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支架搬運車安全防護系統(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公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月20日
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與檢驗?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)計同意，
減小公差，增大精度要求，但無疑給工
裝生產(chǎn)帶來了很大困難，過小的公差無
法滿足工裝生產(chǎn)要求，導(dǎo)致工裝在交付
時頻頻超差。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
的老師傅、工裝設(shè)計、主管工藝科的討
論決定更改檢驗?zāi)＝Y(jié)構(gòu)。
2．3合理的檢驗?zāi)＝Y(jié)構(gòu)
對這兩類零件的結(jié)構(gòu)分析，檢驗?zāi)?
采取了不同的結(jié)構(gòu)改進。角片類零件雖
然改進前帶有躲避槽，但由于制造過程
比較粗糙，無法完全打磨光滑， 以致有
細(xì)微的突起導(dǎo)致外形線不一致， 同樣無
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
達到要求。加強肋零件，由于較長較寬、
外形復(fù)雜，無法用銷釘定位，采取了檢
驗?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?zāi)５?
改進結(jié)構(gòu)大致確定。
3．對改進后的檢驗?zāi)嵤炞C
經(jīng)過理論上的分析、研究，大家認(rèn)
為準(zhǔn)備充分，決定進行試驗驗證。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?zāi)Ｍ耆３?
一致，加強肋采取檢驗?zāi)Ｋ闹芨髁鬺mm
余量用塞尺賽的測量方法同樣滿足要求，
而且避免劃傷零件。
4．經(jīng)濟效益
通過對首件進行試制生產(chǎn)，從生產(chǎn)
效果來看，零件尺寸精度明顯改善，零
學(xué)術(shù)
件一次合格率達到100％，而且也改進了
零件驗收的方便性及可操作性，達到了
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
是一個復(fù)雜漫長的工藝準(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)中不可能像機械加工零件
一樣精度十分準(zhǔn)確。因此，檢驗?zāi)５暮?
理結(jié)構(gòu)就顯得更加重要，通過對零件加
工工藝流程的認(rèn)真分析，找出了優(yōu)化工
裝檢驗?zāi)５母倪M方案，通過試制生產(chǎn)，
最終達到預(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。這就是我
此次的心得體會，有些方面還不能一一
列舉，總體感覺收獲頗多。
支架搬運車安全防護系統(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公司)
摘要：通過對國內(nèi)外目前較先進的安全防護理論和技術(shù)的了解，設(shè)計開發(fā)了倒車語音報警和倒車?yán)走_測距報警系統(tǒng)、柴油機尾
氣排放濕式處理系統(tǒng)，以及對原車機械電器結(jié)構(gòu)的局部改造。這樣有效提高了進口支架搬運車的運輸安全性和可靠性，避免安全
事故的發(fā)生。
1．倒車語音報警和倒車?yán)走_測距報
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?，F(xiàn)代
科技的發(fā)展水平為進一步改造作業(yè)設(shè)備，
提升其綜合性能提供了可能。井下運輸
車輛由于其運行工況的復(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)的進口井下運輸車
的使用情況，運用較新的技術(shù)對FBL一
10，F(xiàn)BL一15，MH 40，F(xiàn)BL 55，LS一190及
CHT一5O、LWC一50型井下運輸車進行了三
個方面的改造。
1．1新增1臺DC12V直流發(fā)電機，為
防爆電器保護系統(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)動的發(fā)電機旁新增一臺皮帶驅(qū)
動與原車同型號防爆DC12V發(fā)電機。柴
油機的輸出軸作為該新增發(fā)電機的動力
軸，設(shè)計、試驗皮帶傳動裝置使其與新
增發(fā)電機的輸入匹配，輸出DC12V．試驗
表明這對柴油機的輸出功率沒有大的影
響。
1．2倒車語音燈光報警系統(tǒng)
為了提醒駕駛?cè)藛T和行人在車輛倒
車時的警示，在車輛頂部右后側(cè)安裝110
分貝，100米可見的語音燈光報警系統(tǒng)。
按下倒車檔時，控制車輛方向的液壓換
向閥換向，壓力開關(guān)進油，DC12V直流電
路導(dǎo)通，語音燈光報警系統(tǒng)工作，伴隨“倒
車，請注意”語音報警，高亮度LED閃爍，
100米可見。本語音燈光報警系統(tǒng)選用的
語音燈光器有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倒車測距LED報警系統(tǒng)
本次改造在車輛尾部安裝了超聲波
測距裝置。倒車時， 當(dāng)車輛后方5米范
圍內(nèi)有障礙物時，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，提醒司機采取相應(yīng)措施。
超聲波測距傳感器和LED顯示器均
增加了防爆、隔爆措施。超聲波測距探頭。
2．排氣系統(tǒng)千式改濕式
由于防爆柴油發(fā)動機在運行過程中
會釋放大量的CO，氮氧化合物以及固體
污染顆粒，這些物質(zhì)對長時間處于高污
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，當(dāng)煤礦井下通
風(fēng)條件不良的時候，礦井中積聚的瓦斯
不能及時安全地排出，發(fā)動機的排氣溫
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，
容易點燃井下瓦斯而導(dǎo)致重大事故。以
防爆柴油機為動力源的無軌運輸設(shè)備必
須解決好發(fā)動機尾氣的凈化和防爆問題。
為達到排氣系統(tǒng)的防爆目的，發(fā)動
機設(shè)計應(yīng)使之能夠承受內(nèi)部爆炸而不能
損壞發(fā)動機原件的機械結(jié)構(gòu)，限制能量
傳遞，保證內(nèi)部明火不會傳到外界空氣
而引起外部爆炸。排氣系統(tǒng)設(shè)計要限制
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，對于柴油機尾氣處理
分為干式和濕式兩種。
2．1干式尾氣處理系統(tǒng)
從柴油機增壓器排出的氣體通過水
套排氣連接管進入到廢氣凈化器。廢氣
在被凈化器處理之后進入到熱交換器進
