一种轨道机车卸矿站助力驱动装置及其方法与流程

本发明涉及轨道机车辅助装置，具体涉及一种轨道机车卸矿站助力驱动装置及其方法。

背景技术：

1、在现有的井下金属矿山系统中，机车的轨道运输作为其很多矿山不可缺少的环节，占有具足轻重的地位，轨道机车运输系统的好坏直接影响矿山产量的完成，在轨道机车运输系统中，轨道机车的卸矿站又分为多种方式，包括有翻车机方式、侧开门侧卸式、底侧卸式。在不同的产量和环境下采用不同的卸矿方式；其中，在大型的井下金属矿山卸矿方式中，底侧斜式采用的较为多，因为这种方式每次卸矿快、卸矿量大得到了广泛应用。但这种卸矿方式存在一个缺点就是在轨道电机车卸矿时底部因为需要打开，车轮子无法实现驱动力，所以每次电机车在卸矿站前需要进行加速，通过惯性通过卸矿仓，通过时电机车利用两侧的翼板搭在卸矿站的多个拖轮上，最终通过拖轮托举最终靠惯性快速通过卸矿站。

2、由于卸矿时依靠电机车的惯性通过，由于翼板依靠多个拖轮的作用，会对电机车的设备机械和电气设备造成很大的震动，很容易对电机车的机械及电气元件造成松动或损坏，同时减少电机车的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明提供一种轨道机车卸矿站助力驱动装置及其方法，实现了电机车卸矿的低速平稳通过卸矿站卸矿。本发明提供了如下的技术方案。

2、一种轨道机车卸矿站助力驱动装置，包括对称设置的四个安装板以及四组驱动单元；所述安装板架设在卸矿站两侧，且与电机车运动方向垂直；每组所述驱动单元包括：

3、摇臂，l型结构；所述摇臂的一端通过第一转动座与所述安装板铰接；所述第一转动座上设置有摆动检测开关；

4、伸缩组件，其端部通过第二转动座与所述安装板铰接；所述伸缩组件的伸缩端与所述摇臂的另一端铰接；

5、旋转驱动组件，固定设置在所述摇臂的中心；

6、摩擦轮，其轮轴与所述旋转驱动组件的输出端固定连接；

7、其中，电机车通过时其车体挤压摩擦轮，所述摇臂摆动触发摆动检测开关，所述旋转驱动组件驱动摩擦轮转动提供动力，所述伸缩组件伸展提供支撑力进而增加摩擦轮与车体的摩擦力。

8、优选地，所述伸缩组件为液压推杆；所述液压推杆端部通过第二转动座与所述安装板铰接，其伸缩端与所述摇臂的另一端铰接。

9、优选地，所述旋转驱动组件为驱动电机；所述驱动电机固定设置在所述摇臂的中心，其输出轴与所述摩擦轮的轮轴固定连接。

10、优选地，所述摩擦轮的外沿为橡胶材质。

11、一种轨道机车卸矿站助力驱动装置的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

12、确定电机车正常全速运行采用双电机拖动的总功率p，并将总功率p分配到各个摩擦轮所在的驱动电机的电机功率p1；

13、根据电机车的最大载重m计算最大总摩擦拉力f＝mg，则每个摩擦轮的最大摩擦拉力f1为：

14、f1＝f/4

15、根据每个摩擦轮的最大摩擦拉力，获得每个摩擦轮对车体的挤压力f压：

16、f压＝f1/k

17、式中，k为静摩擦系数；

18、根据摩擦轮的安装状态和电机车的宽度，确定摩擦轮被压偏移量l；

19、当摩擦轮受到挤压力f压时，摇臂和液压推杆产生摆动，挤压力f压被分解到摇臂的两侧，分别为压向安装板的压力fx和压向液压推杆的压力fs；

20、根据摩擦轮的安装位置和车体的宽度，确定摩擦轮的被压偏移d；根据挤压力f压、摇臂臂长h和被压偏移d，求解压向安装板的压力fx为：

21、

22、确定摇臂偏转角为：

23、θ＝sin-1(d/h)

