矿用异形轨卡轨车紧急制动系统的研究与设计

摘要

矿用卡轨车运输系统是煤矿井下辅助运输系统的重要组成部分，随着采掘机械生产效率的提高，辅助运输成为制约矿井生产效率提高的因素之一，煤矿井下辅助运输系统中卡轨车车辆发生的脱轨、掉道事故，钢丝绳牵引运输中发生的断绳、跑车等事故都对工作人员、设备的安全造成重大影响。因此，本文对卡轨车紧急制动系统进行研究，解决卡轨车运输过程中的安全问题，提高卡轨车运输的安全可靠性，促进矿用卡轨车运输效率的提高。
　　本文分析了现有矿用轨道车辆紧急制动器发展情况和煤矿常用轨道特点，选择容易实现卡轨、制动抱轨稳定和承载能力强的异形轨作为研究轨道，根据国家标准中对煤矿用辅助运输车辆紧急制动装置的相关设计要求，设计了卡轨车无源紧急制动系统，主要包括液压系统、离心限速器和制动器执行机构，制动器为液压-弹簧储能。研究了紧急制动过程中摩擦力大小的影响、摩擦磨损机理和摩擦热生成机理，并根据分析结果选取了摩擦衬片材料，对其生热过程进行了有限元热耦分析。根据制动原理，确定了紧急制动系统的主要设计参数与使用条件，完成了制动器主要零部件的设计与校核，包括制动力计算、弹簧选型与校核、液压缸设计计算。利用虚拟样机技术建立了制动器三维实体模型，对其执行机构进行了静力学分析和质量优化，确定了结构设计的合理性。运用仿真分析软件建立了液压系统模型，对液压制动回路进行了仿真分析，分析系统响应特性和阀口通径对卸荷时间的影响，使其满足卸荷时间要求。对离心限速器进行了动力学仿真分析，研究讨论不同的离心限速器初始角对其滑动轴伸出位移和位置的影响，指导触发挡块合理安装位置。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究工作

2 异形轨卡轨车紧急制动系统方案

2．1 矿用轨道分析

2．2 动态稳定性分析

2．3 制动系统设计原则

2．4 新型制动器方案设计

2．5 本章小结

3 制动器主要零件的设计与分析

3．1 摩擦衬片材料的选择

3．2 制动力的确定

3．3 制动弹簧设计与校核

3．4 液压缸主要参数设计

3．5 本章小结

4 基于虚拟样机技术对紧急制动系统的分析与研究

4．1 紧急制动摩擦生热分析

4．2 制动器执行机构静力学分析与优化

4．3 紧急制动液压系统仿真分析

4．4 离心限速器动力学仿真

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况