CN219277480U - 一种矿用电动齿轨卡轨车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于矿山工程机械、矿山开采辅助运输设备技术领域，具体是一种矿用电动齿轨卡轨车。采用单节车厢式设计，包括底盘、驱动单元一、驱动单元二、制动***和齿轨，具体结构如下：驱动单元一、驱动单元二、制动***直接安装在底盘上，驱动单元一、驱动单元二分别位于底盘的前部和后部，两个驱动单元分别通过支撑导向轮组安装在齿轨上，通过驱动单元上的销轨轮与齿轨上的齿排啮合，实现电动卡轨车在齿轨上运行。本实用新型提供一种能够适用煤矿(矿山)井下辅助运输的矿用电动齿轨卡轨车，能够有效提高井下运输效率，同时兼顾环保与智能化控制，实现辅助运输少人和无人值守运行。

Description

一种矿用电动齿轨卡轨车

技术领域

本实用新型属于矿山工程机械、矿山开采辅助运输设备技术领域，具体是一种矿用电动齿轨卡轨车。

背景技术

卡轨车是国内外广泛使用的井下辅助运输***之一，目前国内外使用的卡轨车主要以无极绳绞车和柴油机齿轨式作为牵引动力。煤矿井下对钢丝绳绞车安全性、柴油机环保、噪音，以及智能化控制的要求越来越高，传统动力驱动的卡轨车将陆续被电动卡轨车取代。因此，研制一款集高效、环保、智能化为一体的，采用新型永磁变频调速技术作为驱动动力的齿轨卡轨车，提高我国煤矿辅助运输整体技术水平，带动煤矿辅助运输装备快速发展。

山西平阳重工机械有限责任公司申请了电牵引齿轨卡轨车发明专利(专利公开号：CN104108398A)，其特征是通过柴油发电机发电，带动防爆变频电机，通过三级齿轮减速器驱动齿轨***，实现设备运行。该发明是国内较早将电机通过减速器直接驱动卡轨车驱动轮的应用，但是该发明存在以下几个方面的问题：

(1)该设备需要至少四节相互铰接的机架安装响应的组件，设备***庞大、结构复杂、车身长度大，不利于井下狭小空间运行；

(2)***通过柴油机发电，没有解决污染和噪音问题；

(3)防爆变频电机、三级齿轮减速器和驱动轮组成的驱动***结构体积大，不利于中小矿井使用。

秦皇岛鸿鼎轨道交通设备有限公司申请了多动力混合驱动***发明专利(专利公开号：CN106627605A)，其特征是，动力源连接驱动模块，驱动模块连接驱动轮，动力源包括蓄电池供电***、电缆输送供电***、燃油动力***，驱动模块包括永磁电机驱动、减速机驱动、液压马达驱动；其中任意两个动力源连接任意一个或两个驱动模块形成混合动力驱动模式，多个混合动力驱动模式的设计集合构成齿轨卡轨车多动力混合驱动***。该发明将多种的动力源和驱动模块进行排列组合为不同的驱动***，该发明存在以下几个方面的问题：

(1)经过排列组合后的驱动***没有具体的技术方案；

(2)永磁电机驱动结构为永磁电机通过链轮链条将动力传递给驱动轮，结构体积较大，不易用在井下环境恶劣的工况下；

(3)采用柴油机作为动力源，存在污染和噪音问题，采用液压马达作为驱动模块时，复杂的液压***故障率高，容易出现油液污染问题。

辽宁鑫丰矿业(集团)有限公司申请了一种煤矿用防爆电机齿轨卡轨车，发明专利(专利申请号：202010667643.7)，其特征是，通过煤矿工作面现有电源，以防爆电机为动力，带动液压泵，通过阀组带动液压马达驱动卡轨车驱动轮，实现设备运行。该发明用防爆电机替代传动柴油机，能够有效减少环境污染和环境噪音，但是采用液压泵和液压马达的驱动方式会有部分功率损失，整个驱动***的效率不高，同时没有解决复杂液压驱动***故障率高和油液污染等关键问题。

采用电动驱动的齿轨卡轨车目前实际应用很少，上述专利中的电动驱动主要存在以下问题：

①通过柴油机发电，带动防爆电机、减速器的驱动***，该***结构尺寸过大，设备较长，同时，柴油机的环境污染和噪音污染依然存在。***能量经过多次转化，整体传动效率较低。

②永磁电机通过链轮链条将动力传递给驱动轮的驱动结构体积较大，多节链条重载下故障点较多，同时，链传动不易用在井下环境恶劣的工况下。

③采用防爆电机替代传动柴油机，驱动液压泵，通过阀组控制液压马达驱动卡轨车驱动轮的技术方案，本质上还是液压驱动卡轨车。没有解决复杂液压驱动***故障率高和油液污染等关键问题。

