单轨吊简介教学文稿

1、第一章 单轨吊的发展与应用前景 第一节、单轨吊的发展历史及现状 、传统的运输方式的优缺点分析。 目前，我国大多数煤矿的采掘工作面的辅助运输广泛采用小绞车(回柱机)对拉、接力运输方 式，这种运输方式运输能力低，运输环节多，占用设备多，占用人员多，需要铺设大量的中间车场， 安全隐患大，成为制约矿井安全和机械化发展的老大难问题。近几年来，推广了卡轨车(梭车)运 输，对于解决上述问题发挥了重要作用，特 别是对于掘进肝石运输效果更为突出。但是卡轨车对巷道 长度、坡度和弯道、轨道、变形等条件的要求比较严格。随着煤矿开采深度的加大，巷道变形严 重，大大限制了卡轨车运输方式的推广应用。下面就两种运输方式进行分

2、析。 (一)、小绞车运输 1、用途：目前我矿绝大多数是采用小绞车运输方式，主要用于采区顺槽掘进肝 石、物料和综采 设备的运输。 2、存在突出问题 (1 )、运输能力低。由于多部小绞车运输环节多，大量时间消耗在人工多次倒车、连车和摘 挂钩上，而且小绞车本身速度不快(25KW绞车为1.086m/s,40kw绞车为 1.305m/s),因此运输能力低，是目前影响运输效率提高的矢键因素。 (2) 、运输环节多，占用人员多，效率低，劳动强度大。因小绞车的最大运输距离不超过 400m当运距大于400m以后，至少需要4台小绞车，各小绞车需配备司机，各车场需设把钩工， 造成采掘巷道需要安排大量人员从事辅助运输

3、工作，效率十分低下。 (3) 、占用设备多。需占用大量的小绞车，开矢电缆及各种小型电器，增加了安装和维护工 作量。 (4) 、轨道系统复杂，受巷道变形影响严重，维护量大。 (5) 、需要增加大量的中间车场。为保证行人安全方便，各类车场需加大断面，这样既 浪费材料又费时费工，同时还增加了排肝量，不利于巷道支护。 (6) 、安全隐患大。由于小绞车的使用环境差，造成小绞车排绳乱，钢丝绳损坏严重，易造 成断绳和空绳跑车。各车场频繁摘挂钩，易造成跑车和矿车挤人。这给管理带来了很大的难度。 (-)、卡轨车(梭车) 1、用途。 (1) 、用于综采工作面。实现综采支架的运输，物殳备的运输等。 (2) 、用于综

4、掘工作面。与底卸式矿车配合使用，实现卡轨车跟综掘机，完成综掘煤和物料设 备的运输。 2、优点 (D、解决了掘进工作面的排肝和支护材料运送的问题，大大减少了小绞车数量，提高了运 输效率。 (2) 、解决了采煤工作面的综采设备和支护材料等的运送问题，大大减少了小绞 车数量，提高了运输效率。 (3) 运输距离长，运输环节少，设备和人员占用少，运输能力和效率高，经济效益显著。 (4) 、安全环境得到改善，安全性大大提高。 3、缺点(1)、对巷道条件要求较高。 (2) 、受运输距离的限制。平巷使用运距最长2200m,采区变坡轨道平巷运输距 离最长1100米。 (3) 、钢丝绳提升的本身特点限制。由于采用

5、钢丝绳运输，一部卡轨车只能在一条巷道内 使用，不能同时服务于多条巷道。 (4) 、仍然存在一些安全问题。由于卡轨车采用轨道运输，人员一般情况下不能跟车，巷 道中行人难以控制，压绳轮易发生脱绳等现象，难以实现运输过程中的全过 程控制。 (5) 、轨道系统复杂，受巷道变形影响严重，维护量大。 二、改变传统运输方式的思路。 近年来，我国煤矿开采技术有了很大的发展，采掘机械化程度已接近世界发达国家的先进水平，但 矿井全员效率却很低，与国外先进产煤国家相比差距很大。综采矿井每采百万吨煤，需辅助运输用 工800-1200人班，是先进国家的710倍，因此，当我们进入新世纪的时候，我国煤炭工业面临 的一项很重

6、要的任务，就是采用高新技术，加速实现我国煤矿辅助运输现代化。单轨吊运输作为一 种新的运输方式，克服了卡轨车运输条件限制，实现多条巷道连通使用，可以在多弯道、多起伏的巷 道中应用，灵活性和适应性都较强。推广和应用单轨吊运输，对改善运输环境、提高运输效率、保证 运输安全具有重要的现实意义。 (-)、国外单轨吊运输运输状况。 1、早在50、60年代，世界上一些主要采煤国家就开始着手解决本国煤矿井下辅助运输机械化 的问题，并重点对单轨吊进行了研发。到70、80年代，单轨吊运输成为西方一些国家的主要辅助运 输装备，并产生了巨大的经济效益和安全效益。单轨吊是目前国外煤矿实用的主要高效辅助运输设 备，按牵引

