CN105172500B - 一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下辅助运输设备设计与制造技术领域，为解决煤矿运输领域内无可以实现无轨和有轨换装的牵引机车及单向驾驶不利于驾驶员身体健康及安全行车的技术问题，提供了一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，包括车厢、主副驾驶室、前后轮、车架、悬架、传动轴、分动箱、驱动桥、离合器、液压油箱、燃油箱、废气处理箱、补水箱、空滤器、气罐、柴油发动机、液压机构、气动机构、轮轨导向装置、快速转换装置和牵引连挂装置；本发明设置有模式切换系统，能实现无轨和有轨两种工作模式的切换，采用四轮驱动、双向驾驶，设计合理、结构紧凑、体积小、爬坡能力强、机动灵活，可在煤矿井下狭窄巷道穿梭运输，前进后退行走自如方便。

Description

一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车

技术领域

本发明属于煤矿井下辅助运输设备设计与制造的技术领域，具体涉及一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车。

背景技术

煤矿井下是个环境恶劣的狭小作业空间，煤炭采掘、巷道支护、煤炭输送、设备安装、辅助材料的运输都在这一狭小空间完成，给煤炭采掘作业、安全运输带来了很大困难，尤其是巷道内的辅助运输难度更大，地面不平、转向困难、运输频繁、运量大、品种多、效率低、故障率高，一直是一个技术难题。

目前，在煤矿井下辅助运输领域内无可以实现无轨和有轨换装的牵引机车可供选择使用，一旦轨道运输任务繁重，急需解决轨道线内有轨装备的调运问题，而煤矿在机电管理上经常采取人工或其他方法在线外进行牵引作业，不仅使得作业效率低、劳动强度大，而且难于保证作业的安全，使煤矿井下辅助运输受到很大限制，致使井下运输效率低，安全隐患多。

目前国内多数的防爆柴油机车辆都是单向驾驶式，而在井下运输时，由于巷道结构所致，存在很多狭长的通道，而车辆在狭窄巷道中是无法调转车头行驶的，于是需要倒车行驶，在倒车过程中，驾驶员需要将头扭向后方，在长时间的倒车过程中，既不利于驾驶员的身体健康，也不利于安全行车。

发明内容

本发明为解决煤矿井下辅助运输领域内无可以实现无轨和有轨换装的牵引机车以及只有单向驾驶室在倒车行驶时既不利于驾驶员的身体健康，也不利于安全行车的技术问题，提供了一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车。

本发明采用的技术方案如下：

一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，包括车厢、主驾驶室、副驾驶室、前轮、后轮、车架、悬架、传动轴、分动箱、驱动桥、离合器、液压油箱、燃油箱、废气处理箱、补水箱、空滤器、气罐、柴油发动机、储能罐、仪表盘、方向盘、防爆保护器、液压机构、气动机构、轮轨导向装置、快速转换装置和牵引连挂装置；车厢的前部为主驾驶室，主驾驶室的下部为车架，车架的前部为前轮轨导向装置，车架的后部为后轮轨导向装置，车架的前下部为左右前轮，车架的后下部为左右后轮，车架的后上部为副驾驶室；在主驾驶室的后部、车架的前部设有柴油发动机，柴油发动机后部依次联接离合器、变速箱、上传动轴和分动箱，分动箱前下部依次联接前传动轴和前驱动桥，前驱动桥左右联接前轮，分动箱后下部依次联接后传动轴和后驱动桥，后驱动桥左右联接后轮，分动箱后部另外一路依次联接机车传动轴、齿轮箱、机车后桥和轴箱，机车后桥上带有湿式制动器；车架左部设有气罐、液压油箱和燃油箱，车架右部设有补水箱和废气处理箱；柴油发动机前部设有储能罐、后部设有空滤器；主驾驶室内设有方向盘、操纵杆、仪表盘、防爆保护器和操作手柄；车架与前轮之间设有前悬架，车架与后轮之间设有后悬架；车架前、后部设有保险杠，牵引连挂装置，照明灯和倒车报警器；车架的下部设有快速转换装置；主驾驶室、副驾驶室后部设有瓦斯传感器；柴油发动机、快速转换装置、前轮轨导向装置和后轮轨导向装置通过管路联接液压机构及气动机构。