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排放
控制，轉(zhuǎn)換高達95％的一氧化碳(CO)
為二氧化碳，除去顆粒物(煙)可高達
50％。廢氣凈化器中植入了隔爆柵，防止
柴油機內(nèi)的爆炸火焰直接進入礦井危險
區(qū)域。
干式尾氣處理過程中尾氣直接經(jīng)過
管道降溫進入，然后經(jīng)過熱交換器，排
氣柵欄、排氣管直接排出，在實際使用
中國機械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)動機的溫度升高、功率下降、熄火等。
干式尾氣處理的原理見圖一。
實踐中，干式尾氣處理并不能達到
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)
由柴油機渦輪增壓器排出的尾氣經(jīng)
廢氣凈化器組件進入濕式廢氣處理箱。
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，浮標(biāo)下行， 自動連通水箱和
廢氣處理箱； 當(dāng)廢氣處理箱水位達到設(shè)
定值時，浮標(biāo)浮起，切斷水流，從而達
到水位的自動控制。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
箱仍不能得到補水時自動關(guān)閉發(fā)動機，
達到防爆保護的作用。
高溫、高壓廢氣由廢氣凈化器進入
廢氣處理箱內(nèi)，使水箱內(nèi)的水翻騰和汽
化，同時廢氣和水充分融合、溶解，達
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)排氣防爆柵欄進行二次防爆處理。濕
式排氣防爆裝置同時還是一個排氣消聲
器，起著平衡廢氣壓力波動，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2004年之
前采購的澳大利亞產(chǎn)多功能搬運車的尾
氣為干式處理系統(tǒng)(目前有9臺車)；
2004年之后采購的，其尾氣均為濕式處
理系統(tǒng)。由于柴油機排氣的濕式處理系
統(tǒng)較干式處理系統(tǒng)的許多優(yōu)點， 國內(nèi)許
多煤礦(神華集團，晉煤集團等)也準(zhǔn)
備或已經(jīng)開始對柴油機尾氣處理進行由
干式改為濕式處理系統(tǒng)的改造。
MH一40發(fā)動機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)我們對現(xiàn)有MH一40多功能井下運輸車
的尾氣干式處理系統(tǒng)改造為濕式處理系
統(tǒng)。
主要進行如下工作：
外界空氣由進氣管，經(jīng)過空氣濾清
器、進氣關(guān)斷閥、渦輪增壓器、進氣隔
爆柵等進入柴油機供其使用?？諝鉃V清
6 中國機械Machine China
器和進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，
進氣關(guān)斷閥關(guān)閉，柴油機停止工作，渦
輪增壓器起到對管道的空氣增速、增壓
作用。
2．3設(shè)計、制造濕式尾氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
柴油機廢氣由排氣口經(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
氮氣，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，浮子關(guān)斷球閥停止上水； 當(dāng)最
低水位時，低水位停車傳感器報警停車。
(2)設(shè)計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
時補水。
2．4尾氣排放口方向改造
改變原車尾氣排放方向，讓尾氣變
“溫順”。車輛負(fù)載運行時，
尾氣溫度、壓力加速升高，原車尾
氣從后方排出，發(fā)動機易高溫且夾雜的
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
改造工作是否成功需要進行下面三
個檢驗過程：
(1)直觀檢查：觀察煙色，氣味，
聲音是否正常，發(fā)動機功率，加速性能
是否正常，路面試驗觀察運行速度，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號井進行了路
面空載試車。從運行外觀看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
況待下井進一步實驗。
(2)入井檢查。改裝車輛需在井下
空氣質(zhì)量相對差的環(huán)境中， 進行負(fù)荷運
行、空載運行，查看煙色，觀察發(fā)動機
運行情況，初步試驗狀態(tài)良好。
(3)權(quán)威部門檢驗：根據(jù)GB3847—
2005對柴油機尾氣排放檢測的要求，我
們委托由山西省環(huán)保廳授權(quán)的朔州市藍
天機動車尾氣檢測有限公司對原干式尾
氣處理系統(tǒng)和改造完的MH-40井下搬運
車進行了尾氣排放檢測。由檢測結(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型支架搬運車尾氣排放改造前
后對比，見下表(改裝車輛以40T 02為
仞』)：
序 檢驗
號 項目 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，朔州藍天機動車尾氣檢
測有限公司對改造前后尾氣的排放情況
進行了檢測，見附頁。
3．其他改造措施
3．1CHT一50型拖車防護罩
原車無防護罩，加裝后可減免車輛
在運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型框架式支架搬運車水箱
蓋加裝防護罩
原車無防護罩，加裝后可減免車輛
在運輸液壓支架時，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， 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。
4．結(jié)束語
支架搬運車安全防護系統(tǒng)的研制成
功，加強了車輛行駛過程的安全防護：
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，這對人和車輛
本身的安全都有非常重要的意義。同時，
安全防護系統(tǒng)減少了車輛零、部件的損
壞，減輕了維修工人的勞動強度，降低
了維護費用。
發(fā)動機排氣干式改濕式系統(tǒng)，從源
頭解決了井下搬運車柴油機的防爆問題。
由排氣的結(jié)果對比可以看到，濕式系統(tǒng)
排放的尾氣有了很大的改善，達到了尾
氣排放的環(huán)保要求。
參考文獻：
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距的自適應(yīng)倒車?yán)走_設(shè)計
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研究
[3]曹磊．汽車尾氣凈化催化劑的研
究進展
[4]陶建中．柴油機排氣后處理系統(tǒng)

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