蓄电池电机车制动系统改造与应用

蓄电池电机车制动系统改造与应用

郎茂俊

中煤第七十一工程处有限责任公司安徽省23400

摘要：针对长期以来电机车手轮制动系统存在问题，将碟刹式脚刹制动装置应用于电机车上。以（马坑矿业股份有限公司）中煤七十一处马坑项目部技术改造为例。阐述了原有电机车的问题、改造思路及实施的过程。应用实践表明，蓄电池电机车的制动性能从根本上改善，达到了节能降耗和安全运行的目的。

关键词：蓄电池电机车制动系统碟刹式脚刹制动

矿用蓄电池电机主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输。矿井电机车按动力源分为蓄电池驱动和架线式驱动两种，由于架线式电机车依赖沿途架线供电驱动，实际使用不太灵活，无法完全满足复杂的矿井运输环境要求，因此蓄电池电机车作为主要的矿井运输工具，其能够可靠有效的运行，对整个矿井的生产效率都有着重要影响。而矿井蓄电池电机车长期以来采用手轮机械制动，司机旋转手轮制动时间缓慢，常常会失去制动效果。同时闸瓦制动时对车轮的磨损相当严重，司机为了实现制动避免事故通常采用反向制动，反向制动必然加大电机车的机械部分和电器维护量以及浪费大量的电能，增加维修成本且安全性能差，很容易出现遇到障碍物来不及制动而出现事故。针对目前矿井蓄电池电机车的使用现状，将手轮制动系统改为碟刹式脚刹制动极为重要。

一、成果思路

为了防止解决此问题本人采用盘式钳制动，将电机车二级齿轮传动轴加长，制动装置安装在加长的轴上，通过制动盘来控制电机车的运行。

二、设计制作：

1、将蓄电池电机车减速箱拆下解体，清洗干净齿轮传动轴，测绘出二级传动齿轮轴的数据尺寸及加工精度，

2、根据蓄电池电机车安装尺寸空间测绘出最大安装空间。

3、根据已测绘的安装参数选型碟刹制动分泵和总泵总成系统。本制动系统采用的是五菱之光BIAEBA（63712B）

4、根据已选型的制动系统测绘出加工安装制动器支架。

5、根据已加工完的制动支架计算测绘出蓄电池电机车减速箱

二级传动轴的加工长度，加工出轴后即可装配。

图一减速箱结构

1、轴承盖2、油封罩3、轴承4、止退垫圈5、圆螺母6、半联轴器7、油封8、垫片9、轴承套10、主动锥齿轮11、轴承12、轴承13、轴承套14、调节螺栓15、内盖

16、止退垫片17、小正齿轮18、轮芯19、从动齿轮20、轴21、制动转轴22、轴承23、轴承套24、制动盘

三、减速箱的装配和调整

减速箱内部结构见图一，

1、当更换其中零件后进行装配调整时可按下述步骤进行。

a）将从动锥齿轮19装在轮心18上，用螺栓紧固后，用止动垫圈将螺母锁住（轮心与轴20为静配合联结）将轴承12的内圆热套在转轴20上。

b）把调节螺栓14旋进轴承套13中，放入内盖15后将轴承12的外圆压入到轴承套13中。

c）把装好的转轴，从上箱的开口处送进，再将装好的轴承套13从两边轻轻打入轴孔内，将转轴托住，并用螺栓把轴承套13紧固在箱体上，调整调节螺栓14，使轴承12处于预紧状态，其松紧程度以在转轴上施加轴向力无窜动，能灵活转动为适宜。

d）把轴承11的内圆热套到主动锥齿轮10上，并用挡圆21将其固定。再将轴承3的一外圆压入轴承套9内，抵紧凸边。

e）将轴承套9套在主动锥齿轮上后把轴承3的内圆热套在主动锥齿轮轴上，而后将轴承3的另一个外圈压入，用轴承盖1抵紧。用螺栓把轴承套9和轴承盖1紧固，通过对其间加减垫片8调整轴承3的松紧度，使达到在轴上施加轴向力无窜动，并能灵活转动为适宜。此后将油封罩2油封7装入，将半联轴器6装入，用止退垫圈4和圆螺母5锁紧，并应注意使轴承盖1和轴承套9的回油缺口均位于下方。

f）把装配好的主动锥齿轮10和轴承套9加垫片8若干。装入减速箱上壳，至此减速箱装配及轴承间隙调整已经完成。使轴承在无载荷时处微预紧状态。当受力后，在一个轴承上会出现很小的轴向间隙，此预留轴向间隙具有更好的支承刚度，提高轴承寿命，但预紧量不宜过大，否则会引起发热和降低轴承寿命。