车架呈长矩形，左部为左纵梁，右部为右纵梁，左右纵梁之间设有前横梁、中横梁和后横梁；车架的左部设有气罐架、液压油箱架和燃油箱架，车架的右部设有废气处理箱架和补水箱架，车架的后部设有电源箱架，左右纵梁前部设有前轮架，后部设有后轮架，左右纵梁头、尾部设有灯架和倒车报警器；左右纵梁前部设有护罩；车架前、后部设有牵引连挂装置，后上部设有副梁。

所述车架下部的传动机构，上部的离合器与柴油发动机联接，离合器后部联接变速箱，变速箱由操纵杆操纵，变速箱后部联接上传动轴，上传动轴联接分动箱；分动箱下前部联接前传动轴，前传动轴联接前驱动桥，前驱动桥左右联接前悬架，前驱动桥左右端部联接前轮毂；分动箱下后部联接后传动轴、后传动轴联接后驱动桥，后驱动桥左右联接后悬架，后驱动桥左右端部联接后轮毂；前轮毂上安装前轮，后轮毂上安装后轮；分动箱后部另外一路依次联接机车传动轴、齿轮箱、机车后桥和轴箱，机车后桥上带有湿式制动器。

所述的前轮轨导向装置和后轮轨导向装置包括上部的滑动构架及锁定装置、油缸I、油缸II和轨道车轴，上部的滑动构架及锁定装置与车架连接，滑动构架及锁定装置左下部和右下部分别连接油缸I和油缸II，油缸I和油缸II的下部连接轨道车轴，轨道车轴上安装液压马达、轴箱和轮对装置。

所述车架下部的快速转换装置由升降装置和平移装置联接组成，快速转换装置通过主驾驶室中的操作手柄控制。

所述的液压机构，液压油箱的液压油由液压泵出进入换向阀，换向阀联接转向器，串联后联接转向油缸，液压油箱的另一路液压油由液压泵进入充液阀、储能器，储能器联接行车制动阀、四个行车制动油缸，充液阀另一路联接驻车制动阀、驻车制动油缸、手动泵，充液阀同时联接切换阀组，切换阀组联接液压锁、单向调速阀、举升油缸，切换阀组另一路联接液控换向阀、举升油缸，另一路连接液压马达；油液阀、油缸、储能器之间由液压管联接。

本发明的有益效果：

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是根据煤矿井下的恶劣环境、巷道狭窄、坡度较大而设计一种机动灵活的新型煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，该车设置有模式切换系统，能实现无轨和有轨两种工作模式的切换，采用整体车架，四轮转向、双向驾驶，前后轮联接采用钢板弹簧悬架，前后轮四轮驱动，四轮转向，采用轮轨导向装置、陆轨快速转换装置、牵引连挂装置，采用盘式湿式制动器，机械减速、全液压制动，此运输车设计合理、结构紧凑、体积小、爬坡能力强、转向半径小、机动灵活、安全稳定可靠，可以大幅度提高煤矿井下辅助运输线内的编组、调运等问题，提高井下运输效率，增强井下运输安全。该车极适宜在煤矿井下恶劣环境运输作业，是十分理想的煤矿井下恶劣环境作业的陆轨两用辅助运输车，此车也可在其他矿种进行陆轨两用辅助运输。

本发明采用四轮驱动、双向驾驶、整体式车架加全液压四轮转向系统，其动力性好、转向半径小，可在煤矿井下狭窄巷道穿梭运输，前进后退行走自如方便。本发明采用的四轮驱动、双向驾驶、整体式车架加全液压四轮转向系统与现有防爆柴油机无轨胶轮车技术相比，具有结构简单、适应性强的特点，特别适用于煤矿井下无轨辅助运输。即可以保证四轮驱动的动力性，又能实现整体式防爆车辆四个车轮同时转向，实现前后轮的异向转向，达到最小的转弯半径（即转弯半径小），适用于特殊环境和煤矿井下狭窄巷道穿梭运输作业。本发明由于采用双向驾驶室，前进后退无需调头和倒车行驶，免除驾驶员长时间的倒车不利于驾驶员的身体健康，也不利于安全行车的弊端。

