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支架搬運(yùn)車安全防護(hù)系統(tǒng)的研制

文檔作者：王東發(fā) 李全喜陳慶旺文檔來源：山西省朔州市中煤平朔集團(tuán)公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月20日
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與檢驗(yàn)?zāi)２粎f(xié)調(diào)的真正原因是公差的積
累， 為了避免公差超差，經(jīng)設(shè)計(jì)同意，
減小公差，增大精度要求，但無(wú)疑給工
裝生產(chǎn)帶來了很大困難，過小的公差無(wú)
法滿足工裝生產(chǎn)要求，導(dǎo)致工裝在交付
時(shí)頻頻超差。因此，僅僅的減小公差還
不足以解決問題。于是，經(jīng)過與有經(jīng)驗(yàn)
的老師傅、工裝設(shè)計(jì)、主管工藝科的討
論決定更改檢驗(yàn)?zāi)＝Y(jié)構(gòu)。
2．3合理的檢驗(yàn)?zāi)＝Y(jié)構(gòu)
對(duì)這兩類零件的結(jié)構(gòu)分析，檢驗(yàn)?zāi)?
采取了不同的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。角片類零件雖
然改進(jìn)前帶有躲避槽，但由于制造過程
比較粗糙，無(wú)法完全打磨光滑， 以致有
細(xì)微的突起導(dǎo)致外形線不一致， 同樣無(wú)
法滿足要求。于是，采取了銷釘定位的
方法，盡可能的減少與零件的接觸， 以
達(dá)到要求。加強(qiáng)肋零件，由于較長(zhǎng)較寬、
外形復(fù)雜，無(wú)法用銷釘定位，采取了檢
驗(yàn)?zāi)Ｋ闹芨髁鬺mm余量的方法。不但解
決了公差精度問題，也避免了零件難以
取出、易劃傷的隱患。到此，檢驗(yàn)?zāi)５?
改進(jìn)結(jié)構(gòu)大致確定。
3．對(duì)改進(jìn)后的檢驗(yàn)?zāi)?shí)施驗(yàn)證
經(jīng)過理論上的分析、研究，大家認(rèn)
為準(zhǔn)備充分，決定進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。角片
類零件由于采用銷釘定位，與零件接觸
面較少，零件外形線和檢驗(yàn)?zāi)Ｍ耆３?
一致，加強(qiáng)肋采取檢驗(yàn)?zāi)Ｋ闹芨髁鬺mm
余量用塞尺賽的測(cè)量方法同樣滿足要求，
而且避免劃傷零件。
4．經(jīng)濟(jì)效益
通過對(duì)首件進(jìn)行試制生產(chǎn)，從生產(chǎn)
效果來看，零件尺寸精度明顯改善，零
學(xué)術(shù)
件一次合格率達(dá)到100％，而且也改進(jìn)了
零件驗(yàn)收的方便性及可操作性，達(dá)到了
預(yù)定的目標(biāo)。
5．總結(jié)
綜上所述， 內(nèi)襟翼零件的生產(chǎn)過程
是一個(gè)復(fù)雜漫長(zhǎng)的工藝準(zhǔn)備過程。更改
從頭到尾貫穿其中，在加上鈑金零件的
手工操作的特殊性和裝配車間的一些裝
配需求，生產(chǎn)中不可能像機(jī)械加工零件
一樣精度十分準(zhǔn)確。因此，檢驗(yàn)?zāi)５暮?
