进行降温,以保证发动机和排气系统的温度在一个安全的温度区间。
2、发动机的进气管和
排气管都进行了隔离处理,能防止火焰的侵入。
进气系统由空气过滤器及进气阻
火装置组成,排气系统包括排气管路及排气处理箱。
排气管由内外两部分组成,
内部与外部连通,外部作为外循环。
排气处理箱能有效地滤除排气中的明火及有
害气体,并具有很好的隔音作用。
3、防爆柴油机的熄火系统分为手动和自动两种,在进气系统和燃料系统中分别设有一个进气隔离电磁阀和一个燃油隔离电磁阀,并通过电气控制,当机车温度过高或发生故障时,能将进气口和进油口隔离
开来,保证机车的安全。
4、悬挂系统在防爆柴油机单轨吊的运行过程中主要起
到承载作用,单轨吊的各个部件均可以通过悬挂系统实现运输。
5、在防爆柴油
机单轨吊投入使用前必须对柴油机本体进行多性能多方面试验,以确保设备的安
全性,主要包括热平衡试验、排放摸底试验和表面温度测试试验,同时保证其外
露表面任一部位温度不得超过150℃。
6、作为设备存储燃料的部位,燃料系统喷
油器与缸盖间间隙必须保证小于0.2mm,此外,还应安装可远程控制的停油阀,
以便于在防爆柴油机故障时可以自动或远程人工关闭。
(二)液压系统
液压系统主要由液压管路,液压泵,液压马达,液压缸,液压阀,电磁阀组成。
1、机车用的液压主泵通常采用双向变量泵,以满足机车行进需要。
液压马
达用来驱动驱动轮,由传动装置上的夹持缸的夹持力将驱动轮压在单轨吊运输系
统轨道(I155型钢)的腹板,依靠摩擦推动机车向前行驶。
2、液压缸分为两种,一种是夹紧缸一种是制动缸,夹紧缸的作用是把驱动轮夹在在铁轨的底面上,产
生足够的驱动摩擦力,制动缸则是在机车紧急停车时用来刹车,在发动机熄灭后,夹紧缸对驱动轮所产生的压力也会转换成制动力。
3、在液压系统中设有人工液
压阀和电磁液力阀门,一般的发动机换向、加速器的操作都是通过电子控制电磁
阀来完成的,如果电子控制装置发生了问题,则可以采用人工的液压阀门来完成。
(三)电控系统
电控系统包括:数据收集装置、中央控制单元、指令执行单元。
1、数据收集装置由感应器和控制键组成,其功能是测量发动机转速、发动
机温度、液压压力等仿真参数。
数据收集完毕,发送到中控中心进行分析,中心
控制台上装有一个工业屏幕,能够对机车的各种性能指标进行即时显示。
2、执
行单元是指通过电子磁体,电磁阀等装置进行信息收集并对所收集到的信息进行
分析,然后通过电子磁体或者电磁阀门来完成相关的工作。
比如,在发动机温度
过高时,中央控制器通过关闭燃料和进气口阀门,断开进气路和进油路,保障机
车的安全使用。
(四)驱动单元
驱动单元是机车行走的核心部件,它由行走小车、驱动轮、液压马达、夹紧缸、刹车缸组成。
行走小车是一种具有移动车轮的车架,能够将机车吊在铁轨上,并支持机车行驶,液压马达则用来带动驱动轮转动。
(五)安全探测及智能避障系统
防爆柴油机单轨吊可以利用无线通信技术,实时将巷道中的影像传输给司机,司机可以实时、清晰地看到道路上的运输状况,并进行监测,发现障碍物和人时,能够以照片的形式记录下来,并储存在主机的特定位置,便于巡视人员查阅。
此
外,障碍探测最大范围为35米,障碍物探测尺寸超过200*200*200 mm时,报警
信号也会被传送给机车控制器,由机车减速,直至警报消失为止。
(六)定位导航技术
在机车经过预定的定位卡时,由矿井无线网向基地台传送信息,再由基地台
向矿方资料网传送,藉由基地台进行标识卡的标识码与资料模式计算,即可精确
地进行机车的精确定位与延位卡的航迹。
同时,利用串口通讯,也能够向控制器
传送机车的定位,还能通过控制器根据ID辨识和里程校正,对机车在不同的轨
道上的运行进行控制。
比如切驱,增压等。
为了达到以上效果,防爆柴油机单轨
吊中的主控制系统与煤矿系统建立了数据连接,便于与煤矿企业的上位计算机进
行连接,并可通过用户的权限远程查看和远程诊断系统的工作状况,同时实现了
与公司的内部管理信息数据的分享,并促进了远程监控的集成一体化。
总而言之,具有智能化的驾驶扩容功能,可以轻松扩展整个系统,使其具有数据采集、自动
分析与预警功能,从而为下一阶段的煤矿智能化打下坚实的基础。
(七)单轨吊机车运输辅助设备
机车的运输辅助设备常见为人车、起吊梁、司空道岔、集装箱等。
起吊梁和
集装箱用于运送物料及装备。
起吊梁能输送液压支架、铲斗车等大型机械设备,
集装箱则是用于输送少量的物料。
司空道岔可以很好地解决机车运行时由驾驶员
自行转换线路的问题,当机车到达十字路口时,驾驶员可以通过按键来实现对轨
道的自动换向,既节约了人工,又保证了转向的稳定性。
三、结束语
防爆柴油机单轨吊在利用巷道顶部空间的同时,能有效地完成对人、物的输
送和设备的装卸,是一种现代化的矿井辅助输送机械化设备。
防爆柴油机单轨吊
因其功率充足、液压系统和控制技术的发展,已逐渐发展为一种主要的单轨吊运
输形式,而在此基础上,受制于国外垄断的影响,国内自行研发、制造的防爆柴
油机单轨吊将成为我国煤矿辅助运输设备发展的必然方向。
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