本发明采用的轮轨导向装置、陆轨快换装置和牵引装置，与现有有轨技术相比，避免了导轮式陆轨两用车普遍存在着橡胶轮胎在钢轨上磨耗严重导向轮与胶轮分配不合理，车辆运行速度不高在运行中特别是在过道岔时易出现脱轨等现象。针对导轮式陆轨两用车存在的不足，配置一套合理的导向装置，结构和技术要求符合轨道特性。可以像有轨机车那样安全可靠的高速运行。即车辆在铁路上运行时它将公路用橡胶轮胎车轮全部升起用传统的轮对在轨道上驱动和行使，犹如一台小型内燃机车，导向装置支撑车体承受并传递从钢轨至车体之间的各种载荷及作用力并使轴重分配合理，保证两用车安全运行能灵活的沿直线运行并顺利的通过曲线。作为无轨车辆运行时，车体与导向装置沿线路平动运行。导向装置还可减小动应力，提高分动式陆轨两用车运行的平稳性和安全性。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视图；

图2为本发明的整体结构俯视图；

图3为本发明的整体结构左视图；

图4为车架俯视图；

图5为车底部传动机构主视图；

图6为车底部传动机构俯视图；

图7为导向装置主视图；

图8为快速转换装置主视图；

图9为液压机构图；

图中：1、车厢，2、主驾驶室，3、前轮轨导向装置， 4、车架，5、6、前轮，7、8、后轮，9、柴油发动机，10、离合器，11、变速箱，12、上传动轴，13、分动箱，14、前传动轴，15、前驱动桥，16、后传动轴，17、后驱动桥，18、气罐，19、液压油箱，20、补水箱，21、燃油箱，22、废气处理箱，23、24储能罐，25、空滤器，26、方向盘，27、操纵杆，28、仪表盘，29、防爆保护器，30、31、前悬架，32、33、后悬架，34、35、保险杠，36、37、牵引连挂装置，38、照明灯，39、倒车报警器，40、快速转换装置，41、后轮轨导向装置，42、副驾驶室，43、瓦斯传感器，44、左部为左纵梁，45、右部为右纵梁，46、前横梁，47、中横梁，48、后横梁，49、气罐架，50、液压油箱架，51、燃油箱架，52、废气处理箱架，53、补水箱架， 54、电源箱架，55、56、前轮架，57、58、后轮架，59、灯架，60、护罩，61、副梁，62、63、前轮毂，64、65、后轮毂，66 、滑动构架及锁定装置，67、68、轴箱， 69、油缸I，70、机车后桥，71、升降装置，72、平移装置，73、操作手柄，74、液压泵75、换向阀，76、77、转向器，78、79、转向油缸，80、液压马达，81、充液阀，82、83、储能器，84、85、行车制动阀，86、行车制动油缸，87、驻车制动阀，88、驻车制动油缸，89、手动泵，90、切换阀组，91、液压锁，92、单向调速阀，93、举升油缸，94、液控换向阀，95、举升油缸，96、液压管，97、机车传动轴，98、齿轮箱，99、轨道车轴，100、制动器，101、油缸II，102、103、轮对装置。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，包括车厢1、主驾驶室2、副驾驶室42、前轮5、6、后轮7、8、车架4、悬架、传动轴、分动箱13、驱动桥、离合器10、液压油箱19、燃油箱21、废气处理箱22、补水箱20、空滤器25、气罐18、柴油发动机9、储能罐23、24、仪表盘28、方向盘26、防爆保护器29、液压机构、气动机构、轮轨导向装置、快速转换装置和牵引连挂装置；车厢1的前部为主驾驶室2，主驾驶室2的下部为车架4，车架4的前部为前轮轨导向装置3，车架4的后部为后轮轨导向装置41，车架4的前下部为左右前轮5、6，车架4的后下部为左右后轮7、8，车架4的后上部为副驾驶室42，；在主驾驶室2的后部、车架4的前部设有柴油发动机9，柴油发动机9后部依次联接离合器10、变速箱11、上传动轴12和分动箱13，分动箱13前下部依次联接前传动轴14和前驱动桥15，前驱动桥15左右联接前轮5、6，分动箱13后下部依次联接后传动轴16和后驱动桥17，后驱动桥17左右联接后轮7、8，分动箱13后部另外一路依次联接机车传动轴97、齿轮箱98、机车后桥70和轴箱67、68，机车后桥70上带有湿式制动器100；车架4左部设有气罐18、液压油箱19和燃油箱21，车架4右部设有补水箱20和废气处理箱22；柴油发动机9前部设有储能罐23、24、后部设有空滤器25；主驾驶室2内设有方向盘26、操纵杆27、仪表盘28、防爆保护器29和操作手柄73；车架4与前轮5、6之间设有前悬架30、31，车架4与后轮7、8之间设有后悬架32、33；车架4前、后部设有保险杠34、35，牵引连挂装置36、37，照明灯38和倒车报警器39；车架4的下部设有快速转换装置40；主驾驶室2、副驾驶室42后部设有瓦斯传感器43；柴油发动机9、快速转换装置40、前轮轨导向装置3和后轮轨导向装置41通过管路联接液压机构及气动机构。