7、动力分，有钢丝绳牵引、柴油机、蓄电池三大类。与传统的辅助运输设备相比，这些设 备在技术特性、运输效率和安全性能方面都具有许多明显的优点，如：1）运行安全可靠，不跑车， 不掉道。2）爬坡能力强，能在起伏坡度较大和弯道道岔较多情况下运行。3）牵引力大，能实现 重型物料如重型液压支架的整体搬运。4）运行速度快。5）能实现远距离连续运输。6）有比较完 整的配套设备和运输车辆，可实现装卸作业机械化。由于具有这些特点，单轨吊发展很快。在德国鲁 尔矿区以单轨吊为主，占95%，捷克则全部用单轨吊，在西欧、东欧和俄罗斯煤矿辅助运输主要使 用单轨吊。 2、目前，世界上单轨吊生产企业比较出名的有德国的沙尔夫公司和捷

8、克的Ferrit公司两家，德 国的沙尔夫公司有50年的单轨吊研发史，Ferrit公司有20年的研发史，这些公司主要生产柴油机 车。 （二）、国内单轨吊发展状况。 1、近几年来，随着煤矿经济效益的提高，国家对煤矿管理的重点转移到安全管理上来，针对辅 助运输用人多、环节多、事故多的实际情况，我国开始从国外引进柴油机单轨吊。最早在璐安矿务局 的漳村矿和常村矿使用，改变了辅助运输安全状况差、效益低的被动局面，在全国开了个好头。 2003年开始，潞安矿务局漳村矿、常村矿、屯留矿、王庄矿、潞宁矿、麦捷矿；霍州煤电的辛置 矿、李雅庄矿、lLi浪矿、木瓜矿及沈煤集团所属矿等相继投用了单轨吊。单轨吊的使用实践证

9、明，单 轨吊具有安全性高、运输效率高、占用人员少的特点，是一种适合我国煤矿特点的本质安全型辅助 运输设备。 2、国内使用的单轨吊型号主要有国产蓄电池电牵引机车和柴油机动力机车 （1）、国内单轨吊的生产情况。目前，我国生产单轨吊的厂家只有两家，即太原 矿lLi机器集团 电气发展有限公司和lLi东立业机械装备有限公司，国内单轨吊主要停留在蓄电池动力的电牵引机车， 目前我公司取得生产许可的主要有DX27、DX40、DX60、DX80 DX100五种型号，柴油机车的 研发电气公司正在进行中。 （2）、进口单轨吊主要有德国沙尔夫、德国贝克及捷克芬瑞特。 第二节、单轨吊是适应我国煤矿特色的辅助运输设备。

10、单轨吊作为煤矿的一种辅助运输设备，具有安全性强、驱动力大、适应性强、经济效益可观的优 点，是适应我国大多数煤矿的辅助运输设备。 、单轨吊对巷道的适应性强 1、单轨吊作为一种辅助运输装备，对巷道坡度适用性比较强。电牵引机车运输坡度达15，柴 油机车运输坡度大达到24对巷道的水平曲线半径可达到4m,竖曲线半径达达到10m,可应用于在 一般平巷、斜巷、采区变坡轨道平巷、大巷等多种巷 道中，具有较强的适应性。 2、 单轨吊需要的巷道宽度比较小，电牵引机车设备最宽仅1m,柴油机车最宽 1.2m,该装备不象地归运输那样对巷道安全间隙要求那么严格，巷道宽度很易满足要求。 3、 单轨吊对巷道高度不高，运输综采

11、支架时，巷道高度为支架最低高度加1 -3米 就能够满足要求。 4、巷道的支护条件。可以采用锚杆支护巷道、架棚巷道等。适应性较强。 二、单轨吊用途较广 单轨吊作为一种比较理想的辅助运输装备，用途比较广泛，可以在多种条件下运输多种设备材 料和物料等。 1、从运输种类上看，单轨吊既可以运输采掘工作面各科1物料、设备，又可以挂上人车作辅助运 人使用。 2、 从使用形式上来看，单轨吊既可以作为综掘机跟皮带的辅助后配套用，又可以用来运输安 装撤出期间的材料设备，还可以在工作面正常生产期间的物料供应三、单轨吊的驱动力变化范围大， 运输能力大 单轨吊有多种驱动力的形式，驱动力可由27kN到120kN,可运载2

12、4吨以下的 重物，在国内的轨道运输的辅助运输设备中属运输能力最大的。例如，太矿电器发展有限公司公司生 产的DX80机车一次可运输6吨的集装箱3个，也可以一次运输24吨的综采液压支架1架。大的 运输能力和驱动力的特点，是比较适合我国煤矿的特点的。 四、单轨吊运输具有网络化的优势，可充分节省运输资源。 在斜巷中使用的辅助运输装备，如卡轨车、小绞车、梭车等，大都是在固定地点使用，一部设 备只能服务于一条巷道或巷道的一段，一个采区多个采煤工作面和掘进工作面，需要布置多台设备， 方能保证辅助运输的需要。使用单轨吊运输，各 巷道之间的单轨吊轨道线路可以通过道岔、弯道等联 成一体，形成一整套单轨吊网络系统，

