摘　要　詳細介紹了TY3DFB型防爆鏟車的主要性能及結構， 并分析了該研究項目的特點。��

　　關鍵詞　防爆鏟車　短壁開采設備　設計研究

　　防爆鏟車是短壁機械化開采設備中連續采煤機后配套設備中的關鍵設備之一。隨著充電技術及蓄電池裝置性能的提高，蓄 電池式防爆鏟車有了較大的發展，而目前我國蓄電池防爆鏟車還是空白。TY3DFB型防爆鏟車的研制填補了這項空白，使我國短壁機械化開采進入了一個嶄新的階段。��

　　1　主要技術參數

整車質量：19t；

載重量：裝載量3.04m��３（不帶后擋板），額定載荷4t，最大載荷10t；

車速：空載7.5 km/h，重載5.5km/h；

爬坡能力：12%(有限距離)；

轉彎半徑：內4.2m，外7.48m；

蓄電池工作時間：8～10h；

蓄電池容量：1200Ah；

牽引電機功率：2×22kW；

對地比壓：810kPa；

外形尺寸：8.45m×2.89m×1.596m(1.698m)。��

　　2　主要結構特點

　　TY3DFB型防爆鏟車總體結構見圖1。

　　圖1　鏟車總體結構圖（略）

　　2.1　傳動及制動系統

　　2.1.1　傳動系統

　　TY3DFB型防爆鏟車的傳動系統是由2臺防爆直流電機與左右閉式液壓回路的變量泵連接 ，直接驅動4個液壓馬達，液壓馬達再帶動實心輪胎。TY3DFB采用了前后 四輪驅動方式，以最大限度發揮整車的驅動和鏟裝能力。��

　　2.1.2　制動系統

　　TY3DFB型防爆鏟車的制動系統采用摩擦片濕式制動。其作用是：(1)使鏟車迅速減速直至停止；(2)使鏟車在下坡時，保證行駛速度基本穩定；(3)使停歇的鏟車能可靠地保持在原 地，不致溜滑。鏟車行駛的安全性，在很大程度上決定于制動系統工作的可靠性。井下巷道由于彎急坡陡，道路條件差，加之光線較暗，故對制動系統的可靠性要求更高。��

　　鏟車與地面車輛一樣，同時設有2套制動裝置。一套供行駛中暫時降低車速和停車用， 稱行車制動裝置；另一套是用來保證鏟車停止后，即司機離開后，仍能原地不動，稱 停車制動裝置。��

　　鏟車的行車制動裝置和停車制動裝置均安裝在液壓馬達上，通過閘緊馬達出軸來實現鏟 車的剎車和緊急制動停車。��

　　2.2　液壓系統

　　鏟車液壓系統包括2個回路，即油缸回路和行走回路。油缸回路以葉片泵為動力源實現 鏟車工作過程中的鏟斗升降、 卸煤、轉向及蓄電池裝卸工作；行走回路由變量柱塞泵和雙 排量馬達組成的閉式系統組成，可實現鏟車的行走以及配合鏟斗升降來完成鏟車鏟裝工作。

　　2.2.1　油缸回路

　　油缸回路由變量柱塞泵尾部的2臺葉片泵并聯來提供動力油源，經多路換向閥對3組油缸進行 控制，完成鏟車所需動作。當泵啟動后，壓力油經換向閥直接回油箱，液壓泵卸載。��

　　鏟斗升降用2個結構完全相同的雙作用油缸并聯工作。當操作鏟斗油缸控制閥手柄時， 泵排出的壓力油進入2個鏟斗油缸的活塞桿腔或活塞腔，活塞桿縮回或伸出，完成鏟斗升起 或落下的動作。��

　　卸料用了三級伸縮缸，該油缸占用空間小，行程大。當操作卸料油缸控制閥手柄時，泵 排出的壓力油進入液壓缸活塞腔或活塞桿腔，缸體帶動推煤器伸出或收回，從而達到卸載或 收回的目的。��

　　轉向油缸用2個結構完全相同的油缸并聯工作，轉彎時，壓力油同時進入1個油缸的活塞和另 1個油缸的活塞桿腔，1個油缸伸出而另1個油缸縮回，從而實現鏟車的轉彎。��

　　電瓶升降同樣用2個結構完全相同的油缸并聯工作，當操縱電瓶升降油缸控制閥手柄時，壓 力油進入2個油缸的活塞腔或活塞桿腔，活塞桿伸出或縮回，蓄電池支架下落或升起。��

