摘　要　詳細(xì)介紹了TY3DFB型防爆鏟車的主要性能及結(jié)構(gòu)， 并分析了該研究項目的特點。��

　　關(guān)鍵詞　防爆鏟車　短壁開采設(shè)備　設(shè)計研究

　　防爆鏟車是短壁機(jī)械化開采設(shè)備中連續(xù)采煤機(jī)后配套設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著充電技術(shù)及蓄電池裝置性能的提高，蓄 電池式防爆鏟車有了較大的發(fā)展，而目前我國蓄電池防爆鏟車還是空白。TY3DFB型防爆鏟車的研制填補(bǔ)了這項空白，使我國短壁機(jī)械化開采進(jìn)入了一個嶄新的階段。��

　　1　主要技術(shù)參數(shù)

整車質(zhì)量：19t；

載重量：裝載量3.04m��３（不帶后擋板），額定載荷4t，最大載荷10t；

車速：空載7.5 km/h，重載5.5km/h；

爬坡能力：12%(有限距離)；

轉(zhuǎn)彎半徑：內(nèi)4.2m，外7.48m；

蓄電池工作時間：8～10h；

蓄電池容量：1200Ah；

牽引電機(jī)功率：2×22kW；

對地比壓：810kPa；

外形尺寸：8.45m×2.89m×1.596m(1.698m)。��

　　2　主要結(jié)構(gòu)特點

　　TY3DFB型防爆鏟車總體結(jié)構(gòu)見圖1。

　　圖1　鏟車總體結(jié)構(gòu)圖（略）

　　2.1　傳動及制動系統(tǒng)

　　2.1.1　傳動系統(tǒng)

　　TY3DFB型防爆鏟車的傳動系統(tǒng)是由2臺防爆直流電機(jī)與左右閉式液壓回路的變量泵連接 ，直接驅(qū)動4個液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)再帶動實心輪胎。TY3DFB采用了前后 四輪驅(qū)動方式，以最大限度發(fā)揮整車的驅(qū)動和鏟裝能力。��

　　2.1.2　制動系統(tǒng)

　　TY3DFB型防爆鏟車的制動系統(tǒng)采用摩擦片濕式制動。其作用是：(1)使鏟車迅速減速直至停止；(2)使鏟車在下坡時，保證行駛速度基本穩(wěn)定；(3)使停歇的鏟車能可靠地保持在原 地，不致溜滑。鏟車行駛的安全性，在很大程度上決定于制動系統(tǒng)工作的可靠性。井下巷道由于彎急坡陡，道路條件差，加之光線較暗，故對制動系統(tǒng)的可靠性要求更高。��

　　鏟車與地面車輛一樣，同時設(shè)有2套制動裝置。一套供行駛中暫時降低車速和停車用， 稱行車制動裝置；另一套是用來保證鏟車停止后，即司機(jī)離開后，仍能原地不動，稱 停車制動裝置。��

　　鏟車的行車制動裝置和停車制動裝置均安裝在液壓馬達(dá)上，通過閘緊馬達(dá)出軸來實現(xiàn)鏟 車的剎車和緊急制動停車。��

　　2.2　液壓系統(tǒng)

　　鏟車液壓系統(tǒng)包括2個回路，即油缸回路和行走回路。油缸回路以葉片泵為動力源實現(xiàn) 鏟車工作過程中的鏟斗升降、 卸煤、轉(zhuǎn)向及蓄電池裝卸工作；行走回路由變量柱塞泵和雙 排量馬達(dá)組成的閉式系統(tǒng)組成，可實現(xiàn)鏟車的行走以及配合鏟斗升降來完成鏟車鏟裝工作。

　　2.2.1　油缸回路

　　油缸回路由變量柱塞泵尾部的2臺葉片泵并聯(lián)來提供動力油源，經(jīng)多路換向閥對3組油缸進(jìn)行 控制，完成鏟車所需動作。當(dāng)泵啟動后，壓力油經(jīng)換向閥直接回油箱，液壓泵卸載。��

　　鏟斗升降用2個結(jié)構(gòu)完全相同的雙作用油缸并聯(lián)工作。當(dāng)操作鏟斗油缸控制閥手柄時， 泵排出的壓力油進(jìn)入2個鏟斗油缸的活塞桿腔或活塞腔，活塞桿縮回或伸出，完成鏟斗升起 或落下的動作。��

　　卸料用了三級伸縮缸，該油缸占用空間小，行程大。當(dāng)操作卸料油缸控制閥手柄時，泵 排出的壓力油進(jìn)入液壓缸活塞腔或活塞桿腔，缸體帶動推煤器伸出或收回，從而達(dá)到卸載或 收回的目的。��

　　轉(zhuǎn)向油缸用2個結(jié)構(gòu)完全相同的油缸并聯(lián)工作，轉(zhuǎn)彎時，壓力油同時進(jìn)入1個油缸的活塞和另 1個油缸的活塞桿腔，1個油缸伸出而另1個油缸縮回，從而實現(xiàn)鏟車的轉(zhuǎn)彎。��

　　電瓶升降同樣用2個結(jié)構(gòu)完全相同的油缸并聯(lián)工作，當(dāng)操縱電瓶升降油缸控制閥手柄時，壓 力油進(jìn)入2個油缸的活塞腔或活塞桿腔，活塞桿伸出或縮回，蓄電池支架下落或升起。��

　　另有一動力輸出控制閥用以拖曳其他設(shè)備。油缸回路的工作壓力為14.5MPa，通過多路換 向閥的中位機(jī)能實現(xiàn)卸載。��

　　2.2.2　行走回路

　　行走回路由變量泵和雙排量馬達(dá)組成。左右泵分別驅(qū)動前后輪馬達(dá)，實心輪胎通過過渡盤與馬達(dá)連接。馬達(dá)的流量和轉(zhuǎn)向由比例換向閥和腳踏加速閥控制變量泵的斜盤角度實現(xiàn)。電機(jī)啟動后變量泵的斜盤處于中間位置，只有極小的流量輸出來維持泵自身的需要，整個系統(tǒng)處于卸載狀態(tài)，電機(jī)的功率消耗極小。在該回路中同時設(shè)置了熱交換閥、同步分流閥、過濾器等元件。雙排量馬達(dá)通過先導(dǎo)油的控制可實現(xiàn)低速大扭矩和高速小扭矩切換，可較好地適應(yīng)不同的路面及載荷，如重載與空載、上坡與下坡等工況。車輛的工作制動和停車制動 由急停閥控制馬達(dá)自帶摩擦片濕式制動器來實現(xiàn)。��

　　另外，該回路中設(shè)置了熱交換閥、手動泵、雙排量馬達(dá)、手動切換閥等元件。熱交換閥使系統(tǒng)中一部分熱油與油箱中的冷油進(jìn)行熱交換，減小系統(tǒng)發(fā)熱，經(jīng)計算熱平衡溫度在60～ 7 5°C之間；手動泵是用來解除制動的；手動切換閥是為了切換鏟車空載與滿載速度而設(shè)置的 。��

　　2.3　電氣系統(tǒng)

　　2.3.1　供電單元

　　防爆鏟車用車載蓄電池供電， 蓄電池外設(shè)一斷路器，作為電氣系統(tǒng)總開關(guān)。斷路器選用德國耐德電氣公司的NS-630型斷路器，額定電壓690V，額定電流600A。因二極斷路器使用不普遍，購買備件困難，故此處選用三極斷路器。斷路器具有無壓釋放線圈和分勵線圈，實 現(xiàn)與隔爆外殼蓋板間的電氣閉鎖和緊急停止之用。��

　　2.3.2　控制單元

　　控制單元由操作箱、電控箱、前后照明燈、2臺并勵直流電動機(jī)等組成。��

　　(1) 泵電動機(jī)及控制。泵電動機(jī)選用2臺防爆并勵直流電動機(jī)，額定電壓為直流110V，額定 功率為22kW。采用2個智能功率模塊IPM直接控制2臺電機(jī)的軟啟動，大大改善了電動機(jī)的起 動性能。��

　　(2) 控制、保護(hù)及顯示功能。

　　①當(dāng)電池組內(nèi)的斷路器閉合，且電控箱和控制臺蓋板均蓋好后，電控箱上的斷路器才能手動 閉合；通電后，再打開上述兩個蓋子，斷路器能自動斷電，實現(xiàn)電氣閉鎖。

　�、谠隈{駛室內(nèi)可操作鏟車的全部動作。

　　③限流功能。當(dāng)任一臺泵電機(jī)電流達(dá)到設(shè)定值時，能自動實現(xiàn)過電流保護(hù)。

　�、躀PM過熱保護(hù)功能。IPM過熱時，自動關(guān)閉電機(jī)。

　　⑤IPM短路保護(hù)功能。當(dāng)檢測到短路時，關(guān)斷電路自動關(guān)斷IPM，實現(xiàn)短路保護(hù)。

　�、蕻�(dāng)出現(xiàn)漏電、過載、短路、過熱時，顯示器可用漢字顯示故障狀況，便于維修。

　�、唠姍C(jī)過熱保護(hù)。當(dāng)電機(jī)達(dá)到設(shè)定溫升時，可自動切斷電機(jī)，實現(xiàn)對電機(jī)的保護(hù)。

　　⑧漏電保護(hù)。當(dāng)電機(jī)、照明燈出現(xiàn)漏電時，可實現(xiàn)閉鎖，使電機(jī)無法啟動，照明燈無法打開 。

　�、犭娍叵鋽嗦菲鞑捎秒妱硬僮骺刂�，可實現(xiàn)斷路器的斷開與合閘。

　�、怦{駛室設(shè)有顯示器�？蛇m時監(jiān)測蓄電池的電壓和電機(jī)的電流。當(dāng)電壓降到一定值時，可提 醒司機(jī)及時更換蓄電池。��

　　3　TY3DFB型防爆鏟車性能特點

　　3.1　與國外同類產(chǎn)品比較

　　TY3DFB型防爆鏟車技術(shù)含量大，研究起點高，運用了許多國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，其性能指標(biāo) 均超過482、488型防爆鏟車，部分指標(biāo)接近或達(dá)到最新的488GLBC型防爆鏟車。與國外同類 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的比較見表1。

　　表1　TY3DFB型防爆鏟車與國外同類產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)比較（略）

　　3.2　TY3DFB型防爆鏟車的特點

　�。�1）采用了全液壓傳動、比例控制、四輪驅(qū)動和制動技術(shù)。由液壓泵與變量馬達(dá)組成的 系統(tǒng)調(diào)速范圍大；

　　（2）采用了恒功率控制技術(shù)，使防爆直流電機(jī)可處在效率較高的工況下工作，這樣可提高 整個系統(tǒng)的效率；

　�。�3）控制簡單，避免了直流電機(jī)調(diào)速過程中電控箱和電機(jī)過熱等問題；

　�。�4）采用了IPM直流調(diào)速軟啟動和控制技術(shù)，大大改善了防爆直流電機(jī)的起動性能；

　　（5）采用了故障診斷與顯示技術(shù)；

　�。�6）簡化了傳動和電控回路，制造工藝簡單，可降低成本；

　�。�7）選用國外成熟的泵、馬達(dá)，可提高車輛運行的可靠性。