理結(jié)構(gòu)就顯得更加重要，通過對(duì)零件加
工工藝流程的認(rèn)真分析，找出了優(yōu)化工
裝檢驗(yàn)?zāi)５母倪M(jìn)方案，通過試制生產(chǎn)，
最終達(dá)到預(yù)期的效果。為以后的類似零
件的加工積攢了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。這就是我
此次的心得體會(huì)，有些方面還不能一一
列舉，總體感覺收獲頗多。
支架搬運(yùn)車安全防護(hù)系統(tǒng)的研制
王東發(fā) 李全喜 陳慶旺
(036006 山西省朔州市中煤平朔集團(tuán)公司)
摘要：通過對(duì)國(guó)內(nèi)外目前較先進(jìn)的安全防護(hù)理論和技術(shù)的了解，設(shè)計(jì)開發(fā)了倒車語(yǔ)音報(bào)警和倒車?yán)走_(dá)測(cè)距報(bào)警系統(tǒng)、柴油機(jī)尾
氣排放濕式處理系統(tǒng)，以及對(duì)原車機(jī)械電器結(jié)構(gòu)的局部改造。這樣有效提高了進(jìn)口支架搬運(yùn)車的運(yùn)輸安全性和可靠性，避免安全
事故的發(fā)生。
1．倒車語(yǔ)音報(bào)警和倒車?yán)走_(dá)測(cè)距報(bào)
警系統(tǒng)
隨著現(xiàn)代工業(yè)日新月異的發(fā)展，設(shè)
備安全在煤炭生產(chǎn)中越來越重要。現(xiàn)代
科技的發(fā)展水平為進(jìn)一步改造作業(yè)設(shè)備，
提升其綜合性能提供了可能。井下運(yùn)輸
車輛由于其運(yùn)行工況的復(fù)雜性使得技術(shù)
改造存在一定困難。
我們根據(jù)目前DBT、bucyrus、
SANDVIK、CAT生產(chǎn)的進(jìn)口井下運(yùn)輸車
的使用情況，運(yùn)用較新的技術(shù)對(duì)FBL一
10，F(xiàn)BL一15，MH 40，F(xiàn)BL 55，LS一190及
CHT一5O、LWC一50型井下運(yùn)輸車進(jìn)行了三
個(gè)方面的改造。
1．1新增1臺(tái)DC12V直流發(fā)電機(jī)，為
防爆電器保護(hù)系統(tǒng)提供可靠電力保證
為了車輛改造措施的供電需求，在
原液力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)旁新增一臺(tái)皮帶驅(qū)
動(dòng)與原車同型號(hào)防爆DC12V發(fā)電機(jī)。柴
油機(jī)的輸出軸作為該新增發(fā)電機(jī)的動(dòng)力
軸，設(shè)計(jì)、試驗(yàn)皮帶傳動(dòng)裝置使其與新
增發(fā)電機(jī)的輸入匹配，輸出DC12V．試驗(yàn)
表明這對(duì)柴油機(jī)的輸出功率沒有大的影
響。
1．2倒車語(yǔ)音燈光報(bào)警系統(tǒng)
為了提醒駕駛?cè)藛T和行人在車輛倒
車時(shí)的警示，在車輛頂部右后側(cè)安裝110
分貝，100米可見的語(yǔ)音燈光報(bào)警系統(tǒng)。
按下倒車檔時(shí)，控制車輛方向的液壓換
向閥換向，壓力開關(guān)進(jìn)油，DC12V直流電
路導(dǎo)通，語(yǔ)音燈光報(bào)警系統(tǒng)工作，伴隨“倒
車，請(qǐng)注意”語(yǔ)音報(bào)警，高亮度LED閃爍，
100米可見。本語(yǔ)音燈光報(bào)警系統(tǒng)選用的
語(yǔ)音燈光器有MA認(rèn)證。系統(tǒng)中的壓力開
關(guān)等都增加了防爆、隔爆措施。
1．3倒車測(cè)距LED報(bào)警系統(tǒng)
本次改造在車輛尾部安裝了超聲波
測(cè)距裝置。倒車時(shí)， 當(dāng)車輛后方5米范
圍內(nèi)有障礙物時(shí)，安裝在駕駛室內(nèi)的LED
顯示器閃爍，準(zhǔn)確顯示障礙物到車輛尾
部的距離，提醒司機(jī)采取相應(yīng)措施。
超聲波測(cè)距傳感器和LED顯示器均
增加了防爆、隔爆措施。超聲波測(cè)距探頭。
2．排氣系統(tǒng)千式改濕式
