新型薄煤层蓄电池支架搬运车的研制及应用

针对防爆柴油机支架搬运车难以运输薄煤层液压支架的问题,通过分析支架搬运车在薄煤层综采工作面多通道回撤工艺中的作用,确定了新型薄煤层蓄电池支架搬运车的功能参数,设计了与薄煤层支架相匹配的承载功能结构,分析了车辆轴荷分布特点及驱动模式适应性,设计了开关磁阻电机驱动系统及电回馈制动系统,分析了大容量特殊型铅酸蓄电池的充放电特性,指出了蓄电池的使用维护事项及提升续航里程的方法,介绍了车辆相关智能化配置及采用的先进技术。工业性试验表明,新型薄煤层蓄电池支架搬运车整车性能完全满足使用需求。

矿用支架搬运车叉装机构强度分析

支架搬运车是一种用于煤矿井下单元支架快速搬家的辅助作业装备,直接与支架接触的叉装机构作为搬运车上主要受力的关键结构,其强度、刚度影响搬运车的使用寿命。基于有限元分析理论,对叉装机构各个关键部件进行受力分析,建立有限元模型,得出了门架C槽、上下滑移机构、左右滑移机构、货叉等关键部件的应力场分布及危险位置,与实际应力破坏相符。结果表明,叉装机构的设计满足实际工况的强度使用要求。

矿用WC25EJ支架搬运车制动结构性能分析

为进一步探究矿用支架搬运车制动结构性能方面的更多细节要素,以WC25EJ型矿用支架搬运车为研究对象,在对其进行三维建模的基础上,全面分析了该制动结构的应力、应变、位移和寿命四项指标,以此确定该支架搬运车制动结构的整体力学性能,以及需要优化之处,由此应用多目标遗传算法进行初步优化。结果显示,优化后的制动结构在力学性能方面全面提高,特别是运行寿命得以显著提升,证明本次研究可为后续现场实验等环节提供有效的参考。

单元支架搬运车快速叉装系统研制

为解决煤矿井下单元支架快速搬家的问题,提高支架搬运车的作业效率,提出了一种搬运车快速叉装系统,集左右横移、上下移动及左右旋转等特点,能有效实现支架搬家的装、运、卸等功能。重点阐述了叉装系统的结构特点及工作原理,研究了叉装系统的工作过程及控制原理,并设计了适应性更高的新型货叉,保证支架搬运车的作业效率及安全性,满足单元支架循环交替支护、快速搬家的使用要求。

基于卷积神经网络的煤矿支架搬运车轮胎助力机械手抓取姿态规划方法

为解决当前煤矿支架搬运车轮胎助力机械手抓取姿态规划精度较低、无法保证抓取轮胎受力均匀、导致轮胎部分位置受力过大、对轮胎产生了不同程度损害、消耗大量人力与物力资源的问题,提出基于卷积神经网络的轮胎助力机械手抓取姿态规划方法。引入卷积神经网络,通过提取目标物体位姿变化特征,得出目标物体在坐标系中的位置信息与姿态信息;基于卷积神经网络建立抓取预测模型,获取机械手抓取物体成功的概率;设计轮胎助力机械手的抓取轨迹,并设计机械手抓取姿态规划算法。通过试验分析可知,该方法在抓取过程中最大耗时与平均耗时均较短,抓取质量与效率得到了显著提升。

WCL8Y分体组装式单元支架搬运车的研究与应用

目前,在煤矿采掘辅助作业中,搬运放置支架仍然以人工为主,当辅助设备外形尺寸大、体积重时,存在不易运输问题。生产效率低下、作业安全隐患严重,对此问题,开展了WCL8Y分体组装式单元支架搬运车的研究开发,以解决辅助作业效率低、安全隐患严重等问题。此设备采用模块化、多方位拼装的整车布局,可实现平整地面、倒运和吊装管道等多项功能。

超大采高铲板支架搬运车侧向失稳原因分析及改进

针对航天重工研制的130 t铲板支架搬运车在空载状态左转向45°时,发生右前轮翘起现象,项目组综合考虑交付时间和整车性能要求,通过在前端增加配重前铲叉空心区域加配重,使得整车质心向前移动,增加前车架的稳定性,同时根据井下煤矿弯道要求,在CAD软件中对整车弯道通过性进行模拟,得到整车通过弯道的最小转向角度为31°,最终决定在前车架增加限位块的方法将整车最大转向角度限制到40°,并对优化后的结构根据技术要求进行纵向稳定性和侧向稳定性复核,得到整车满足使用条件。优化后的整车实物进行跑车试验,进行各工况模拟,行驶稳定。