如图4所示，车架4为整体结构，车架4呈长矩形，左部为左纵梁44，右部为右纵梁45，左右纵梁44、45之间设有前横梁46、中横梁47和后横梁48；车架4的左部设有气罐架49、液压油箱架50和燃油箱架51，车架4的右部设有废气处理箱架52和补水箱架53，车架4的后部设有电源箱架54，左右纵梁44、45前部设有前轮架55、56，后部设有后轮架57、58，左右纵梁44、45头、尾部设有灯架59和倒车报警器39；左右纵梁44、45前部设有护罩60；车架4前、后部设有牵引连挂装置36、37，后上部设有副梁61。所述车架4整体为焊接结构，强度好、力量大，采用合金结构钢制作，车架4起到承上启下的承载作用。

如图5、6所示，所述车架4下部的传动机构为双桥四轮驱动、全液压四轮转向系统，上部的离合器10与柴油发动机9联接，离合器10后部联接变速箱11，变速箱11由操纵杆27操纵，变速箱11后部联接上传动轴12，上传动轴12联接分动箱13；分动箱13下前部联接前传动轴14，前传动轴14联接前驱动桥15，前驱动桥15左右联接前悬架30、31，前驱动桥15左右端部联接前轮毂62、63；分动箱13下后部联接后传动轴16、后传动轴16联接后驱动桥17，后驱动桥17左右联接后悬架32、33，后驱动桥17左右端部联接后轮毂64、65；前轮毂62、63上安装前轮5、6，后轮毂64、65上安装后轮7、8；分动箱13后部另外一路依次联接机车传动轴97、齿轮箱98、机车后桥70和轴箱67、68，机车后桥70上带有湿式制动器100。

如图7所示，所述的前轮轨导向装置3和后轮轨导向装置41用以实现有轨行走，包括上部的滑动构架及锁定装置66、油缸I69、油缸II101和轨道车轴99，上部的滑动构架及锁定装置66与车架4连接，滑动构架及锁定装置66左下部和右下部分别连接油缸I69和油缸II101，油缸I69和油缸II101的下部连接轨道车轴99，轨道车轴99上安装液压马达80、轴箱和轮对装置102、103。

