一种窄轨工矿电机车的制作方法

本发明涉及一种窄轨工矿电机车，属于工矿机车。

背景技术：

1、井下工矿电机车是重要的运输设备，广泛应用于煤矿、金属、非金属矿山及桥梁、隧道等工程施工现场，特别是在煤矿、金属、非金属矿山应用尤其广泛。近年来，随着大型露天矿山开采数量增多，规模不断增大，井下矿山也逐渐向超深井超大规模方向发展，对电机车提出了新的发展要求，未来的井下工矿电机车将向大型化、智能化、高效可靠、节能环保的方向发展。

2、由于受井下巷道限界、井下的电机车行走轨道铺设曲线半径小、矿轨铺设平整度差，以及电机车经过卸载站需要悬空等工矿的影响，现有的工矿电机车运输能力低，由于电机车的走行轮没有转向功能，电机车经过小曲线半径弯道时，轮轨磨损严重，较难满足使用要求。目前地下矿山使用的电机车基本为窄轨机车，且以小吨位机车为主，常用机型集中在20t以下。现使用的井下工矿电机车最大运输能力300t，通过50m小半径曲线时轮轨磨损严重，运行2个月需更换车轮，同时，维修更换轮轨工作频繁，需要专用司机对机车进行驾驶，工作效率低，司机工作环境差。因此，在运行环境恶劣的矿山中，现有的工矿电机车很难满足使用要求，很难适应井下矿用工矿。

3、现有技术中，存在将现有电机车的车体设置为分体铰接式结构，以便于在存有小半径曲线弯道进行运输。如专利号为cn 202944337u，专利名称为一种架线式交流变频调速窄轨工矿电机车，其车体设置为前、后两个车架，并将两个车架进行铰接，以解决电机车转玩半径，起到减少轮轨磨损的作用。但此类电机车在运输转弯时，前车架对后车架的牵引力主要由中间的铰接装置进行传递，对于小吨位电机车影响较小，但对于大吨位的电机车，铰接装置主要负责铰接，传递牵引力时承受的反作用力，易造成铰接装置的早期磨损而损坏，导致生产效率低和存在安全生产的问题。另外，现有的电机车多采用气动制动，存在制动距离长，制动部件磨损周期短的问题，且走行轮多采用主动轮带动从动轮进行行走，当主动轮的动力驱动损坏时，电机车无法行走，需要牵引车进行救援牵引，影响生产效率。因此亟需一种新型窄轨工矿电机车，以解决现有电机车过小半径曲线弯道时轮轨易磨损，导致维修工作量大，维修难度上升而影响生产效率。而分体式电机车，存在铰接装置易磨损和影响电机车运输能力的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题与不足，本技术提供一种窄轨工矿电机车，以解决上述的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种窄轨工矿电机车，包括车体、走行装置和驾驶室；车体包括前车架、后车架、第一铰接装置、第二铰接装置和连接梁；前车架和后车架分别安装有走行装置，且前车架和后车架之间通过第二铰接装置进行铰接；前车架和后车架上远离第二铰接装置的一侧分别设有自动车钩及缓冲器；前车架和后车架的上侧连接有连接梁；连接梁与前车架的连接处通过第一铰接装置进行铰接，连接梁与后车架之间构成固定连接；驾驶室安装于前车架。

3、具体的，连接梁上安装有受电弓，受电弓的一端与驾驶室内的电控装置电性连接；驾驶室安装有无人信号接受装置；电控装置的一端与无人信号接受装置电性连接，另一端与走行装置电性连接。本技术的电机车通过受电弓接触沿运输线路架设的架空电线获取电能，并将引来的高压电供给电机车的驾驶室的电控装置以及走行装置进行动力驱动，为电机车的运输提供电能。

4、具体的，走行装置包括驱动电机、动力轴、走行轮和制动组件；动力轴转动安装于车体，且其设有减速箱，减速箱的一端与驱动电机的动力端相连接；动力轴的两端分别转动安装有走行轮；制动组件安装于动力轴，用于走行轮的行走制动。本技术的走行装置通过驱动电机经减速箱减速增扭后带动走行轮驱动机车进行运输，同时通过制动组件进行行走制动。

5、具体的，制动组件包括电气制动单元和气动制动单元；电气制动单元设有制动电阻；制动电阻与驱动电机电性连接；气动制动单元包括空压机、制动装置和制动闸瓦；空压机的一端与电控装置电性连接，另一端与制动装置连接；制动闸瓦安装于走行轮外侧，且其一端与制动装置相连接。本技术的电机车的制动采用电气制动和气动制动，其中电气制动通过反电动势制动机制达到制动的目的。驱动电机在停车过程中，由于惯性作用，会产生大量的再生电能，为了避免再生电能损坏电机，通过连接制动电阻将再生电能转化为热能进行消耗。同时设置气动制动方式通过空压机为制动装置提供压力，从而驱动闸瓦抱紧走行轮进行机械制动。实现减速制动距离，减少制动部件的磨损，实现坡道驻车，同时提高制动安全性。

6、具体的，前车架的走行装置的动力轴、驱动电机和制动电阻的数量分别为两个，构成两组独立的走行机构；后车架的走行装置的动力轴、驱动电机和制动电阻的数量分别为一个，构成一组独立的走行机构；前车架和后车架的走行装置构成三轴独立走行机构。这样设置以实现本技术的电机车采用三轴独立走行机构，保证前车架和后车架的走行装置的动力轴的牵引动力都是独立的，提高电机车整体的运输能力，同时当出现任一个动力轴失去动力时，能保证电机车能低速运行，而任意两个动力轴失去动力时，电机车可进行车体的前后解编，车体可独立低速运行，便于进行维修及救援。