2、螺旋锥齿轮啮合性能的调整。

a）首先调整齿侧间隙，为此同时转动转轴20两端的调节螺栓14（使已调整好的轴承间隙保持原状）使转轴20沿其轴向移动，使齿侧间隙达到0.15~0.40mm，即把丝表的触头垂直地压在大齿轮的大端齿面上，固定小齿轮，然后摆动大齿轮，丝表指针的摆动范围即为齿轮的齿侧间隙。

b）侧隙调好后，在主动锥齿轮齿面上涂以机油调合的红丹粉薄层，然后转动数十转，观察齿面上的接触斑点，良好的接触斑点区域应位于齿高中部略偏小端，当接触区域不合要求时，应加以调整，主动锥齿轮10的移动可用增减垫片8达到，从动锥齿轮移动，可同时旋转调节螺栓14达到。全部调整好之后要用止退垫片16将调节螺栓14锁住。

上述步骤完成后，可用煤油清洗干净，把上箱和下箱抱合于轮对上，用螺栓紧固。应注意使用轴承盖的回油缺口，位于下方，把托架和下箱联结好，装电机于托架上，调整好联轴器间隙和同心度，装好联轴器，走行装置装配完毕。减速箱拆卸可依上述装配过程相反顺序进行。

四、工作原理

脚踩制动踏板，通过活动杆直接挤压油泵，使油泵中的油通过高压输油管传至制动钳，迫使制动钳上的制动块动作，夹住装在减速机二轴上的制动盘，从而使电机车停止运转，达到制动电机车的作用。

1、电机机车的制动

a）须使机车停止时，应先将主手柄退回零位，脚踩制动踏板，逐渐加大踩踏力度使机车停止，停止后将手刹拉上。

b）当制动时如用力太猛，会出现紧急制动现象，此时制动加速对车轮的磨损。c）司机在操纵机车运行时，应根据线路坡度，牵引重量和需要的停车距离，很好地控制机车的速度，以保证安全，可靠地使机车停止。当机车未停止时，不允许转动反向手柄。

d）列车制动距离每年至少要测量一次，其制动距离应符合《煤矿安全规程》的要求。

e）警告！除紧急情况外，严禁采用牵引电动机反转（打倒车）来刹车，因为这样会严重损坏牵引电动机并使机车的传动部分受到很大的冲击，以致损坏。

2、液压制动的维护：

a.应经常清除泥污，应定期检查所有紧固零件情况，如有松动应及时紧固。

b.制动闸瓦磨损至一定厚度时，即应更换新闸瓦。

液压制动系统排气的操作：

a.擦净主油缸的加油口，清洗制动总泵。

b.从距离主缸最远的一个轮缸开始，旋松轮缸外面放气螺钉的帽盖，用一带有橡皮管的特制接头旋入，橡皮管另一段放入盛放制动液的容器中

（排出后的制动液不可重复使用）。

c.驾驶室内一人连续踏下制动踏板数次，当感到踏板不能踏下时，用力撑住踏板不放。

d.另一人拧松放气螺钉1/2~3/4圈，管路中空气随制动液顺着胶管排出制动系统，排出空气后再将放气螺钉拧紧，旋紧放气螺钉后再放松踏板。

e.重复上述步骤多次，直至容器中制动液里无气泡为止。

f.在连续踩、放制动踏板时，同时向制动总泵加注制动液至规定液面高度。

g.拧紧放气螺钉，拆下橡皮管接头，将放气螺钉帽塞盖旋紧。

五、安全效益

1、事故维修率明显降低，维修量大幅度降低，有效降低了职工的劳动强度。

2、提高了电机车的制动控制能力，并且提高了整体机车的安全性能。

3、司机操作环境得到改善。保证了操作人员的安全。

4、从根本上消除因环境而造成的制动失效的安全隐患，克服了闸瓦制动时对车轮的磨损。

结束语

传统蓄电池电机车制动系统，实现蓄电池电机车从手轮机械制动向碟刹式脚刹液压制动的转变，蓄电池电机车的制动性能从根本上改善，实现了节能降耗和安全可靠运行，同时给大巷运输带来了较好的安全效益，具有较大的使用和推广价值。蓄电池电机车将手轮机械制动改为碟刹式脚刹液压制动，是矿井运输设备系统今后的发展趋势。