如图8所示，所述车架4下部的快速转换装置40由升降装置71和平移装置72联接组成，快速转换装置40通过主驾驶室2中的操作手柄73控制。快速转换装置40主要是实现车辆在轨道与无轨间快速转换，陆轨两用车平时依靠公路行走系统行驶在无轨辅助运输大巷里，一旦轨道运输任务繁重，急需解决轨道线内有轨装备的调运问题时陆轨两用车依靠安装在车身上的陆轨转换装置使车辆从无轨转换到轨道上，在转换过程中，公路橡胶轮对收起，使铁路钢轮对对准落在轨道上，从而实现陆轨两用车在轨道上行驶的功能；当完成任务后，陆轨两用车可行驶到附近的站台，依靠陆轨转换装置使车辆从轨道上转换到站台上，在转换过程中，公路橡胶轮对伸出，使公路轮对接触路面，从而实现陆轨两用车在站台上行驶的功能。

升降装置71采用剪叉式液压升降台，通过液压系统进行控制．平移装置72有3套平移机构，当升降装置71升降完成后，先通过平移机构把导轨平移到站台上，举升油缸撑起2个支撑点，与升降装置71一起使车辆平衡。随后车体与导向装置再平移到站台上，落下公路橡胶轮对，最后收起升降装71，平移回车体下部，从而实现整个平移过程。平移装置72的平移导轨由长导轨与短导轨组成，短导轨平时与长导轨呈90°，这样可以减小车辆外形尺寸。当需要陆轨转换时，通过油缸把短导轨展开，与长导轨成一直线，以保证足够的平移距离。

如图9所示，所述的液压机构，液压油箱19的液压油由液压泵74出进入换向阀75，换向阀75联接转向器76、77，串联后联接转向油缸78、79，液压油箱19的另一路液压油由液压泵74进入充液阀81、储能器82、83，储能器82、83联接行车制动阀84、85、四个行车制动油缸86，充液阀81另一路联接驻车制动阀87、驻车制动油缸88、手动泵89，充液阀81同时联接切换阀组90，切换阀组90联接液压锁91、单向调速阀92、举升油缸93，切换阀组90另一路联接液控换向阀94、举升油缸95，另一路连接液压马达80；油液阀、油缸、储能器之间由液压管96联接。

Claims (6)

