新型牽引梭車(chē)在重載大坡度運(yùn)行中的防翹頭分析

李民

（韓城礦業(yè)有限公司機(jī)電動(dòng)力部，陜西 韓城 715400）

在無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)系統(tǒng)中，牽引梭車(chē)與重載車(chē)通過(guò)礦車(chē)銷(xiāo)軸與圓環(huán)鏈（或連桿）連接，通過(guò)鋼絲繩牽引實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)輸，然而，在坡道段的重載運(yùn)輸由于存在不同程度的翹頭問(wèn)題一直困擾著生產(chǎn)使用單位。目前，大多數(shù)采用的解決辦法是增加翹頭側(cè)配重將翹頭趨勢(shì)壓下去，此種方法大大增加了牽引的無(wú)效負(fù)載，在牽引力富余小的情況下由于增加了負(fù)載導(dǎo)致系統(tǒng)牽引力不足從而出現(xiàn)燜機(jī)，存在安全隱患，本文通過(guò)牽引梭車(chē)在坡道段工況下的受力分析，找出影響翹頭的關(guān)鍵因素，對(duì)于我們從根本上解決翹頭問(wèn)題至關(guān)重要。

1 常規(guī)牽引梭車(chē)翹頭計(jì)算分析

無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)系統(tǒng)中牽引梭車(chē)車(chē)架兩端設(shè)有碰頭通過(guò)連桿與運(yùn)輸車(chē)輛連接，牽引鋼絲繩一端固定于牽引梭車(chē)前牽引板，另一端在驅(qū)動(dòng)滾筒纏繞數(shù)圈后分出繞過(guò)尾輪固定于牽引梭車(chē)后牽引板形成閉環(huán)，即無(wú)極繩系統(tǒng)。

圖1 無(wú)極繩牽引車(chē)系統(tǒng)原理圖

牽引梭車(chē)碰頭端通過(guò)連桿與負(fù)載車(chē)輛連接，牽引板處鋼絲繩牽引，由于鋼絲繩牽引力與負(fù)載拉力存在高差，從而產(chǎn)生傾翻力矩，這也是牽引梭車(chē)在坡道短重載時(shí)翹頭的根本原因，為便于分析，現(xiàn)將各參數(shù)做如下定義：

圖2 常規(guī)牽引梭車(chē)翹頭模型示意圖

當(dāng)梭車(chē)自重以及軸距不變的情況下，負(fù)載拉力為100kN，坡度小于9.8°牽引梭車(chē)不會(huì)翹頭，當(dāng)運(yùn)行坡度大于9.8°時(shí)，牽引梭車(chē)會(huì)出現(xiàn)翹頭現(xiàn)象。由上述參數(shù)可以看出，鋼絲繩距軌面高度L1、負(fù)載拉力距軌面高度L2、梭車(chē)重心距支點(diǎn)垂直軌道方向距離L3、巷道坡度a,實(shí)際應(yīng)用中，牽引梭車(chē)中鋼絲繩距軌面高度L1、負(fù)載拉力距軌面高度L2是恒定值，要解決翹頭現(xiàn)象需要增加梭車(chē)自重以及增大梭車(chē)重心距支點(diǎn)垂直軌道方向距離L3及增加回轉(zhuǎn)支點(diǎn)距離梭車(chē)重心的距離。

2 新型牽引梭車(chē)翹頭計(jì)算分析

由上述常規(guī)牽引梭車(chē)計(jì)算分析可知，增加牽引車(chē)軸距和自重是改善翹頭趨勢(shì)的關(guān)鍵因素，但四輪梭車(chē)軸距增大直接影響梭車(chē)過(guò)彎曲率半徑的增大，嚴(yán)重影響梭車(chē)的適應(yīng)工況能力。增加軸距不影響過(guò)彎道通過(guò)性，新型牽引梭車(chē)采用八輪行走，前后兩組行走轉(zhuǎn)向架與車(chē)架鉸接以適應(yīng)水平、垂直彎道，將軸距由原來(lái)的900mm增加至1800mm，自重有原來(lái)40kN增加至45kN,重新校核翹頭趨勢(shì)。

圖3 新型牽引梭車(chē)翹頭模型示意圖

新型牽引梭車(chē)在巷道傾角小于30.8°，負(fù)載拉力100kN，不會(huì)出現(xiàn)翹頭現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，考慮牽引梭車(chē)翹頭問(wèn)題是解決該問(wèn)題的根本，通過(guò)分析計(jì)算可以看出，適當(dāng)增加軸距和自重可以減緩翹頭趨勢(shì)，增加軸距需要從設(shè)計(jì)上對(duì)牽引梭車(chē)進(jìn)行垂直彎道、水平彎道通過(guò)性校核，在滿足通過(guò)性要求的情況下盡量增大軸距，可以通過(guò)采用多自由度轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)形式適應(yīng)彎道通過(guò)性增大梭車(chē)軸距。新型牽引梭車(chē)通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整關(guān)鍵因素參數(shù)，大大改善了梭車(chē)安全不翹頭的適應(yīng)工況范圍，提高了運(yùn)輸?shù)陌踩浴ｍn城礦區(qū)桑樹(shù)坪煤礦巷道運(yùn)輸距離1200m，最大坡度18°，共有3處轉(zhuǎn)彎，其中3處轉(zhuǎn)彎角度分別為32°、32°、90°，轉(zhuǎn)彎半徑R=12m。液壓支架+平板車(chē)總重22t（含平板車(chē)自重）。采用新型牽引梭車(chē)運(yùn)輸液壓支架沿途無(wú)翹頭現(xiàn)象，沿途的“S”型彎道通過(guò)順暢無(wú)卡滯，安全高效地完成了整個(gè)工作面的液壓支架搬運(yùn)任務(wù)，對(duì)其他軌道運(yùn)輸?shù)V井存在的重載梭車(chē)翹頭現(xiàn)象有很高的借鑒意義。