矿用架线电机车智能刹车与温控系统

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1、山东科技大学硕士学位论文1．2．1机械制动机械制动按照其动力分为手动、压气及液压制动。机械制动装置都是采用闸瓦制动方式。如图1．1所示，位于司机室内的手轮1安装在螺秆2上，螺杆另一端车成梯形螺纹，套在螺母3内，使其只能随手轮转动而不能移动。当螺杆顺时转动时，通过拉杆4及制动杆5、8的作用，使闸瓦6、9分别压紧车轮产生制动。反之，若手轮与螺杆逆时转动，则松闸。闸瓦与车轮之间的间隙，用带正、反螺纹的螺栓7来调正。闸瓦装在车轮水平中心线以下，使闸瓦压力中心线同车轮水平线成约8。～10。夹角。当松闸时，闸瓦能可靠地返回原位。这种制动装置结构简单能产生足够的制动力。图1．1电机车的手动制动装置

2、fig．1．1them卸ualbrakesystemofthelocomotiVel一手轮；2一螺杆i3一螺母；4一拉杆；5、8一制动杆6、9一闸瓦；7一正反扣调节螺丝12图1．2压气制动装置示意图l一制动缸：2一活塞杆；Fig．1．2Brakesystemthroughpneumatjc压气(液压)制动是通过制动缸1(见图1．2)的活塞杆2来推动的。当压气进4山东科技大学硕士学位论文概述入制动缸推动活塞杆伸出，带动制动杠杆使闸瓦压向车轮。当松闸时，关闭进入制动缸的压气通路，释放缸中的压气，由被压缩的弹簧(在制动缸里)恢复正常位置。1．2．2电气制动矿用架线机车的电气制动是能耗制动，

3、能耗制动是将运行中的矿用架线机车的电路与架空接触线断开，机车在惯性力作用下运行，将牵引矿用架线机车接成发电运行，电能消耗在电路中的电阻上，使矿用架线机车逐渐减速。矿用架线机车电气制动的电路系统如图1．3所示。(a)、牵引运行电路(b)能耗制动电路图1．3矿用架线机车能耗制动的电路系统(a)tractjonruncircuit(b)ElectricbrakecircuitFig1．3Theelectricbrakecircuitsystemofminelocomotive从图可以看出，能耗制动电路的特点是两台电动机的激磁绕组交叉联接，即每台的激磁绕组都与另一台电机的电枢串联。能耗制动具

4、有接线简单、操作方便、不从电网消耗电能、不磨损闸瓦、能充分利用轮轨间的粘着力等优点。但能耗制动不能使列车完全停止，还需要机械闸停车。1．2．3矿用架线机车上加装电磁滑靴用手动或气动的闸瓦式制动器，机车所能产生的制动力受着机车车轮与钢轨间粘着力的限制，即B≤1000Pg巾式中B一机车制动力，N；P一机车质量，t：g一重力加速度，m／s2；≯一粘着系数。5山东科技大学硕士学位论文概述当闸瓦稍闸紧，超过上述制动力时车轮将被闸瓦抱死，车轮停止滚动而沿着钢轨滑动，反而大大降低制动效果。为增大制动效果，减少制动距离，可以在矿用架线机车上采用电磁轨道制动器，即电磁滑靴。如图1．3所示，当电磁滑靴处

5、于非工作状态时，电磁滑靴靠弹簧力悬挂于车底，且由前后挡板挡着，滑靴可在档板的滑槽中上下滑动。工作时，司机可通过操作室制动器给线圈通电，由于磁通及磁路的作用，使滑靴及铁轨之间产生吸力。随着滑靴与轨道之间的距离靠近，吸力增大，吸合时达到最大值，此吸力乘以摩擦力系数即为电磁制动力，停止制动时，断电吸力消失，弹簧使滑靴回位。32145671一铁轨；2一滑靴；3一档板；4一车底；5一弹簧；6一线圈；7一铁芯图1．3电磁滑靴Fig．1-3electromagnetismsmoothequipment1．3课题研究的目的矿机车到达弯道和岔道时，系统能自动给矿机车司机提供弯道、岔道识别提示装置，并且

6、当矿机车遇红灯信号时，能在40米内完全刹车；在刹车过程中红灯信号转换为绿灯时，机车由刹车状态自动转换为通行状态。矿机车启动温度过高时，机车能自动拉弓断电。设计能实现上述功能的智能刹车系统，此系统用一套气动系统来完成。1．4研究内容通过对现有的刹车系统的比较分析，确定一套比较理想的智能刹车系统方案；围绕这套刹车系统，进行力学分析、确定出主要的元器件，进行气路的分析和计算；设计单片机控制系统，主要包括：位置传感器检测电路、主机控制电路、声音提示电路、温控系统电路。6山东科技大学硕士学位论文方案选择及总体方案2．1方案选择2方案选择及总体方案第一章介绍的机车各种制动方法中，机械手动刹车是一

7、种比较传统的制动方法，制动空行程时间长约6s左右，制动力差，在额定速度、重车下坡实行紧急制动时，制动距离无法达到煤矿安全规程40m的要求。而电气制动(即能耗制动)无法瞬时将制动力提高，只能用于机车的减速制动。电磁滑靴存在的问题是：一旦电源中断，电磁滑靴就失去作用；对轨道条件要求较高；对于老机车改造来说车底空间小，无法安装较大的电磁滑靴，因而使用时必须与机械制动联合使用。综上所述，本课题选用气动刹车。气动刹车是一种新型的刹车系统，它具有制动力大，制动距离短，