由于防爆柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中
會(huì)釋放大量的CO，氮氧化合物以及固體
污染顆粒，這些物質(zhì)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間處于高污
染的環(huán)境下工作的煤礦工人的身體健康
造成了很大危害；同時(shí)，當(dāng)煤礦井下通
風(fēng)條件不良的時(shí)候，礦井中積聚的瓦斯
不能及時(shí)安全地排出，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫
度在65O℃ 以上，其排除的高溫、高壓廢
氣中含有大量燃燒未盡的火焰與火花，
容易點(diǎn)燃井下瓦斯而導(dǎo)致重大事故。以
防爆柴油機(jī)為動(dòng)力源的無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備必
須解決好發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的凈化和防爆問題。
為達(dá)到排氣系統(tǒng)的防爆目的，發(fā)動(dòng)
機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)使之能夠承受內(nèi)部爆炸而不能
損壞發(fā)動(dòng)機(jī)原件的機(jī)械結(jié)構(gòu)，限制能量
傳遞，保證內(nèi)部明火不會(huì)傳到外界空氣
而引起外部爆炸。排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要限制
排氣系統(tǒng)的外表面溫度，使尾氣在任何
情況下，不超過150。C．
一般情況下，對(duì)于柴油機(jī)尾氣處理
分為干式和濕式兩種。
2．1干式尾氣處理系統(tǒng)
從柴油機(jī)增壓器排出的氣體通過水
套排氣連接管進(jìn)入到廢氣凈化器。廢氣
在被凈化器處理之后進(jìn)入到熱交換器進(jìn)
行冷卻。在那里，廢氣流過冷卻管的散
熱片，其中的熱量被流過冷卻管的冷卻
液帶走。被冷卻的廢氣通過一個(gè)顆粒過
濾器，去除固體顆粒。然后通過可翻轉(zhuǎn)
安裝的隔爆柵和出口管與冷卻風(fēng)扇送來
的空氣混合并排放到空氣中。
理論上，廢氣凈化氣能夠促進(jìn)排放
控制，轉(zhuǎn)換高達(dá)95％的一氧化碳(CO)
為二氧化碳，除去顆粒物(煙)可高達(dá)
50％。廢氣凈化器中植入了隔爆柵，防止
柴油機(jī)內(nèi)的爆炸火焰直接進(jìn)入礦井危險(xiǎn)
區(qū)域。
干式尾氣處理過程中尾氣直接經(jīng)過
管道降溫進(jìn)入，然后經(jīng)過熱交換器，排
氣柵欄、排氣管直接排出，在實(shí)際使用
中國(guó)機(jī)械M日chine China 55
學(xué)術(shù)
中廢氣凈化器濾芯多次發(fā)生著火現(xiàn)象、
在后來的運(yùn)行中去掉了凈化器濾芯。車
輛在使用中廢氣直接通過熱交換器，排
氣柵欄排出。廢氣中的C0，氮氧化合物
以及固體微粒等有害物質(zhì)都附著在熱交
換器內(nèi)的散熱管、散熱片上，造成堵塞。
使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度升高、功率下降、熄火等。
干式尾氣處理的原理見圖一。
實(shí)踐中，干式尾氣處理并不能達(dá)到
理論的效果。主要表現(xiàn)在：
(1)熱交換器降溫效果不好。
(2)顆粒過濾器濾芯容易起火。
(3)尾氣排放黑煙過大等。
2．2濕式尾氣處理系統(tǒng)
由柴油機(jī)渦輪增壓器排出的尾氣經(jīng)
廢氣凈化器組件進(jìn)入濕式廢氣處理箱。
濕式廢氣處理箱的水循環(huán)系統(tǒng)主要由水
箱及濾水器、低水位閥門、遙控浮標(biāo)閥、
濕式廢氣處理箱組成，如圖所示。其中
遙控浮標(biāo)閥用于控制濕式廢氣處理箱的
開啟與閉合，當(dāng)廢氣處理箱水位低于設(shè)
定水位時(shí)，浮標(biāo)下行， 自動(dòng)連通水箱和
