一种新型蓄电池单轨吊在煤矿中的应用.pdf

2017年第2期
煤矿机电
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许进,倪春明.一种新型蓄电池单轨吊在煤矿中的应用[J].煤矿机电,2017(2):87-89.doi:10.16545/j.cnki.
cmet.2017.02.027
种新型蓄电池单轨吊在煤矿中的应用
许进,倪春明2
(1.捷克Feri有限公司北京代表处,北京100005;:2.中国煤炭科工集团上海有限公司,上海201401)
摘要:针对目前国内煤矿使用的蓄电池单轨吊存在续航能力不足、充电次数受限制、无效载荷
过大、通应坡度小及安全性低等缺点,研发了一种DLZA9OF型蓄电池单轨吊。重点介绍了单轨吊
的解决方案、设计与选型。该单轨吊已在煤矿使用,取得了良好的效果。
关键词:蓄电池单轨吊;自动充电功能;临界电压自动调节;适应坡度
中图分类号:TD527
文献标识码:B文章编号:1001-(0874(2017)02-0087-03
Application of a New Type of Storage Battery
Monorail Crane in Coal Mine
u Jin, Ni Chunming
( 1. Beijing Representative Office of Czech Ferrit Co., Ltd, Beijing 100005, China;
2. CCTEG Shanghai Co, Ltd, Shanghai 201401, China)
Abstract: According to the current domestic coal use battery monorail has endurance ability insufficiency, the
limit to the number of charge, invalid load is too large, adapt to the small slope and low safety defects, developee
the storage battery monorail crane DIZA90F. Focus on solutions, design and selection. The monorail crane is used
in coal mine, and achieved good results
Keywords storage battery monorail crane; automatic charging function; critical voltage automatic regulation;
adaptive slope
质安全型的蓄电池的充电次数超过800次时,最大
0引言
充电容量就为原先的80%以下,此时需要更换新的
单轨吊设备分为牵引式和自驱型两种。个蓄电池。
引式主要指的是绳牵引单轨吊,此种设备是介于无
3)无效载荷过大。目前使用蓄电池单轨吊多
极绳牽引绞车和自驱型单轨吊之间的过渡性产品,为铅酸型蓄电池,一般自重至少在6t以上,这就导
由于其安全性等问题突出,在国内应用很少。自驱致单轨吊机车的无效载荷增大,增加了单轨吊设备
型单轨吊主要分为柴油机单轨吊、蓄电池单轨吊、气的整体负载程度。
动单轨吊和拖缆式电动单轨吊。其中蓄电池单轨吊
4)适应坡度小。由于铅酸型蓄电池中装有大
因自身缺陷,使用比率较低,其主要原因为:
量的酸性液体,当电池箱倾斜角度过大时,则会导致
1)续航能力不足。主要是电源装置的蓄电池酸液外泄,不仅会腐蚀电池的钢质防爆外壳,而且酸
容量有限4,一般使用时间超过约5~6h就必须液腐蚀防爆外壳的过程会发生化学反应产生氢气
再次充电7b以上,故要保证一台蓄电池单轨吊连(H2),使安全性能更得不到保障,为此,规定蓄电池
续不断地运行两个班,即16h以上,则需要增加蓄单轨吊的最大适应角度一般不大于16°。
电池,无形中增加了运行成本。
5)充放电过程安全性低。铅酸型蓄电池在充
2)充电次数的限制。一般防爆型或防爆兼本电及放电过程中,极易产生氢气(H2),故《煤矿安全
万方数
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规程》明确指出,蓄电池设备必须由专用的充电硐
5)使用过程噪声低,无有害气体污染。在地下
室,且要求通风良好等严格规定。同时,设备要求只矿山巷道狭小工作环境中,无形中对井下作业的矿
能在大巷等宽阔通风的地段使用,在工作面顺槽等工进行了安全防护。
地段,则严禁使用蓄电池设备,这使得蓄电池单轨吊
2设计与选型
的使用地域受限
为此,经反复分析研究, Ferrit公司研制了一种
根据自驱型单轨吊受力分析:
新型蓄电池单轨吊。
额定牵引力F。为:
F。=F+F+F、+F
1新型蓄电池单轨吊方案
0
F为单轨吊机车和负载共同受到的下滑力:
)具有自动充电功能。针对蓄电池单轨吊续
F=(G1+C2)?sina
2
航能力不够的情况,研发了具有自动充电功能的式中,G为机车载重;G2为单轨吊系统最大载重;a
DLZA90F型蓄电池单轨吊。在运行进程中,它可以为机车运行过程中的最大坡度。
实现在行进路线坡度大于等于0时(即水平及上坡
为单轨吊机车和负载受到惯性力:
时),整个单轨吊的驱动及控制系统从电池箱提取
=(G1+G2)?y:a
(3
能量;而当行进路线坡度小于0°时(即下坡时),驱式中,y为惯性系数;a为机车运行加速度;重载时,
动系统则由提取能量改为给予能量,返回至电池箱,取0.015m/s2,空载时,取0.3m/s2。
这将使电池一次充电的最长使用时间大大提高。在
y
(4
坡度起伏比较多的运行路线中,表现尤为突出。
R-G
1500次充放电过程,且电池总容量保证在80%以为承载轮半径,m;G.为承载物体质g。2;R
2)增加充电次数。采用先进的技术,可保证式中,为每个承载轮对其轴的转动惯量,kg·m2;R
上,这比一般蓄电池的充放电的次数增加一倍。同
F为单轨吊机车和负载共同受到的摩擦阻力:
时,还拥有一项特殊技术,可使旧蓄电池经过修理再
F6=(G,+G2)?cosa·从
(5
次达到容量满值。
式中,以为摩擦因数,为常量,取0.032。
3)适应坡度大。可保证单轨吊在30°以下的坡
驱动轮自身阻力F计算公式:
度运行,不会出现酸液外泄等现象。
4)利用临界电压自动调节设计。针对单轨吊式中、n为阻力系数;Fm为液压马达传动阻力,为常
蓄电池充放电过程中释放氢气的问题,采用了临界量;i为驱动组数量。
电压自动调节设计。根据蓄电池的特性,当其充放
根据式(1)~式(6),可得出牵引力Fo:
电的电压和温度超过一定值时,会释放氢气,而蓄电
o=(G1+C2)?sina+(G1+G2)?
池单轨吊在电压接近临界值时,采用自动降低车速
y?a+2?fan
+(C1
等措施,使得电池电压迅速降低下来,保证其不会出
COsQ“
现危险。
简化后得出:
Q=(G1+G2)?(sina+y?a+
cosa?)+2?fn?F
(8
这就是说,单轨吊系统在最大载重(2的作用
下,运行在最大坡度的情况下,所需要的最