进口重型蓄电池支架搬运车电驱系统关键技术研究

以进口重型蓄电池支架搬运车驱动系统为研究对象,分析研究重型蓄电池支架搬运车驱动方式,包括单电机桥驱即单台电机结合减速器桥驱驱动、前后电机结合前后驱动桥驱动、四电机结合前后驱动桥驱动、轮边电机加减速器直接驱动方式。对4种驱动方式进行总结分析,以重型蓄电池支架搬运车为承载平台,研究四电机结合前后驱动桥驱动方式。

矿用重型支架搬运车全液压转向系统应用研究

介绍了重型支架搬运车总体结构及转向实现形式,对采用双液压缸转向的转向装置排量进行了理论计算分析。比较单级与两级液压转向的特点,得出在重型支架搬运车上采用两级液压转向的可行性。详细阐述并分析了先导控制转向阀式两级液压转向系统和先导控制流量放大器式两级液压转向系统的功能及元件选型注意事项。结合整机液压系统构成与功能,完成了40 t铲板式支架搬运车先导控制转向阀式两级液压转向系统设计与关键元部件选型,经现场应用验证,该系统转向操纵力小、转向灵活,满足了使用要求,为类似系统设计提供了借鉴。

四轴支架搬运车转向机构设计

由于井下综采路况非常恶劣,且巷道狭窄,转向条件非常受限,能根据具体要求设计出能满足特定综采矿井的特殊搬家倒面装备,是一项非常艰巨的任务。以航天重工研制的液压支架搬运车为研究对象,通过对四轴液压支架搬运车转向机构进行研究,运用虚拟样机ADAMS建立转向机构的模型,模拟车辆在行驶时转向是如何动作以及转向系统总成中各部件的运动情况,进行动态的分析和仿真模拟,进而对点位进行优化,分析出部件最佳运行状态的条件,使得优化后的实际转角与理论转角误差减小,提高转向机构运行的可靠性和稳定性,提升井下液压支架搬运车的道路通过性。

40 t铲板式支架搬运车全液压制动系统应用研究

根据40 t铲板式支架搬运车的传动方式与整机参数,完成了采用脚踏制动阀与继动阀组合控制的全液压制动系统设计与配置。对制动系统关键元部件继动阀的工作状态和制动过程进行了分析。通过将液压系统与传动系统和气路系统进行相关功能闭锁,满足了整机制动工况需求。结合整机在装配调试与使用中的问题,对全液压制动系统的充液回路和制动回路故障进行了分析与处理。

人机工程学在薄煤层液压支架搬运车中的应用

为提高某薄煤层支架搬运车驾驶舒适性和安全性,构建了95百分位的中国人体模型。计算了座椅、操纵机构、脚踏板、仪表盘等关键件尺寸,完成了薄煤层支架搬运车驾驶室的整体排布。通过人机工程学模型,分别对驾驶员的操作舒适性、视野舒适性和坐姿舒适性进行了人机工程学仿真,结果表明:在长时间的正常驾驶模式下,驾驶员的整体姿态处在较高的舒适度范围,对提高辅助运输装备的驾驶舒适性和安全性具有较高的参考价值。

支架搬运车爆胎问题分析及改进

井下运输装备的安全性和可靠性一直是煤矿行业关注的重点,以航天重工研制的80 t支架搬运车为研究背景,以其在矿区出现的下14°坡时前轮爆胎问题为研究背景,对其爆胎原因进行整车受力分析,得到下坡时支架质心点向前下方偏移,使得前轮轮载超过其额定载荷是爆胎的主要原因。从成本角度出发,提出将提升机构反向安装的方法,该方法在实施过程中遇到提升机构安装螺栓数量由14个减少为11个的问题,螺栓数量的减少,需要对新结构的螺栓强度进行校核。首先通过动力学仿真软件Adams计算出各工况下提升机构上的最大承载,再利用有限元仿真软件Abaqus校核反向安装提升机构螺栓的强度,得到反向安装后11个螺栓均能满足强度要求。