廢氣處理箱； 當(dāng)廢氣處理箱水位達(dá)到設(shè)
定值時(shí)，浮標(biāo)浮起，切斷水流，從而達(dá)
到水位的自動(dòng)控制。低水位的閥門的作
用在于當(dāng)水箱內(nèi)的水用完后，廢氣處理
箱仍不能得到補(bǔ)水時(shí)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，
達(dá)到防爆保護(hù)的作用。
高溫、高壓廢氣由廢氣凈化器進(jìn)入
廢氣處理箱內(nèi)，使水箱內(nèi)的水翻騰和汽
化，同時(shí)廢氣和水充分融合、溶解，達(dá)
到很好的凈化效果。為確保防爆及使用
安全，從濕式廢氣處理箱排出的廢氣再
經(jīng)排氣防爆柵欄進(jìn)行二次防爆處理。濕
式排氣防爆裝置同時(shí)還是一個(gè)排氣消聲
器，起著平衡廢氣壓力波動(dòng)，減小排氣
噪聲的功用。濕式防爆處理裝置由于具
有尾氣防爆和凈化的雙重功能，在目前
的煤礦井下得到了更為廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)調(diào)查，中煤平朔集團(tuán)2004年之
前采購(gòu)的澳大利亞產(chǎn)多功能搬運(yùn)車的尾
氣為干式處理系統(tǒng)(目前有9臺(tái)車)；
2004年之后采購(gòu)的，其尾氣均為濕式處
理系統(tǒng)。由于柴油機(jī)排氣的濕式處理系
統(tǒng)較干式處理系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)， 國(guó)內(nèi)許
多煤礦(神華集團(tuán)，晉煤集團(tuán)等)也準(zhǔn)
備或已經(jīng)開始對(duì)柴油機(jī)尾氣處理進(jìn)行由
干式改為濕式處理系統(tǒng)的改造。
MH一40發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理干式改為濕
式：
參照DBT公司生產(chǎn)的FBL一10多功能
柴油車的濕式尾氣處理系統(tǒng)的原理和結(jié)
構(gòu)我們對(duì)現(xiàn)有MH一40多功能井下運(yùn)輸車
的尾氣干式處理系統(tǒng)改造為濕式處理系
統(tǒng)。
主要進(jìn)行如下工作：
外界空氣由進(jìn)氣管，經(jīng)過空氣濾清
器、進(jìn)氣關(guān)斷閥、渦輪增壓器、進(jìn)氣隔
爆柵等進(jìn)入柴油機(jī)供其使用?？諝鉃V清
6 中國(guó)機(jī)械Machine China
器和進(jìn)氣隔爆柵濾除了煤礦環(huán)境的粉塵，
當(dāng)經(jīng)由空氣濾清器的空氣粉塵等超標(biāo)時(shí)，
進(jìn)氣關(guān)斷閥關(guān)閉，柴油機(jī)停止工作，渦
輪增壓器起到對(duì)管道的空氣增速、增壓
作用。
2．3設(shè)計(jì)、制造濕式尾氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
柴油機(jī)廢氣由排氣口經(jīng)廢氣凈化器、
廢氣處理水箱、廢氣隔爆柵等組件處理、
凈化后排入大氣。廢氣凈化器、阻火器(隔
爆柵)的原理。
廢氣凈化器、阻火器(隔爆柵)的
隔板上涂有催化劑，這將尾氣中的一氧
化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，一氧化氮轉(zhuǎn)化成
氮?dú)?，碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成固體顆粒。
阻火器選用疊片式防爆柵欄，用于
熄滅火星等。該疊片式防爆柵欄有防爆
資格證。
(1)國(guó)產(chǎn)化浮子組件。該浮子組件
用來控制濕式處理水箱的水位。當(dāng)最高
水位時(shí)，浮子關(guān)斷球閥停止上水； 當(dāng)最
低水位時(shí)，低水位停車傳感器報(bào)警停車。
(2)設(shè)計(jì)制造濕式排氣供水水箱組
件。該供水水箱用于濕式處理箱水位低
時(shí)補(bǔ)水。
2．4尾氣排放口方向改造
改變?cè)囄矚馀欧欧较?，讓尾氣?
