矿用重型平板车的结构设计.pdf

1 8 煤矿机电1 9 9 9 年第5 期l 篱薰麟i 鬻赣鬻糕雾麓翁糕嚣黧鬻合肥煤炭设计研究院秦强摘要本文介绍了一种大载重量的重型平板车的结构设计，以及主要技术参数。关键词重型平板车结构设计煤矿综采工作面使用的液压支架通常要利用重型平板车从地面运至井下工作面，普通通用型平板车由于装载量小，盘面高，难以满足液压支架运输的要求。目前，各矿区都使用各自型号的平板车，不但通用性差，而且，有些平板车在使用中还存在一些问题。针对这些情况，我院研制了6 0 0 9 0 0 m m轨距l O t、1 5 t 及2 0 t 平板车，并进行了通用设计，目前正在编制重型平板车的行业标准。由于液压支架外形尺寸大、重量重(一般重达2 0 t，有些大型液压支架甚至需要解体运输，但其核心部件仍有l O t 多，且最低高度也有2 m 多高)，而液压支架核心部件放置在重型平板车上的总高度必图3 刀形齿和齿座1 一强力刀形齿；2 一强力齿座；3 一自锁钢销图4 镐形齿和齿座1 一镐形齿；2 一齿套；3 一齿座；4 一轴用弹性挡圈；5 一胀套齿座是根据配套截齿设计的，截齿的规格很多，就其形式而言，可分为刀形齿和镐形齿(见图3和图4)。强力耐磨滚筒刀形截齿和齿座的一个侧面为斜面，是按螺旋升角设计，相对普通滚筒而言叶片齿座方孔上移2 0 m m，避免磨漏方孔，镐形齿与齿座间则附加齿套，可带动截齿旋转自动磨锐，因此将有更低的齿耗量。两种截齿都有多种规格，可根据不同的需要选用。4 强力耐磨滚筒的其它设计特点强力耐磨滚筒在设计上除了做到结构强度大，还要着重解决耐磨问题。我们研制了一种复合材料的耐磨块，焊到滚筒端盘和叶片易磨部位，为防止焊接裂纹，采用了一种软焊道新工艺，以使滚筒不掉齿座并且耐磨，其使用寿命比原来的滚筒提高一倍以上。滚筒的内喷雾起着灭尘和截齿降温作用，一般设计是两个齿座间有一个喷咀，强力滚筒的齿座比较少，因此在两个齿座间安装两个喷咀，一个主要作用是灭尘，另一个则同时起到截齿降温和灭尘的作用。这种滚筒目前已有多种设计，并在全国各大矿务局使用，各项技术指标均达到国内先进水平。作者简介富钟玺1 9 3 9 年生，高级工程师。1 9 6 2 年大专毕业，现任平岗截齿厂高新技术开发公司副总经理，曾获省级以上科技成果奖6 项，发表论文1 9 篇。地址：吉林省辽源煤矿平岗截齿厂，邮编：1 3 6 6 0 7。鬻戮舞蘸汹篱露“：=_衄q出qH_H岛q酿镪口一鬻豢辫uq艘铝胡鼬野勘川_码翻日妇一蒺一蔫霾麟觥嚣瓣 万方数据1 9 9 9 年第5 期煤矿机电1 9 须小于提升容器的层高净高度，同时也为了有利于降低井巷断面的高度，节省基建投资，重型平板车盘面最大高度必需受到限制。而重型平板车盘面高度受轮轴的轮径和车架高度的影响，为了降低平板车的盘面高度，使平板车载物有较大的稳定性，必须减小车轮直径和车架高度。而缩小轮径和车架高度只能在一定限度内可行，这主要取决于合理的轮轴结构和车架结构。1 重型平板车的轮轴结构重型平板车轮轴的结构设计必须具有结构简单、制造容易、坚固耐用、运行阻力小、以及维护方便等特点。轮轴从结构上可分为开式轮轴和闭式轮轴两类。开式轮轴由于有端盖，故对轮轴的装卸和调整滚动轴承间隙都比较方便，目前在煤矿上使用最多的是开式轮轴，重型平板车也采用开式轮轴结构，并选用承载能力大、寿命长的单列圆锥滚子轴承，见图1。图1 车轮结构图1 一车轮；2 一端盖；3 一螺钉；4 一轴承；5 一圆螺母；6 一轴；7 一密封垫圈；8 一挡圈；9 一毡圈；1 0 一端盖重型平板车的车轮直径，必须满足轮轴的最低高度在通过线路上各种操车设备时无干涉现象，设计较小的轮径时，还必须计算车轮踏面的点接触应力和车轮允许的圆周速度等，通常重型平板车的车轮直径可按装载量设计，1 0 t 平板车现选取轮径2 5 0 m m，1 5 t、2 0 t 平板车选取轮径3 0 0 m m。以下以1 0 t 平板车为例，计算车轮直径的设计参数。初定车轮直径D=2 5 c m，校核其轮压。因钢轨顶部为弧形，因此车轮轮压应按点接触计算。3 厂厂丁可以2 口K mN(舌+专JX9 8=1 3 6 8 1 8 M P a式中巧c _ 车轮接触压应力，M P a；口一系数，钢质车轮取口=4 0 0 0；N 一一个车轮上的承压重量，N=2 7 5 8 5 k g；K 二一动载系数，K _=1+0 2 V=1 2；V 一车轮的速度，取V=l m s；D 一车轮踏面直径，D=2 5 c m；R 一钢轨顶圆弧半径，R=3 0 c m；玩】为许用接触应力，Z G 4 5 材料，车轮表面淬火硬度为H R C 2 8 3 3，【玩】-1 5 6 8 M P a。