一种整体式支架搬运车油气弹簧的设计

悬架是车架与车桥的重要连接部件,油气弹簧作为悬架的弹性元件,对悬架的减震性能起到了主要作用,可以缓和、抑制不平路面引起的冲击和振动,保障驾驶员的舒适性和所运输货物的完好。针对某井下重载80 t整体式支架搬运车油气弹簧的设计进行研究,基于该支架搬运车特种作业工况和油气弹簧的工作原理,通过结构设计和性能匹配计算,对油气弹簧的安装结构、行程、刚度、阻尼等参数进行设计分析,进而确定了油气弹簧的各项参数。本模型满足80 t整体式支架搬运车在特殊工况下承载和减振的使用需求。

一种框式支架搬运车驻车制动解除装置的设计与应用

框式支架搬运车是无轨胶轮车辅助运输工艺中最常见、使用率最频繁且运输效率最高的支架搬运车,是智能化矿井综采工作面安装与回撤主力车型之一,其运输功率大,速度快,在一定程度上替代人工劳动,大幅度减轻工人劳动强度,提高工作效率,提升安全生产水平,但是由于该车型载荷大、运输工况较差,导致故障频发,且该车型外形尺寸和质量偏大,重载运行过程中整机总质量可高达80余吨,在煤矿井下运输巷道内突发故障后势必造成井下交通严重拥堵。当车辆故障停机后挪车疏通交通成为了难点,一般需要使用两台重型铲板车进行前后抬运,经调查,准备重型铲板车时间、设备捆绑时间和指挥挪车的总时间不低于4小时,两台重型铲板车长度+故障车辆长度约30米,在挪车过程中行走转弯难度大,存在损坏井巷设施的风险。通过特种车辆检修技术人员的研究探索,找出了一套快速挪车行之有效的方法——框式支架搬运车驻车制动解除装置的设计与应用。本文通过对框式支架搬运车的外形结构、液压系统结构、制动回路工作原理和特点进行阐述,从而分析描述驻车制动解除装置应用在LWC55T框式支架搬运车的方法和应用成效,与同行们分享,希望能够对从事特种车辆检修和技术创新工作起到一定的指导作用。

WC130Y型支架搬运车控制系统设计

针对当前支架搬运车智能化控制程度低下问题,从提高支架搬运车线控化水平来实现提升整车电控质量的角度进行研究。以德国IFM公司的CR0232控制器为平台,设计出支架搬运车控制系统,分别从硬件设计和功能设计两方面进行论述。引用功能域控制概念,将整车控制分为信号采集与处理、故障自诊断与监控、发动机控制、液压系统以及无线遥控控制等功能模块,基于CODESYS软件编程平台进行编程和调试。随着该设计控制系统在WC130Y型支架搬运车的成功应用,整车线控化水平显著提升,核心系统实现逻辑化编程控制。故障自诊断子系统可以快速定位车辆故障点,在维修环境恶劣的井下能够提高车辆的维修效率,从而保证车辆的可靠性并提高了其运行效率。

一种井下重载支架搬运车液压独立悬架的设计

针对整体框架式重载支架搬运车设计液压独立悬架,保证支架搬运车在井下复杂路面上具有较好的适应性及平顺性:通过安装在悬架上的悬挂油缸的伸缩来实现轮胎的上下摆动,车辆通过复杂工况路面时,悬挂油缸提供的纵向补偿使车辆各悬架间承载均衡。同时,独立悬架为车辆的重要承载部件且重载支架搬运车本身质量大及其大载重量,需要液压独立悬架具有足够的强度及刚度来满足车辆的承载。对液压独立悬架各部分结构分别设计并对关键承载件进行有限元分析,提高重载支架搬运车在井下起伏路面、涉水路面和多弯巷道等复杂工况下的适应能力。

支架搬运车最小转弯半径计算及其巷道适应性分析

对支架搬运车的最小转弯半径进行理论计算,运用虚拟样机分析软件ADAMS对支架搬运车仿真得出最小转弯半径,并与理论计算进行了对比分析,结合井下巷道设计对其巷道转弯的适应性提出要求。

支架搬运车液压提升机构的设计研究

介绍了液压支架搬运车液压提升机构的组成和工作原理,对液压提升机构的受力情况进行分析,对主要参数进行了设计计算,并对主要受力部件花键轴进行了有限元分析。为支架搬运车液压提升机构的设计、选型提供了参考。

重载支架搬运车轮边减速器承载轴壳的结构强度分析

通过对煤矿井下重载框架式支架搬运车轮边减速器的典型工况进行受力分析,确定了其减速器承载轴壳的有限元分析的载荷边界条件,进而得出了承载轴壳的强度分析的计算结果,为支架搬运车轮边减速器承载部件的强度校核提供了一种可行的计算方法。该轮边减速器在整机的工业性试验中表现良好。