“溫順”。車輛負(fù)載運(yùn)行時(shí)，
尾氣溫度、壓力加速升高，原車尾
氣從后方排出，發(fā)動(dòng)機(jī)易高溫且夾雜的
煤塵影響井下作業(yè)視線；改裝后，尾氣
從側(cè)面排出，溫度散于車外，有效保障
了井下車輛作業(yè)環(huán)境。
2．5效果檢驗(yàn)
改造工作是否成功需要進(jìn)行下面三
個(gè)檢驗(yàn)過程：
(1)直觀檢查：觀察煙色，氣味，
聲音是否正常，發(fā)動(dòng)機(jī)功率，加速性能
是否正常，路面試驗(yàn)觀察運(yùn)行速度，承
載能力； 目前，改造工作已經(jīng)初步完成，
并且從井工維修中心到2號(hào)井進(jìn)行了路
面空載試車。從運(yùn)行外觀看1．排氣、霧
化狀況良好，2．耗水狀況：一箱水可以
行使約2O公里，車輛加載及功率損耗情
況待下井進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。
(2)入井檢查。改裝車輛需在井下
空氣質(zhì)量相對(duì)差的環(huán)境中， 進(jìn)行負(fù)荷運(yùn)
行、空載運(yùn)行，查看煙色，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)
運(yùn)行情況，初步試驗(yàn)狀態(tài)良好。
(3)權(quán)威部門檢驗(yàn)：根據(jù)GB3847—
2005對(duì)柴油機(jī)尾氣排放檢測(cè)的要求，我
們委托由山西省環(huán)保廳授權(quán)的朔州市藍(lán)
天機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)有限公司對(duì)原干式尾
氣處理系統(tǒng)和改造完的MH-40井下搬運(yùn)
車進(jìn)行了尾氣排放檢測(cè)。由檢測(cè)結(jié)果看
出，濕式處理系統(tǒng)的煙度明顯低于干式
系統(tǒng)(見附表)。
MH一4O型支架搬運(yùn)車尾氣排放改造前
后對(duì)比，見下表(改裝車輛以40T 02為
仞』)：
序 檢驗(yàn)
號(hào) 項(xiàng)目 改造前 改造后 備注
1 煙色 黑灰色 白色蒸汽
(含煙塵)
2 氣味 刺鼻 無(wú)味
3 聲音 正常 正常
4 煙度 2 限值
． 4K(m一1) 1．5K(m一1) 2
． 5K(m一1)
本次改造，朔州藍(lán)天機(jī)動(dòng)車尾氣檢
測(cè)有限公司對(duì)改造前后尾氣的排放情況
進(jìn)行了檢測(cè)，見附頁(yè)。
3．其他改造措施
3．1CHT一50型拖車防護(hù)罩
原車無(wú)防護(hù)罩，加裝后可減免車輛
在運(yùn)輸液壓歧管塊被撞壞，液壓油管被
擠斷，以及由此導(dǎo)致的拖車液壓油泄露、
無(wú)剎車等現(xiàn)象，減少車輛維修頻次，節(jié)
約維修成本。
3．2LWC一5O型框架式支架搬運(yùn)車水箱
蓋加裝防護(hù)罩
原車無(wú)防護(hù)罩，加裝后可減免車輛
在運(yùn)輸液壓支架時(shí)，液壓支架前探量將
水箱蓋撞壞，以及由此導(dǎo)致的帶壓高溫
冷卻水噴出傷人，和車輛缺水引發(fā)的其
它損壞，減少車輛維修頻次，節(jié)約維修
成本。
3．3安裝車門防夾手裝置
車門較重且無(wú)定位，加裝的防夾手
裝置中間的銷子選擇人體手掌厚度略大
為標(biāo)準(zhǔn)，以防止車輛停放坡路時(shí)， 車門
在重力作用下關(guān)閉，夾傷駕駛員或駕駛
室附近人員的手指，做到隔離保護(hù)。
4．結(jié)束語(yǔ)
支架搬運(yùn)車安全防護(hù)系統(tǒng)的研制成
功，加強(qiáng)了車輛行駛過程的安全防護(hù)：
包括提醒路人注意避讓過往車輛以及車
輛本身避免撞擊障礙物，這對(duì)人和車輛
本身的安全都有非常重要的意義。同時(shí)，
安全防護(hù)系統(tǒng)減少了車輛零、部件的損
壞，減輕了維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低
了維護(hù)費(fèi)用。
發(fā)動(dòng)機(jī)排氣干式改濕式系統(tǒng)，從源
頭解決了井下搬運(yùn)車柴油機(jī)的防爆問題。
由排氣的結(jié)果對(duì)比可以看到，濕式系統(tǒng)
排放的尾氣有了很大的改善，達(dá)到了尾
氣排放的環(huán)保要求。
參考文獻(xiàn)：
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距的自適應(yīng)倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)
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研究
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究進(jìn)展
[4]陶建中．柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)

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