24、确定摇臂的两端端点连线与安装板形成的夹角为：

25、

26、则摇臂的两端端点连线与液压推杆端部形成的夹角为：

27、

28、根据正弦定律：

29、fx/sinθ′＝fs/sin 45°

30、则压向液压推杆的压力fs：

31、fs＝fx/sinθ′·sin 45°

32、当液压推杆受到的压力，液压推杆需要产生同样的反作用力，则各个液压推杆执行推力为fs，输出各个驱动电机的电机功率p1和各个液压推杆执行推力fs。

33、优选地，所述将总功率p分配到各个摩擦轮所在的驱动电机的电机功率p1，包括以下步骤：

34、根据电机车的最大载重m计算最大总摩擦拉力f＝mg；

35、确定摩擦轮的线速度，即电机车的通过速度v1，并根据最大总摩擦拉力确定总电机功率p总＝fv；

36、根据单电机额度功率p额、电机车的通过速度v1以及电机车额定速度v，获得每台摩擦轮驱动功率，即驱动电机的电机功率p1：

37、p1＝v1/v*p总。

38、本发明有益效果：

39、本发明提出一种轨道机车卸矿站助力驱动装置及其方法，采用了四个助力的摩擦轮配合液压推杆设备，实现了稳定通过卸矿站的目的。该助力驱动降低了卸载速度，电机车可匀速通过卸矿站，电机车通过卸载站时，其振动加速度降低了一个数量级，减少了电机车与矿车以及卸载站轨道的冲击，极大提升了机车卸矿的平稳性，保护设备安全。同时，采用卸载站助力驱动装置，极大提高电机车、矿车、卸载站的使用寿命，可以降低设备的维护、维修费用，减少维护工作量和设备的备件消耗，降低运行成本，在提高安全性的前提下，维修周期延长，提高运输效率。

技术特征：

1.一种轨道机车卸矿站助力驱动装置，其特征在于，包括对称设置的四个安装板(1)以及四组驱动单元；所述安装板(1)架设在卸矿站两侧，且与电机车运动方向垂直；每组所述驱动单元包括：

2.根据权利要求1所述的轨道机车卸矿站助力驱动装置，其特征在于，所述伸缩组件为液压推杆(3)；所述液压推杆(3)端部通过第二转动座与所述安装板(1)铰接，其伸缩端与所述摇臂(2)的另一端铰接。

3.根据权利要求2所述的轨道机车卸矿站助力驱动装置，其特征在于，所述旋转驱动组件为驱动电机；所述驱动电机固定设置在所述摇臂(2)的中心，其输出轴与所述摩擦轮(4)的轮轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的轨道机车卸矿站助力驱动装置，其特征在于，所述摩擦轮(4)的外沿为橡胶材质。

5.根据权利要求3-4任意一项所述的轨道机车卸矿站助力驱动装置的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的轨道机车卸矿站助力驱动装置的驱动方法，其特征在于，所述将总功率p分配到各个摩擦轮(4)所在的驱动电机的电机功率p1，包括以下步骤：

技术总结本发明提供一种轨道机车卸矿站助力驱动装置及其方法，涉及轨道机车辅助装置技术领域，包括对称设置的四个安装板以及四组驱动单元；安装板架设在卸矿站两侧，且与电机车运动方向垂直；每组驱动单元包括摇臂、伸缩组件、旋转驱动组件和摩擦轮。摇臂为L型结构，摇臂的一端通过第一转动座与安装板铰接；第一转动座上设置有摆动检测开关；伸缩组件的端部通过第二转动座与安装板铰接；伸缩组件的伸缩端与摇臂的另一端铰接；旋转驱动组件固定设置在摇臂的中心；摩擦轮的轮轴与旋转驱动组件的输出端固定连接。该助力驱动装置实现了电机车卸矿的低速平稳通过卸矿站卸矿。技术研发人员：刘近锋,王琳,柯荣,李涛,庞策受保护的技术使用者：西安利雅得电气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/22