路 娟，張 磊，代衛(wèi)衛(wèi)

(1.中煤華晉集團(tuán)有限公司，山西 河津 043300；2.中煤華晉集團(tuán) 韓咀煤業(yè)有限公司，山西 鄉(xiāng)寧 042199)

0 引言

目前，我國(guó)使用的煤礦井下鏟板式支架搬運(yùn)車主要依靠進(jìn)口，近幾年引進(jìn)的主要車型有比塞洛斯公司的以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的FBL40、MH-40、FBL55鏟板式支架搬運(yùn)車和以蓄電池為動(dòng)力源的VT636-2、VT630、VTC650和VTC680等型號(hào)的鏟板式支架搬運(yùn)車，英國(guó)艾姆科(EIMCO)公司的912X鏟板式支架搬運(yùn)車,山特維科公司的ED25、ED40鏟板式支架搬運(yùn)車等。但由于進(jìn)口設(shè)備存在價(jià)格較高、備件供應(yīng)周期較長(zhǎng)和售后服務(wù)成本較高等問(wèn)題，降低了設(shè)備使用效率，提高了設(shè)備使用成本，從而在一定程度上限制了其在國(guó)內(nèi)煤礦更大范圍的推廣。

為打破55 t鏟板式搬運(yùn)車進(jìn)口的高價(jià)壟斷，減少因服務(wù)不及時(shí)造成的車輛事故影響，研制了WC55E鏟板式搬運(yùn)車，并在工業(yè)性試驗(yàn)中取得了良好的效果。

1 WC55E鏟板式搬運(yùn)車的研制

1.1 WC55E鏟板式搬運(yùn)車的主要技術(shù)參數(shù)

WC55E鏟板式搬運(yùn)車的主要技術(shù)參數(shù)為：車輛自重52 t，額定載荷55 t，絞車牽引力22 t，發(fā)動(dòng)機(jī)功率240 kW，空載行走速度0 km/h～20 km/h，滿載行走速度0 km/h～18 km/h，外形尺寸為10.2 m×3.1 m×2.15 m，允許道路最大坡度14°，內(nèi)轉(zhuǎn)彎半徑≤3.3 m、外轉(zhuǎn)彎半徑≤6.95 m，車體連接方式為中央鉸接式，最小離地間隙為300 mm。

1.2 WC55E鏟板式搬運(yùn)車總體設(shè)計(jì)

WC55E鏟板式搬運(yùn)車主要由工作機(jī)構(gòu)、前機(jī)架裝配、后機(jī)架裝配、操作系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、柴油機(jī)裝配、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)組成。該車采用雙舉升油缸和雙傾翻油缸，可實(shí)現(xiàn)整車的搬運(yùn)功能；具有一部200 kN牽引能力的液壓絞車，用來(lái)拖動(dòng)重物；機(jī)架采用前后鉸接，雙液壓油缸轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)彎角度達(dá)到42°；車上配備獨(dú)立駕駛室，可以雙向駕駛，方便井下作業(yè)使用；車上使用彈簧制動(dòng)液壓釋放的安全型輪邊制動(dòng)器，以保證車輛的行駛安全；后橋采用帶擺動(dòng)架的驅(qū)動(dòng)橋，以適應(yīng)不平的井下路面，增加附著力，提高整車通過(guò)性能；車輛配備了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力更充足，并安裝電保護(hù)系統(tǒng)，可對(duì)車輛的運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)報(bào)警和緊急停機(jī)；整車配有倒車影像，可清晰顯示駕駛盲區(qū)的影響，充分保障車輛的行駛安全。

1.3 WC55E鏟板式搬運(yùn)車的技術(shù)難點(diǎn)

由于煤礦井下路況復(fù)雜多變，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配是該項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)，目前井下常用柴油機(jī)和三相交流異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置，由于柴油機(jī)的扭矩適應(yīng)性系數(shù)與電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力較小，不能滿足井下裝載機(jī)經(jīng)常過(guò)載與載荷頻繁變化的要求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可在柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)后加裝一個(gè)液力變矩器。液力變矩器可使車輛具有自動(dòng)適應(yīng)性，提高車輛的使用壽命、通過(guò)性能和舒適性，簡(jiǎn)化車輛操作。

井下鏟板式搬運(yùn)車一般采用動(dòng)力換檔變速箱，與非動(dòng)力換檔機(jī)械變速箱的主要區(qū)別是它采用了液壓缸操縱換檔離合器，不用切斷動(dòng)力，可以直接換檔。一般的變速箱與變矩器的形式分為三種：MHR(變矩器、變速箱一體)、HR(變矩器、變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)三位一體)、R(完全分置)，本車選用MHR形式的變速箱，即變矩器、變速箱一體，整車傳動(dòng)系統(tǒng)布置如圖1所示。

圖1 WC55E鏟板式搬運(yùn)車傳動(dòng)系統(tǒng)布置圖

1.4 WC55E鏟板式搬運(yùn)車的主要特點(diǎn)

整車采用前、后機(jī)架鉸接式液力傳動(dòng)，4×4前后輪驅(qū)動(dòng)，后橋配有擺動(dòng)架，橫向擺動(dòng)7°，采用彈簧制動(dòng)液壓釋放安全型制動(dòng)器和NO-SPIN防滑自鎖差速器的重型驅(qū)動(dòng)橋，具有車速快、承載能力大、裝卸方便、操作簡(jiǎn)單、檢修方便的特點(diǎn)。WC55E鏟板式搬運(yùn)車整車示意圖如圖2所示。