卡轨车是国内外广泛使用的井下辅助运输***之一，目前国内外使用的卡轨车主要以无极绳绞车和柴油机齿轨式作为牵引动力。受煤矿井下对钢丝绳绞车安全性、柴油机环保、噪音，以及智能化控制的要求越来越高的要求，传统动力驱动的卡轨车将陆续被电动卡轨车取代。

实用新型内容

结合现有技术以及上述研究存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够适用煤矿(矿山)井下辅助运输的矿用电动齿轨卡轨车，能够有效提高井下运输效率，同时兼顾环保与智能化控制，实现辅助运输少人和无人值守运行。

本实用新型的技术方案是：

一种矿用电动齿轨卡轨车，采用单节车厢式设计，包括底盘、驱动单元一、驱动单元二、制动***和齿轨，具体结构如下：

驱动单元一、驱动单元二、制动***直接安装在底盘上，驱动单元一、驱动单元二分别位于底盘的前部和后部，两个驱动单元分别通过支撑导向轮组安装在齿轨上，通过驱动单元上的销轨轮与齿轨上的齿排啮合，实现电动卡轨车在齿轨上运行。

所述的矿用电动齿轨卡轨车，还包括冷却***、液压***、综合控制***、供电***，冷却***、液压***、综合控制***和供电***直接安装到底盘上。

所述的矿用电动齿轨卡轨车，供电***为蓄电池或外部电缆，整车供电方式具备蓄电池供电或者外部电缆供电模式，或者两种供电模式在控制***内部自由切换。

所述的矿用电动齿轨卡轨车，驱动单元由永磁同步电机、行星减速器、销轨轮、支撑导向轮组、驱动支架和制动器组成，永磁同步电机、行星减速器、销轨轮、支撑导向轮组和制动器安装在驱动支架上，销轨轮上安装制动器，销轨轮和支撑导向轮组安装于传动轴上，销轨轮的一侧设置支撑导向轮组，永磁同步电机的输出端与行星减速器的输入端连接，行星减速器的输出端与传动轴连接。

所述的矿用电动齿轨卡轨车，采用变频调速的永磁同步电机，直接驱动行星减速器，带动销轨轮在齿轨上啮合传动，为卡轨车提供动力。

所述的矿用电动齿轨卡轨车，永磁同步电机、行星减速器和销轨轮采用一体化设计。

所述的矿用电动齿轨卡轨车，制动***分为工作制动、紧急制动和驻车制动，整车工作制动采用四象限变频器回馈制动模式，设备下坡工况的制动全过程采用电气自动控制，能够实现设备稳速下行。

本实用新型的优点及有益效果是：

1、本实用新型提出一种矿用电动齿轨卡轨车整车，采用单节车厢模块化设计，采用井下通用900mm轨距轨道，整机结构紧凑，在井下的适应性强，采用遥控操作或远程无线操作。

2、本实用新型采用变频调速的永磁同步电机，直接驱动行星减速器，带动驱动齿轮在齿轨上啮合传动，为卡轨车提供动力。其中，永磁同步电机、减速器采用一体化设计，具有结构紧凑、传动效率高、故障率低、不占用外部空间等特点。整机采用外部电缆供电或机载蓄电池供电，整车运行无环境污染和噪音污染，是正真意义上的电动齿轨卡轨车。

3、本实用新型通过采用全电动驱动单元和整车模块化设计，可使整车结构更加紧凑，相比目前应用最多的柴油机齿轨卡轨车，长度缩短20％，高度降低14％，煤矿井下辅助运输的适应性更强。

4、本实用新型较柴油机齿轨卡轨车和柴油机发电的电动齿轨卡轨车，没有柴油机排放的环境污染和噪音污染问题。较液压马达驱动的齿轨卡轨车，没有复杂的变量液压***，没有油液泄露风险，整车故障点少。

5、本实用新型传动***的传动效率更高，较柴油机齿轨卡轨车和防爆电动机液压马达驱动的齿轨卡轨车的传动效率提升30％(不含柴油发动机的效率)，较柴油机发电的电动齿轨卡轨车的传动效率提升25％。

6、本实用新型重载工况下，运行速度较目前在用的柴油机齿轨卡轨车和电动齿轨卡轨车提升50％。

附图说明

图1为矿用电动齿轨卡轨车结构示意图一。

图2为矿用电动齿轨卡轨车结构示意图二。

图3为驱动单元的结构示意图。

图中标号，1底盘，2驱动单元一，3驱动单元二，4制动***，5冷却***，6液压***，7综合控制***，8蓄电池，9齿轨，10永磁同步电机，11行星减速器，12销轨轮，13支撑导向轮组，14驱动支架，15制动器。