【仉】，所以采用较小的轮径D=2 5 0 m m 能满足要求。轮轴的密封性能是结构的关键之一，不可靠的密封，往往造成尘土、污水侵入，除增加矿车的运行阻力外，还会过早地引起滚轮轴承的损坏。开式轮轴采用端盖密封和轴颈的密封。由于普通型平板车轴颈处密封多数采用非接触式密封，重型平板车若采用这形式的密封结构，重载后由于轴承游隙产生的偏心，将使非接触密封的上下金属面紧贴，形成磨擦，这样，就会增加平板车的运行阻力。所以，重型平板车轴颈处密封宜采用V 形密封圈或毡圈密封型式，能较好地解决轮轴的密封问题。普通型平板车端盖一般突出在车轮踏面外，一旦矿车掉道，端盖就会与轨道接触，造成端盖固定螺栓被剪断。重型平板车由于载重大，轮径小，若发生掉道对端盖将造成更大破坏，所以在结构设计时，采用端盖尽量沉入车轮踏面的结构，即使稍有突出部分也采用合理的曲线过渡。车轮体与端盖间则采用沉头内六角螺栓固定连接。2 重型平板车的车架结构为保证车架的强度和刚度，重型平板车车架若采用普通工字钢或槽钢作其框架梁，其型号将选得很大，显然不利于降低平板车的高度，所以车架梁采用了截面系数大的H 型钢或矿用工字钢。同时，车架采用整体闭口焊接结构，增加了车架的强度和刚度，见图2。总之，重型平板车的设计应在满足液压支架运输的前提下，尽可能降低平板车的高度，以满足使用要求。万方数据2 0 煤矿机电1 9 9 9 年第5 期设针方法亏在采焙机设针中的应用1 引言辽宁工程技术大学李贵轩张建卓摘要阐述了设计方法学及运用设计方法学进行采煤机设计，实现技术创新的新思路。关键词设计方法学采煤机功能结构原理解设计方法学是6 0 年代欧洲学者首先创立的学说，是机械设计领域的指导思想，又被称为“设计的哲学”，现已得到世界各国的认同。我国自8 0 年代初也开始接受设计方法学的思想，并逐渐应用到设计工作中去。按设计方法学的思想，设计任务始于用户的要求，基于用户的要求，设计师首先进行功能结构设计，然后求出实现各种所需功能的原理解，这样就能形成若干个设计方案，然后对设计方案进行评价，再转入结构设计，设计结束，即可投料加工制造。设计流程如图1 所示。掣掣V明确用户的要求Il 结构详细设计千功能结构设计ll 设计方案的评价求原理解图1 设计流程设计方法学还把每个设计任务视为技术系统，按整机一部件一零件形成的树状结构系统，对设计任务进行系统化设计。采煤机是煤炭生产所用的最重要设备之一。我国少部分采煤机设计与制造的工程技术人员受到设计方法学的影响，使我国采煤机的种类增加，采煤机技术水平也有明显提高，但与国外先进的采煤机相比，仍然存在着差距，这就需要不断努力，提高我国采煤机的技术水平。2 采煤机应具备的功能在本世纪4 0 年代生产的采煤机仅能满足落煤、装煤和自移的要求。由于材料、制造工艺和其它学科技术水平的限制，很长一段时间以来，采煤机仅具备这三个基本功能。随着科学技术的不断进步，采煤机已具备越来越多的功能。如：技术参数的数显功能、故障自诊功能等。但是，由于现阶段技术水平的限制，现在的采煤机尚不具备完全智能化(无人操作)和落煤块度的自动控制等功能。按设计方法学的观点，设计师应当尽量掌握对设计对象的要求，方能设计出满足用户要求的产品用户对设计对象的要求越多、越具体，设计师越容易确定设计方案。由于采煤机和工作环境复杂，人们对采煤机的要求相应增多，例如：采煤机应具备可靠的“煤岩分界”功能；截割支架顶梁或工作面输送机铲煤板的予圈2 重型平板车的车架结构1 一车架；2 一轮轴；3 一绳钩；4 一插销；5 一三环链以下为我院完成的l O t、1 5 t、2 0 t 平板车主要技术特征参数表。(收稿日期：1 9 9 9 0 5 1 1)9349；刍煅仍m 善|善姗姗|毫 善姗姗螂螂撤姒姗 昙 砉姗ll11M 弘弘M鲫咖咖咖”加 万方数据矿用重型平板车的结构设计矿用重型平板车的结构设计作者：秦强，QIN Qiang作者单位：合肥煤炭设计研究院刊名：煤矿机电英文刊名：COLLIERY MECHANICAL&ELECTRICAL TECHNOLOGY年，卷(期)：1999(5)被引用次数：2次 引证文献(2条)引证文献(2条)1.胡美红.宓德广.孙健霞.袁立军 液压支架重型平板车的设计计算期刊论文-煤矿机械 2009(6)2.史显忠 平板车转向轮组液压系统参数优化与仿真学位论文硕士 2005 本文链接：http:/