圖2 WC55E鏟板式搬運(yùn)車整車示意圖

2 WC55E鏟板式搬運(yùn)車工業(yè)性試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及條件

WC55E鏟板式搬運(yùn)車于2015年4月22日至2015年6月30日在王家?guī)X礦進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。王家?guī)X礦主要輔助運(yùn)輸大巷由副平硐和2號(hào)煤集中輔助運(yùn)輸巷組成，其中，副平硐長(zhǎng)12.7 km，最長(zhǎng)斜坡3 000 m(2.2°)，最大坡度5.5°(271 m)；2號(hào)煤集中輔助運(yùn)輸巷長(zhǎng)5.1 km，最大坡度8°(110 m)，最長(zhǎng)斜坡610 m(3°)。工作面安裝期間單程運(yùn)輸距離長(zhǎng)約16 km。

2.2 設(shè)備搬運(yùn)情況

WC55E鏟板式搬運(yùn)車主要用于井下綜采工作面采煤機(jī)、皮帶機(jī)及移動(dòng)變壓器等設(shè)備的整體下井，以及液壓支架的短距離搬運(yùn)和工作面擺放等工作，共完成王家?guī)X礦12101、20109、12311、12318等4個(gè)工作面的設(shè)備安裝，20103、12109、12101等3個(gè)工作面的設(shè)備拆除(單程運(yùn)輸距離長(zhǎng)約16 km)以及拖運(yùn)故障車輛和井下其他設(shè)備的搬運(yùn)任務(wù)。WC55E鏟板式搬運(yùn)車在工業(yè)性試驗(yàn)期間開(kāi)機(jī)運(yùn)行總時(shí)間為527 h，運(yùn)行總里程約911 km，井下擺放、拖拽支架總重超過(guò)6 000 t。

2.3 性能綜合比較分析

通過(guò)對(duì)比比塞洛斯FBL55鏟板式搬運(yùn)車，WC55E鏟板式搬運(yùn)車總體性能達(dá)到甚至超過(guò)進(jìn)口FBL55鏟板式搬運(yùn)車性能指標(biāo)(見(jiàn)表1)，主要優(yōu)勢(shì)有：①整機(jī)設(shè)計(jì)合理，各部件運(yùn)行穩(wěn)定、可靠；②增大了發(fā)動(dòng)機(jī)功率，發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高了20%左右，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足的問(wèn)題，動(dòng)力強(qiáng)勁，爬坡能力強(qiáng)；③選用了可用于超重載的實(shí)心橡膠輪胎，通過(guò)對(duì)橡膠材料及散熱結(jié)構(gòu)的研究，改善了輪胎吸振性和散熱性能，在保證輪胎使用壽命的同時(shí)增加了車輛的附著力和駕駛舒適性；④可分體，適應(yīng)國(guó)內(nèi)各型礦井條件；⑤選配了可視化第二代保護(hù)監(jiān)控儀，并根據(jù)保護(hù)裝置開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集裝置，可在顯示屏集成顯示各項(xiàng)參數(shù)，提高了操作和保養(yǎng)維護(hù)效率；⑥發(fā)動(dòng)機(jī)外循環(huán)水路創(chuàng)新采用外部連接方式，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)元部件的可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命。

表1 WC55E搬運(yùn)車與FBL55搬運(yùn)車指標(biāo)對(duì)比

3 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

(1)經(jīng)濟(jì)效益。研制開(kāi)發(fā)的WC55E鏟板式搬運(yùn)車售價(jià)僅相當(dāng)于進(jìn)口同類機(jī)型的50%～70%。以國(guó)內(nèi)每年需求30輛搬運(yùn)車計(jì)，每年可節(jié)省設(shè)備投入1.7億元左右。經(jīng)過(guò)在王家?guī)X礦一年的運(yùn)行，各項(xiàng)技術(shù)性能、適用性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性均能夠滿足實(shí)際應(yīng)用要求，且運(yùn)行維護(hù)成本大大降低，同時(shí)備件供應(yīng)及時(shí)、維修周期短、售后服務(wù)保證，確保了該車的穩(wěn)定運(yùn)行，給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，一年可創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益707萬(wàn)元左右。

(2)社會(huì)效益。該車是國(guó)內(nèi)載重量最大的以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的重載鏟板式搬運(yùn)車，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)、短距離“面到面”重型采掘裝備的快速搬運(yùn)、連續(xù)作業(yè)，完善了國(guó)內(nèi)煤礦井下綜采工作面快速搬家成套裝備的體系。其成功研制極大地提高了我國(guó)煤礦井下輔助運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化水平，提高了工作的安全性，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足了礦井的高產(chǎn)、高效生產(chǎn)需要，為我國(guó)井下煤礦的現(xiàn)代化、機(jī)械化貢獻(xiàn)了一份力量。