WC5E防爆运输车启动及安全保护技术的研究

2014-12-31方晋晋左开红朱殿瑞

机械工程与自动化 2014年2期

关键词：储气罐胶轮运输车

方晋晋，左开红，朱殿瑞

（1.潞安集团蒲县宇鑫煤业有限公司，山西临汾 041208；2.太原重型机械集团有限公司轧钢设备分公司，山西太原 030024）

0 引言

防爆运输车因其能在高瓦斯、高煤尘的恶劣环境中工作而被许多煤矿所采用。防爆运输车上的发动机在遇到紧急情况时应能够立即停止工作并及时报警，不引燃周围爆炸性气体。因此，运输车必须具备高可靠性的安保系统，以保证矿井的安全。

1 防爆运输车的模型及气启动系统工作原理

在UG中通过建立草图、镜像等命令，按照WC5E防爆运输车的图纸建立其简易外观模型，见图1［1，2］。

图1 WC5E防爆运输车外观模型

气启动系统主要由空气压缩机、储气罐、气启动马达、控制阀及管路组成，如图2所示［3］。启动时，打开气源总开关4，将拨动阀10拨到左位，观察气压表19显示储气罐内的气压是否达到0.7MPa，如果小于0.7MPa，则需要外接充气。打开电源开关，系统进行自检后，隔爆电磁换向阀11的电磁铁得电换向到右位，储气罐3中的压缩空气经总开关阀4、过滤器9、拨动阀10、电磁阀11打开燃油控制缸12和风门气缸13；接着按下启动阀15，压缩空气进入气启动马达16的入口，推动气启动马达的驱动小齿轮与柴油机的飞轮齿轮圈啮合。这时，从气启动马达16的控制出口出来的气流进入气启动马达控制阀17的控制口，使该阀移至上阀位状态，这样从储气罐3来的高压大流量压缩空气经过滤器18、气启动马达控制阀17流向气启动马达，使之高速旋转，通过相啮合的齿轮副，带动柴油机飞轮旋转，启动发动机。发动机工作后，带动空气压缩机8工作，压缩空气经调压阀7、单向阀6给储气罐3供气。储气罐内压缩空气压力不能超过安全阀5的调定值，以保护储气罐工作的可靠性。

图2 气启动系统工作原理

2 气启动系统主要元部件的选取及装配

在防爆柴油机无轨胶轮车气启动系统元部件的设计选型中，最主要的是气启动马达与防爆车辆用防爆柴油机的匹配计算及在整车布置中的实际选型。另外还要对与启动次数相匹配的储气罐容积进行计算。

2.1 气启动马达选配要求

因涡轮式气启动马达性能良好，维护时间少，所以在气启动马达的选配中，选用涡轮式气启动马达。

在选择具有防爆性能的气启动马达时，需注意以下几点：①参照各气启动马达生产厂家提供的产品样本中推荐适用柴油机排量进行初步选型；②由于防爆车在井下工作，其体积必然受到制约，因此设计的运输车结构必须紧凑，气缸的体积不能太大；③应考虑马达的外形尺寸，确保给气启动马达的安装有足够的空间，且不与其他元件产生干涉。

2.2 储气罐选配要求

储气缸的选配应满足：①容积应保证气动马达启动2～3次；②结构紧凑，与车体空间位置装配合理。

2.3 气启动系统的装配

为保证气启动系统工作的可靠性，对元部件及管路布置提出了一定的要求。其主要元部件连接管路如图3所示。

图3 主要元部件连接管路图

在进行管路布置安装前，对以下几点进行确认：①确保驱动小齿轮齿形、直径、齿数正确；②进入马达的气源应用通径不小于Φ25mm的管路连接；③确保马达安装法兰与飞轮法兰安装正确，不能承受其他外力；④确保安装管路及接头清洁，无杂质。

另外，在连接管路时应注意：①在延迟阀8前安装了精度为100μm的“Y”形过滤器10，从而保证储气罐3内的杂质不进入延迟阀8和气启动马达4；②一旦系统压力下降，应使用肥皂水或相近的溶剂检查管路；③将启动按钮阀安装到驾驶室的仪表板上，控制管路12用不小于通径Φ6mm的管路连接；④马达安装好后，马达到启动按钮阀、延迟阀之间的控制管路使用通径为Φ6mm的管路。