WC55E鏟板式搬運車的研制及工業性試驗

路 娟，張 磊，代衛衛

(1.中煤華晉集團有限公司，山西 河津 043300；2.中煤華晉集團 韓咀煤業有限公司，山西 鄉寧 042199)

0 引言

目前，我國使用的煤礦井下鏟板式支架搬運車主要依靠進口，近幾年引進的主要車型有比塞洛斯公司的以發動機為動力源的FBL40、MH-40、FBL55鏟板式支架搬運車和以蓄電池為動力源的VT636-2、VT630、VTC650和VTC680等型號的鏟板式支架搬運車，英國艾姆科(EIMCO)公司的912X鏟板式支架搬運車,山特維科公司的ED25、ED40鏟板式支架搬運車等。但由于進口設備存在價格較高、備件供應周期較長和售后服務成本較高等問題，降低了設備使用效率，提高了設備使用成本，從而在一定程度上限制了其在國內煤礦更大范圍的推廣。

為打破55 t鏟板式搬運車進口的高價壟斷，減少因服務不及時造成的車輛事故影響，研制了WC55E鏟板式搬運車，并在工業性試驗中取得了良好的效果。

1 WC55E鏟板式搬運車的研制

1.1 WC55E鏟板式搬運車的主要技術參數

WC55E鏟板式搬運車的主要技術參數為：車輛自重52 t，額定載荷55 t，絞車牽引力22 t，發動機功率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°，內轉彎半徑≤3.3 m、外轉彎半徑≤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鏟板式搬運車總體設計

WC55E鏟板式搬運車主要由工作機構、前機架裝配、后機架裝配、操作系統、傳動系統、柴油機裝配、液壓系統、氣動系統、潤滑系統及電氣系統組成。該車采用雙舉升油缸和雙傾翻油缸，可實現整車的搬運功能；具有一部200 kN牽引能力的液壓絞車，用來拖動重物；機架采用前后鉸接，雙液壓油缸轉向，轉彎角度達到42°；車上配備獨立駕駛室，可以雙向駕駛，方便井下作業使用；車上使用彈簧制動液壓釋放的安全型輪邊制動器，以保證車輛的行駛安全；后橋采用帶擺動架的驅動橋，以適應不平的井下路面，增加附著力，提高整車通過性能；車輛配備了大功率的發動機，動力更充足，并安裝電保護系統，可對車輛的運行狀況實時監測，從而對故障進行及時報警和緊急停機；整車配有倒車影像，可清晰顯示駕駛盲區的影響，充分保障車輛的行駛安全。

1.3 WC55E鏟板式搬運車的技術難點

由于煤礦井下路況復雜多變，動力傳動系統的匹配是該項目的技術難點，目前井下常用柴油機和三相交流異步電動機作為動力裝置，由于柴油機的扭矩適應性系數與電動機的過載能力較小，不能滿足井下裝載機經常過載與載荷頻繁變化的要求。為了解決這個問題，可在柴油機和電動機后加裝一個液力變矩器。液力變矩器可使車輛具有自動適應性，提高車輛的使用壽命、通過性能和舒適性，簡化車輛操作。

井下鏟板式搬運車一般采用動力換檔變速箱，與非動力換檔機械變速箱的主要區別是它采用了液壓缸操縱換檔離合器，不用切斷動力，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、發動機三位一體)、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，整車傳動系統布置如圖1所示。

圖1 WC55E鏟板式搬運車傳動系統布置圖

1.4 WC55E鏟板式搬運車的主要特點

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

圖2 WC55E鏟板式搬運車整車示意圖

2 WC55E鏟板式搬運車工業性試驗

2.1 試驗地點及條件

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

2.2 設備搬運情況

WC55E鏟板式搬運車主要用于井下綜采工作面采煤機、皮帶機及移動變壓器等設備的整體下井，以及液壓支架的短距離搬運和工作面擺放等工作，共完成王家嶺礦12101、20109、12311、12318等4個工作面的設備安裝，20103、12109、12101等3個工作面的設備拆除(單程運輸距離長約16 km)以及拖運故障車輛和井下其他設備的搬運任務。WC55E鏟板式搬運車在工業性試驗期間開機運行總時間為527 h，運行總里程約911 km，井下擺放、拖拽支架總重超過6 000 t。

2.3 性能綜合比較分析

通過對比比塞洛斯FBL55鏟板式搬運車，WC55E鏟板式搬運車總體性能達到甚至超過進口FBL55鏟板式搬運車性能指標(見表1)，主要優勢有：①整機設計合理，各部件運行穩定、可靠；②增大了發動機功率，發動機功率提高了20%左右，解決了發動機功率不足的問題，動力強勁，爬坡能力強；③選用了可用于超重載的實心橡膠輪胎，通過對橡膠材料及散熱結構的研究，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增加了車輛的附著力和駕駛舒適性；④可分體，適應國內各型礦井條件；⑤選配了可視化第二代保護監控儀，并根據保護裝置開發了相應的數據收集裝置，可在顯示屏集成顯示各項參數，提高了操作和保養維護效率；⑥發動機外循環水路創新采用外部連接方式，增加了發動機元部件的可靠性，延長了使用壽命。

表1 WC55E搬運車與FBL55搬運車指標對比

3 經濟和社會效益

(1)經濟效益。研制開發的WC55E鏟板式搬運車售價僅相當于進口同類機型的50%～70%。以國內每年需求30輛搬運車計，每年可節省設備投入1.7億元左右。經過在王家嶺礦一年的運行，各項技術性能、適用性、可靠性、經濟性均能夠滿足實際應用要求，且運行維護成本大大降低，同時備件供應及時、維修周期短、售后服務保證，確保了該車的穩定運行，給企業帶來了巨大的經濟效益，一年可創造直接經濟效益707萬元左右。

(2)社會效益。該車是國內載重量最大的以發動機為動力的重載鏟板式搬運車，實現了長、短距離“面到面”重型采掘裝備的快速搬運、連續作業，完善了國內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煤礦井下輔助運輸的機械化水平，提高了工作的安全性，降低了工人的勞動強度，滿足了礦井的高產、高效生產需要，為我國井下煤礦的現代化、機械化貢獻了一份力量。