具体实施方式

如图1-图2所示，本实用新型矿用电动齿轨卡轨车，主要由底盘1、驱动单元一2、驱动单元二3、制动***4、冷却***5、液压***6、综合控制***7、蓄电池8和齿轨9等组成，具体结构如下：

1)如图1所示，驱动单元一2、驱动单元二3、制动***4直接安装在底盘1上，驱动单元一2、驱动单元二3分别位于底盘1的前部和后部，两个驱动单元分别通过支撑导向轮组13安装在齿轨9上，通过驱动单元上的销轨轮12与齿轨9上的齿排啮合，实现电动卡轨车在齿轨9上运行。

2)如图2所示，冷却***5、液压***6、综合控制***7和蓄电池8直接安装到底盘1上，整车结构紧凑，采用单节车厢设计，可实现遥控和远程操作控制，能够适应多种工况下的辅助运输工作。其中，冷却***5、液压***6、综合控制***7采用卡轨车的常规技术。

3)如图3所示，驱动单元由永磁同步电机10、行星减速器11、销轨轮12、支撑导向轮组13、驱动支架14和制动器15组成，永磁同步电机10、行星减速器11、销轨轮12、支撑导向轮组13和制动器15安装在驱动支架14上，销轨轮12上安装制动器15，销轨轮12和支撑导向轮组13安装于传动轴上，销轨轮12的一侧设置支撑导向轮组13。永磁同步电机10的输出端与行星减速器11的输入端连接，行星减速器11的输出端与传动轴连接，采用变频调速的永磁同步电机10，直接驱动行星减速器11，带动销轨轮12在齿轨9上啮合传动，为卡轨车提供动力。永磁同步电机10、行星减速器11和销轨轮12采用一体化设计，较现有技术中提到的电机驱动结构完全不同，本实用新型采用的电机驱动整体结构更为紧凑，同时具有更高的传动效率。

4)整车制动***4分为工作制动、紧急制动和驻车制动，整车工作制动采用四象限变频器回馈制动模式，设备下坡工况的制动全过程采用电气自动控制，能够实现设备稳速下行。相比传动卡轨车下行制动过程，没有机械磨损，全程可控。紧急制动采用四组液压弹簧制动器，具备手动制动，设备断电、失速等工况自动制动功能，兼备驻车制动功能。紧急制动器选用盘式制动器，制动盘直接集成在销轨轮上，达到安全制动作用。

5)整车供电方式具备蓄电池供电或者外部电缆供电模式，也可以两种供电模式在控制***内部自由切换。

Claims (6)

1.一种矿用电动齿轨卡轨车，其特征在于，采用单节车厢式设计，包括底盘、驱动单元一、驱动单元二、制动***和齿轨，具体结构如下：

驱动单元一、驱动单元二、制动***直接安装在底盘上，驱动单元一、驱动单元二分别位于底盘的前部和后部，两个驱动单元分别通过支撑导向轮组安装在齿轨上，通过驱动单元上的销轨轮与齿轨上的齿排啮合，实现电动卡轨车在齿轨上运行。

2.按照权利要求1所述的矿用电动齿轨卡轨车，其特征在于，还包括冷却***、液压***、综合控制***、供电***，冷却***、液压***、综合控制***和供电***直接安装到底盘上。

3.按照权利要求1所述的矿用电动齿轨卡轨车，其特征在于，供电***为蓄电池或外部电缆，整车供电方式具备蓄电池供电或者外部电缆供电模式，或者两种供电模式在控制***内部自由切换。

4.按照权利要求1所述的矿用电动齿轨卡轨车，其特征在于，驱动单元由永磁同步电机、行星减速器、销轨轮、支撑导向轮组、驱动支架和制动器组成，永磁同步电机、行星减速器、销轨轮、支撑导向轮组和制动器安装在驱动支架上，销轨轮上安装制动器，销轨轮和支撑导向轮组安装于传动轴上，销轨轮的一侧设置支撑导向轮组，永磁同步电机的输出端与行星减速器的输入端连接，行星减速器的输出端与传动轴连接。

5.按照权利要求4所述的矿用电动齿轨卡轨车，其特征在于，采用变频调速的永磁同步电机，直接驱动行星减速器，带动销轨轮在齿轨上啮合传动，为卡轨车提供动力。

6.按照权利要求4所述的矿用电动齿轨卡轨车，其特征在于，永磁同步电机、行星减速器和销轨轮采用一体化设计。

Images