矿用卡车底盘检修专用多功能车

2021-03-18卢浩博

机械工程与自动化 2021年1期

张磊，卢浩博

(神华宝日希勒能源有限公司，内蒙古呼伦贝尔 021000)

0 引言

目前，在对矿用卡车更换大型零部件时，由于缺少专用设备，只能通过人力或借助简单的维修工具进行拆卸、吊装，维修效率低下。同时由于空间受限，人和部件在狭小的空间内容易刮碰、挤压，存在较大的安全隐患。针对以上问题，研发了矿用卡车底盘检修专用多功能车，主要用于矿用卡车轮边减速器、前后轮毂、变速箱底护板等大型零件的拆装作业。

1 技术方案

专用多功能车整体结构如图1所示，主要包括液压系统、车身系统、麦轮驱动系统、车载控制系统、护顶架、起升系统等。其设计和工作原理如下：

图1 专用多功能车整体结构

(1) 应用前移式叉车，具有万向行走功能；采用细微调节各位置的移动底盘来精准定位，便于大型零件拆装时螺栓、齿轮等对位安装。

(2) 根据矿用卡车轮边减速器、前后轮毂、变速箱底护板等大型零件的尺寸、重量、拆装流程等设计制造专用工装，配合前移式叉车使用[1]。

1.1 车辆组成

矿用卡车底盘检修专用多功能车主要是应用前移式叉车和底盘拆装专用工装对车辆底盘的大型部件进行检修和拆装。由于兼顾传动、安全及高效等各方面因素，将该多功能车设计为由负责传动及防护的结构件和负责控制整车的车载控制系统等共同组成的高效机械设备[2]。

1.1.1 主要结构件

(1) 轮组。全向行走总成采用一台伺服驱动器驱动1只全向轮的四轮驱动方式。它具体由全向轮、联轴器、减速机、伺服电机、摇摆桥悬挂装置等组成。

(2) 动力总成。每组轮组均由一台伺服电机配套一台精密行星减速机组成。

(3) 车架总成。全向车车架总成采用板材焊接式结构，车架采用优质钢板一体化焊接作为主结构。车身外壳进行防护处理和表面涂装，外形美观。

(4) 起升装置。采用液压起升，由专用型材制作的高强度门架安全可靠、承载力大、变形小，且配有标准货叉，满足托盘搬运及提升要求[3]。

(5) 电池系统的布置。全向车上安装了定制的铅酸电池，布置在车体的后部，为全向车运行提供动力。

(6) 外围覆盖件。外围覆盖件采用工程塑料ABS，强度高，韧性强，外形美观。

(7) 吊装。整车配有吊装孔，方便车辆搬运。

(8) 护顶架。驾驶位上方设置有安全护栏，防止货物掉落砸伤操作人员。

1.1.2 控制部分

(1) 控制系统。整车控制系统分为三层结构：第一层为主控系统，协调处理各子系统反馈的数据并向相应的子系统发出控制指令；第二层为子系统，包括6个子系统；第三层为驱动层，主要由伺服驱动器和电机组成，用来控制车体4个车轮的转速及转向[4]。

(2) 控制面板。控制面板包括显示屏和启动区。显示屏显示电量、速度等主要参数，启动区包括电源开关、急停按钮、控制手柄。另外还有遥控器模块，在无线手持遥控器上设有摇杆和手轮切换开关，控制车辆工作。

1.2 多功能车基本功能

矿用卡车底盘检修专用多功能车的基本功能如下：

(1) 驾驶位上方设置有安全护栏，防止货物掉落砸伤操作人员。

(2) 配置激光避障功能、多色工作指示灯，安全可靠。

(3) 配置充电器，蓄电池为48/460 V/Ah，充满电满载工作续航时间大于3 h。

(4) 全向移动功能：该设备可实现二维平面内任意方向的移动功能，包括直行、横行、斜行、任意曲线移动、小回转半径转向等全向移动形式。车轮转弯不损伤地面，不会在地面留下轮胎的摩擦痕迹。

(5) 安全保护功能：车辆配置护顶架、反光镜、后射灯、警示灯、运行提示音等安全设备，护顶架能保护司机，防落物伤害，反光镜能帮助司机运行车辆时了解车辆周边状况，后射灯射向地面，能对周边靠近车辆人员起到提醒作用。

(6) 过沟坎能力：车轮结实耐用，承载能力强，不损伤地面，运行时能够越过高度差为10 mm的障碍，能通过20 mm宽的沟槽。

(7) 报警功能：设备运行时有声光警示，并设有系统故障诊断。

(8) 状态显示功能：在设备控制面板显示屏上实现设备状态显示，并可显示故障信息。

2 工作模式

该多功能车主要包括轮边减速器以及前后轮毂的工装两种工作模式。

2.1 轮边减速器工装

在拆装轮边减速器时，其工装结构如图2所示。轮边减速器工装载重量最小为1 000 kg，底部设计插槽与OMV叉车货叉连接，每个插槽上设置2个顶紧螺栓。轮边减速器工装上部安装两个轴承，工装可自由旋转，便于工装与轮边减速器连接以及轮边减速器安装时对齿，连接螺栓至少8个。工装旋转部分需一体成型，以保证强度[5]。