7、具体的，第一铰接装置包括第一上连接座、第一下连接座和第一连接销；第一上连接座与连接梁固定连接，第一下连接座与前车架固定连接；第一上连接座和第一下连接座分别设有孔径相同的连接孔；连接梁通过第一上连接座的连接孔与第一下连接座的连接孔同轴设置，以形成同轴连接销孔，并在连接销孔内安装第一连接销，与前车架进行铰接。本技术的电机车通过设置第一铰接装置，将连接梁与前车架进行铰接，而连接梁的另一端与后车架进行固定连接，保证电机车通过小半径曲线弯道时，前车架首先以第一铰接装置进行转动拐弯，而后车架以第二铰接装置进行摆动，实现减小整个车体的转动半径，起到减少轮轨磨损的作用。同时通过设置连接梁实现前车架和后车架进行“刚性连接”，提高前车架和后车架之间的牵引力的有效传递，提升电机车的运输能力。

8、具体的，第一上连接座与第一下连接座的连接面为向外凸起的球面结构，第一下连接座与第一上连接座的连接面为向内凹陷的球面结构，且第一下连接座的球面结构与第一上连接座的的球面结构形状相适配；第一下连接座的球面结构上间隔均匀开设有若干条润滑槽；润滑槽的一端与连接孔相联通，另一端延伸至第一下连接座的外侧面；第一上连接座与第一下连接座的连接面的外侧套设有润滑板；润滑板内部设有空腔；空腔分别与若干条润滑槽相联通，润滑板的外侧设有注油管，注油管的一端朝外延伸，构成注油端，另一端延伸至空腔内。通过设置球面结构的连接面，以实现连接梁与前车架的有效连接，提高第一铰接装置的承载力。凹、凸型的球面结构能保证连接梁与前车架能始终保持以同轴连接销孔为轴进行转动，避免偏心转动，减少部件磨损。同时设置润滑板，进行润滑油或润滑脂的添加，对连接梁与前车架的连接面和第一连接销进行润滑，减少部件磨损，增强转动的灵活性。

9、具体的，第一连接销包括连接销本体和锁紧螺母；连接销本体的一端外侧设有外螺纹，构成螺纹端，另一端的端部沿水平方向向外凸起，形成一安装凸台；连接销本体转动安装于同轴连接销孔内，且连接销本体的螺纹端和安装凸台分别延伸至同轴连接销孔的孔外侧；锁紧螺母通过开设有内螺纹与螺纹端构进行螺纹连接；锁紧螺母和安装凸台的外径尺寸大于同轴连接销孔的孔径；锁紧螺母的下端面与同轴连接销孔的上开口之间留有空隙，使机车满足因线路不平导致的振动工况。

10、具体的，第二铰接装置包括第二上连接座、第二下连接座和第二连接销；第二上连接座与后车架固定连接，第二下连接座与前车架固定连接，且第二上连接座开设有连接销孔，第二下连接座安装有第二连接销；前车架通过第二连接销安装于连接销孔内，与后车架铰接；第二上连接座和第二下连接座之间沿径向留有空隙。本技术电机车的第一铰接装置和第二铰接装置沿径向留有空隙，以实现在机车运行过程中的振动调节，减少部件磨损，同时通过设置锁紧螺母与连接销本体进行连接，防止电机车经过卸载站需要悬空时，第一上连接座和第一下连接座之间脱开。

11、具体的，连接销孔为圆弧形结构，且圆弧形结构的圆心位于后车架侧，连接销孔以圆心左右对称开设；第二连接销位于连接销孔内的销体的形状与连接销孔的形状相适配，且连接销孔的开设尺寸大于第二连接销位于连接销孔内的销体的尺寸。这样设置以实现第二连接销沿连接销孔进行滑动，进而实现电机车经过小半径曲线弯道时，前车架与后车架之间以第二铰接装置进行一定角度的摆动，减小后车架的拐弯半径，减少轮轨的磨损，从而减少维修工作量，提高生产效率。本技术的第二铰接装置也可选用现有技术中采用的不限角度的中心销式铰接结构，后车架通过中心销进行转动。但中心销式铰接结构亦存在偏心转动的缺陷，因此本技术优选的采用圆弧形铰接结构，后车架以第二连接销进行一定角度摆动。

12、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

13、1.本技术通过设置分体式前车架和后车架，两者之间通过连接梁进行铰接，通过设置第一铰接装置和第二铰接装置，以实现前车架以第一铰接装置进行转动，后车架以第二铰接装置进行摆动，以减小车体的转动半径，便于电机车通过小半径曲线弯道，减少轮轨磨损，提高生产效率。另外，采用分体式车体，以实现电机车整体的模块化设计，便于进行整车的快速拆分和组装，实现井下施工的快速转场，同时驾驶室设有无人信号接收装置，以实现无人驾驶功能，减少人工，降低成本。

14、2.在前述的基础上，通过在前车架和后车架上分别设置独立的走行装置以及连接梁与后车架进行固定连接，以实现通过连接梁能有效的将前车架的牵引力传递给后车架，提高电机车整车运载能力。

15、3.在前述的基础上，采用电气制动和气动制动两种制动方式进行走行制动，以实现减少车体运行制动距离，提高制动安全性和减少制动部件的磨损。

16、4，在前述的基础上，在第一铰接装置和第二铰接装置上沿径向留有空隙，以形成径向间隙，用于车体运行过程中的振动调节，减少部件磨损。