煤矿地下无轨车辆的稳定性研究.pdf

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1、InternalCombustionEngine&Parts·21·煤矿地下无轨车辆的稳定性研究马晓燕（陕煤集团神南产业发展公司，榆林719300）摘要：铲运机的稳定性问题主要是研究铲运机在重车下坡时的稳定性和铲取时的机器稳定性以及铲斗处于最大卸载距离时的稳定性问题。关键词：无轨车辆；下坡制动；稳定性研究0引言式中：α为坡角；ψ为附着系数；Lc为重车的重心距铰地下无轨车辆的稳定性设计到重车时前后桥的桥荷接重心之距；l为前后轮间轴距；H0为重车重心高度；G为分配，重心位置和运行坡道的坡度。而地下铲运机由于存空车自重；G2位铲斗内有效载重。在铲取等工况，所以更应重视其稳定性问题。铲运

2、机的稳当M1＞M2时，铲运机围绕A点向前倾覆；M1＜M2时，铲定性问题主要是研究铲运机在重车下坡时的稳定性和铲运机保持稳定状态；M1=M2时，处于极限平衡状态，处于极取时的机器稳定性以及铲斗处于最大卸载距离时的稳定限平衡状态时的坡角可由下式求出：性问题，上述三种稳定性问题是确保铲运机安全运转与工1（G+G2）（ψ+sinα）H0=（G+G2）cosα（-Lc）作所必须解决的，否则就容易发生前轮过分承载而后轮离2地或引起机器倾覆的危险。1所以ψH0+2H0sinα-cosα（-Lc）=01地下无轨车辆重车下坡制动时的稳定性2以铲运机为例，铲运机重车下坡运行时，因故制动，这令C=ψH

3、0，B=2H0和A=（1-Lc）2时作用在铲运机上的力有重车的重力和惯性力等。在研究故有C+Bsinα-Acosα=0稳定性问题时，只有重力和惯性力对稳定性发生影响。重α2α车下坡制动时，因制动器制动车轮，所以应将整车看成一2tan1-tan22将公式sinα=，cosα=代入上式个刚体，因此铲运机向下坡方向倾覆时时围绕着前轮与坡2α2α1+tan1+tan而解除A转动。使机器发生倾覆危险的力有制动时产生22的惯性力Pj和重车重力沿坡面的分力（G+G2）sinα，保持机则有器稳定性的力仅有重车重力垂直于坡面的分力（G+G2）α2α2tan1-tancosα，如图1所示。C+B2-

4、A2=02α2α下坡制动时的惯性力Pj可由下式求出：1+tan1+tan22Pj=（G+G2）（ψ+sinα）2αα化简后有（C+A）tan+2Btan+（C-A）=0则倾覆力矩M1：22M1=（[G+G2）（ψ+sinα）+（G+G2）sinα]H0■2-4（C2-A2）α-2B±4B所以tan=M1=（G+G2）（ψ+sinα）H022（C+A）222-2B±■4B-4（C-A）α=2arctan2（C+A）可见，处于极限平衡状态时的坡角与道路的附着系数ψ，铲运机和地下汽车等地下无轨车辆轴距l、重心高度H0及重心至铰接中心的距离等因素有关，根据上述参数求出坡角的极限值。当重车

5、下坡运行时的斜坡道坡角小于计算值时，在此坡道上强制制动，机器仍保持稳定状态；当坡角值大于计算值时，则必然发生倾覆，后轮将抬离地面。图1重车下坡时铲运机稳定性计算图2铲取时铲运机的稳定性保持稳定的力矩M2：机器施加极限插入力同时转斗铲取，当铲斗铲取抬M2=（G+G2）（1-Lc）cosα离得一瞬间并且后轮离地瞬间，这是纵向稳定性最差的2————————————工况。作用在机器上的外力有铲取阻力Wk，其值应等于作者简介：马晓燕，女，硕士，高级工程师，陕煤集团神南产业发转斗油缸的最大推力（或拉力）与干系比的商值；插入阻展公司设备管理中心主任。力值等于极限牵引力F=Gψ，两力均作用于斗尖

6、上并指向·22·内燃机与配件铲斗。保持铲运机处于稳定状态的力是机器的自重G。铲运机铲取时，车轮并未刹住，如果发生机器的倾覆，也只是围绕着前轮中心转动，而绝不是围绕着前轮与地面的接触点而倾覆。此外，在机器施加极限插入力时，这时的车轮几乎处于不动的工作状态，因此不存在机器的惯性力。铲取时，当后轮离地的一瞬间，可按图2列出下述方程式：倾覆力矩：图3最大卸载距离时的稳定性计算图M1=WkcosY·IW+WksinY+Fr使铲运机发生倾覆危险的倾覆力有铲斗斗内的有效=W（kIWcosY+rsinY）+Gψψ载重量G2，保持铲运机稳定性的保持力为铲运机空车自式中：r为车轮滚动半径。重G，因此

7、处于极限平衡状态时的方程为：1G2I2=G（+X1）2处于极限平衡状态时，铲斗内有效载重的最大值为：1+X12G2max=GI2当斗内载重G2＞G2max时，则要发生倾覆，铲运机将围绕前桥中心或前轮与地面接触点A倾覆。当铲斗处于最大卸载距离时，如果前轮被刹死，则倾覆围绕A点进行；图2铲取时铲运机稳定性计算图当前轮未制动时，则铲运机围绕点倾覆。由前述可知，斗内所以保持稳定的力矩为：有效载重量必须小于极限值G2max：11M2=G（+X1）+X122G2