　　另有一動力輸出控制閥用以拖曳其他設備。油缸回路的工作壓力為14.5MPa，通過多路換 向閥的中位機能實現卸載。��

　　2.2.2　行走回路

　　行走回路由變量泵和雙排量馬達組成。左右泵分別驅動前后輪馬達，實心輪胎通過過渡盤與馬達連接。馬達的流量和轉向由比例換向閥和腳踏加速閥控制變量泵的斜盤角度實現。電機啟動后變量泵的斜盤處于中間位置，只有極小的流量輸出來維持泵自身的需要，整個系統處于卸載狀態，電機的功率消耗極小。在該回路中同時設置了熱交換閥、同步分流閥、過濾器等元件。雙排量馬達通過先導油的控制可實現低速大扭矩和高速小扭矩切換，可較好地適應不同的路面及載荷，如重載與空載、上坡與下坡等工況。車輛的工作制動和停車制動 由急停閥控制馬達自帶摩擦片濕式制動器來實現。��

　　另外，該回路中設置了熱交換閥、手動泵、雙排量馬達、手動切換閥等元件。熱交換閥使系統中一部分熱油與油箱中的冷油進行熱交換，減小系統發熱，經計算熱平衡溫度在60～ 7 5°C之間；手動泵是用來解除制動的；手動切換閥是為了切換鏟車空載與滿載速度而設置的 。��

　　2.3　電氣系統

　　2.3.1　供電單元

　　防爆鏟車用車載蓄電池供電， 蓄電池外設一斷路器，作為電氣系統總開關。斷路器選用德國耐德電氣公司的NS-630型斷路器，額定電壓690V，額定電流600A。因二極斷路器使用不普遍，購買備件困難，故此處選用三極斷路器。斷路器具有無壓釋放線圈和分勵線圈，實 現與隔爆外殼蓋板間的電氣閉鎖和緊急停止之用。��

　　2.3.2　控制單元

　　控制單元由操作箱、電控箱、前后照明燈、2臺并勵直流電動機等組成。��

　　(1) 泵電動機及控制。泵電動機選用2臺防爆并勵直流電動機，額定電壓為直流110V，額定 功率為22kW。采用2個智能功率模塊IPM直接控制2臺電機的軟啟動，大大改善了電動機的起 動性能。��

　　(2) 控制、保護及顯示功能。

　　①當電池組內的斷路器閉合，且電控箱和控制臺蓋板均蓋好后，電控箱上的斷路器才能手動 閉合；通電后，再打開上述兩個蓋子，斷路器能自動斷電，實現電氣閉鎖。

　　②在駕駛室內可操作鏟車的全部動作。

　　③限流功能。當任一臺泵電機電流達到設定值時，能自動實現過電流保護。

　　④IPM過熱保護功能。IPM過熱時，自動關閉電機。

　　⑤IPM短路保護功能。當檢測到短路時，關斷電路自動關斷IPM，實現短路保護。

　　⑥當出現漏電、過載、短路、過熱時，顯示器可用漢字顯示故障狀況，便于維修。

　　⑦電機過熱保護。當電機達到設定溫升時，可自動切斷電機，實現對電機的保護。

　　⑧漏電保護。當電機、照明燈出現漏電時，可實現閉鎖，使電機無法啟動，照明燈無法打開 。

　　⑨電控箱斷路器采用電動操作控制，可實現斷路器的斷開與合閘。

　　⑩駕駛室設有顯示器。可適時監測蓄電池的電壓和電機的電流。當電壓降到一定值時，可提 醒司機及時更換蓄電池。��

　　3　TY3DFB型防爆鏟車性能特點

　　3.1　與國外同類產品比較

　　TY3DFB型防爆鏟車技術含量大，研究起點高，運用了許多國內外先進技術，其性能指標 均超過482、488型防爆鏟車，部分指標接近或達到最新的488GLBC型防爆鏟車。與國外同類 產品技術指標的比較見表1。

　　表1　TY3DFB型防爆鏟車與國外同類產品的主要技術指標比較（略）

　　3.2　TY3DFB型防爆鏟車的特點

　　（1）采用了全液壓傳動、比例控制、四輪驅動和制動技術。由液壓泵與變量馬達組成的 系統調速范圍大；

　　（2）采用了恒功率控制技術，使防爆直流電機可處在效率較高的工況下工作，這樣可提高 整個系統的效率；

　　（3）控制簡單，避免了直流電機調速過程中電控箱和電機過熱等問題；

　　（4）采用了IPM直流調速軟啟動和控制技術，大大改善了防爆直流電機的起動性能；

　　（5）采用了故障診斷與顯示技術；

　　（6）簡化了傳動和電控回路，制造工藝簡單，可降低成本；

　　（7）選用國外成熟的泵、馬達，可提高車輛運行的可靠性。