1.一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，其特征在于：包括车厢（1）、主驾驶室（2）、副驾驶室（42）、前轮（5、6）、后轮（7、8）、车架（4）、悬架、传动轴、分动箱（13）、驱动桥、离合器（10）、液压油箱（19）、燃油箱（21）、废气处理箱（22）、补水箱（20）、空滤器（25）、气罐（18）、柴油发动机（9）、储能罐（23、24）、仪表盘（28）、方向盘（26）、防爆保护器（29）、液压机构、气动机构、轮轨导向装置、快速转换装置（40）和牵引连挂装置；车厢（1）的前部为主驾驶室（2），主驾驶室（2）的下部为车架（4），车架（4）的前部为前轮轨导向装置（3），车架（4）的后部为后轮轨导向装置（41），车架（4）的前下部为左右前轮（5、6），车架（4）的后下部为左右后轮（7、8），车架（4）的后上部为副驾驶室（42）；在主驾驶室（2）的后部、车架（4）的前部设有柴油发动机（9），柴油发动机（9）后部依次联接离合器（10）、变速箱（11）、上传动轴（12）和分动箱（13），分动箱（13）前下部依次联接前传动轴（14）和前驱动桥（15），前驱动桥（15）左右联接前轮（5、6），分动箱（13）后下部依次联接后传动轴（16）和后驱动桥（17），后驱动桥（17）左右联接后轮（7、8），分动箱（13）后部另外一路依次联接机车传动轴（97）、齿轮箱（98）、机车后桥（70）和轴箱（67、68），机车后桥（70）上带有湿式制动器（100）；车架（4）左部设有气罐（18）、液压油箱（19）和燃油箱（21），车架（4）右部设有补水箱（20）和废气处理箱（22）；柴油发动机（9）前部设有储能罐（23、24）、后部设有空滤器（25）；主驾驶室（2）内设有方向盘（26）、操纵杆（27）、仪表盘（28）、防爆保护器（29）和操作手柄（73）；车架（4）与前轮（5、6）之间设有前悬架（30、31），车架（4）与后轮（7、8）之间设有后悬架（32、33）；车架（4）前、后部设有保险杠（34、35），牵引连挂装置（36、37），照明灯（38）和倒车报警器（39）；车架（4）的下部设有快速转换装置（40）；主驾驶室（2）、副驾驶室（42）后部设有瓦斯传感器（43）；柴油发动机（9）、快速转换装置（40）、前轮轨导向装置（3）和后轮轨导向装置（41）通过管路联接液压机构及气动机构。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，其特征在于：车架（4）呈长矩形，左部为左纵梁（44），右部为右纵梁（45），左右纵梁（44、45）之间设有前横梁（46）、中横梁（47）和后横梁（48）；车架（4）的左部设有气罐架（49）、液压油箱架（50）和燃油箱架（51），车架（4）的右部设有废气处理箱架（52）和补水箱架（53），车架（4）的后部设有电源箱架（54），左右纵梁（44、45）前部设有前轮架（55、56），后部设有后轮架（57、58），左右纵梁（44、45）头、尾部设有灯架（59）和倒车报警器（39）；左右纵梁（44、45）前部设有护罩（60）；车架（4）前、后部设有牵引连挂装置（36、37），后上部设有副梁（61）。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，其特征在于：所述车架（4）下部的传动机构，上部的离合器（10）与柴油发动机（9）联接，离合器（10）后部联接变速箱（11），变速箱（11）由操纵杆（27）操纵，变速箱（11）后部联接上传动轴（12），上传动轴（12）联接分动箱（13）；分动箱（13）下前部联接前传动轴（14），前传动轴（14）联接前驱动桥（15），前驱动桥（15）左右联接前悬架（30、31），前驱动桥（15）左右端部联接前轮毂（62、63）；分动箱（13）下后部联接后传动轴（16）、后传动轴（16）联接后驱动桥（17），后驱动桥（17）左右联接后悬架（32、33），后驱动桥（17）左右端部联接后轮毂（64、65）；前轮毂（62、63）上安装前轮（5、6），后轮毂（64、65）上安装后轮（7、8）；分动箱（13）后部另外一路依次联接机车传动轴（97）、齿轮箱（98）、机车后桥（70）和轴箱（67、68），机车后桥（70）上带有湿式制动器（100）。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，其特征在于：所述的前轮轨导向装置（3）和后轮轨导向装置（41）包括上部的滑动构架及锁定装置（66）、油缸I（69）、油缸II（101）和轨道车轴（99），上部的滑动构架及锁定装置（66）与车架（4）连接，滑动构架及锁定装置（66）左下部和右下部分别连接油缸I（69）和油缸II（101），油缸I（69）和油缸II（101）的下部连接轨道车轴（99），轨道车轴（99）上安装液压马达（80）、轴箱和轮对装置（102、103）。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，其特征在于：所述车架（4）下部的快速转换装置（40）由升降装置（71）和平移装置（72）联接组成，快速转换装置（40）通过主驾驶室（2）中的操作手柄（73）控制。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道防爆柴油机陆轨两用车，其特征在于：所述的液压机构，液压油箱（19）的液压油由液压泵（74）出进入换向阀（75），换向阀（75）联接转向器（76、77），串联后联接转向油缸（78、79），液压油箱（19）的另一路液压油由液压泵（74）进入充液阀（81）、储能器（82、83），储能器（82、83）联接行车制动阀（84、85）、四个行车制动油缸（86），充液阀（81）另一路联接驻车制动阀（87）、驻车制动油缸（88）、手动泵（89），充液阀（81）同时联接切换阀组（90），切换阀组（90）联接液压锁（91）、单向调速阀（92）、举升油缸（93），切换阀组（90）另一路联接液控换向阀（94）、举升油缸（95），另一路连接液压马达（80）；油液阀、油缸、储能器之间由液压管（96）联接。