13、一部单轨机车可以服务于多条巷道多个工作面，也可以多部机 车服务于一条巷道集中进行运输完成运输量较大的运输任务。 五、单轨吊具有良好的经济和社会效益。 1、从轨道来看，轨道一般选用22kg/m轨道，需要双股道布置，加上道钉、鱼尾夹板、轨枕 等，需用大量材料。而单轨吊轨道系统，需要一股道，重量不大于25kg/m，除吊挂链和吊挂锚杆 外，不需要其它物料，相对地轨材料比较省。 2、从采煤工作面的生产接续来看，使用单轨吊运输安装撤除一个1 00架轻型支架的综采工作 面需要14天左右的时间，而使用地轨运输需要30天左右的时间，可提前16天，每次可节省一 个面装备17天的设备租赁费。 3、从使用人员来看，使

14、用传统的小绞车运输方式每条巷道布置多部绞车，每部绞车需一名司 机和一名信号把钩工，占用大量人员。而单轨吊运输，多条巷道只须安 排一名单轨吊司机和一名把 钩工便能够解决所有问题。可见，单轨吊运输可节省大量的劳动力，减少工资支出，也有利于安全管 理。 居于以上分析，应该说单轨吊是一种适合我国大多数煤矿条件的辅助运输设备，推广前景广阔。 第二章单轨机车应用设计与与选型计算 第一节、单轨吊的种类及技术参数介绍 按照单轨吊的牵引动力分，单轨吊可分为三类，分别是钢丝绳牵引单轨吊、蓄电池动力牵引 的单轨机车、柴油机动力牵引的单轨机车，下面分别介绍各类机车的特点。 1、钢丝绳牵引单轨吊。这类单轨吊，以卡轨车或

15、小绞车为动力牵引单轨吊装置，并在巷道中 敷设轨道系统，钢丝绳通过导向轮和滑轮导向，钢丝绳牵引单轨吊在轨道 上行走，运输携带的重 物。钢丝绳牵引单轨吊优缺点分析如下： (1) 、优点分析 A、初次投费用低。使用卡轨车或较大功率梭车一次性投资少。 B、无污染，低能耗。 (2) 、缺点 A、牵引力小。由于卡轨车和梭车的牵引力有限，决定了钢丝绳牵引的单轨吊机 车牵引力受 限。 影响效率。 B、摩擦阻力大。由于钢丝绳需要在整条巷道内牵引导致摩擦阻力大， C、不安全因素多。钢丝绳牵引单轨吊还是没有摆脱钢丝绳，易出现断绳等不安全因素。 D 套单轨吊只能适应一个地点，不能够移动使用，设备使用效率低。由于钢丝绳

16、牵引单轨吊存 在以上缺点，故推广意义不大，不提倡使用该单轨吊。2、防暴蓄电池牵引单轨吊机车。防爆蓄电池 单轨吊车是一种行驶于悬吊单轨系统的电牵引单轨吊车，蓄电池装置是单轨吊车的总动力源，通过 逆变器将直流电逆变为三相交流电，供给行走电机和液压站电机。电牵引单轨吊车有两套逆变器， 即行走 电机逆变器和油泵电机逆变器，均装于控制梁的防爆电控箱内，分别控制行走电机和 液压站 油泵电机工作；在单轨吊车需要驱动的场合，牵引逆变器将直流电变为三相交流电，驱动牵引电机 工作，使单轨吊车前进；当单轨吊车在下坡时，在逆变器的控制下，将动能(或势能)转变成电能， 向蓄电池组充电，实现回馈制动。单轨吊车在运 行或需

17、要起吊梁起吊工作时，液压油泵电机逆变器将 蓄电池提供的直流电逆变为三相 交流电，驱动液压油泵电机运行，使液压系统建立压力，完成液压 缸及液压马达的正常动作。 (1)、蓄电池电牵引单轨吊的分类。DX27DX40DX60DX8QDX120五种型号， 以DX80为例说明技术参数如下： DX80防爆蓄电池单轨吊车基本参数 牵引电机功率： 8 X 5.5KW 最大牵引力：80KN 小时制牵引力： 66KN 紧急制动力： 120KN 最大运行速度： 1.6m/s 限定速度： 2.08m/s 适应坡度： DX100等型号。如图一所示，其主要由前、后司机 室、控制梁架、蓄电池组装置、起吊梁、驱动部、电控、液压

18、系统等组成。 单轨吊主机组成部件 、各部分的结构和功能 (一)、司机室 1、司机室的结构如图二所示，两个司机室分别安装在单轨吊车两端，司机室内 装有操作台，司机通过操作台显示灯和按钮实现对机车运行状况的观察和控制。两个 司机室操作台无主次之分，操作权均等，哪个首先操作，哪个操作台就获得操作权，另一个操作台就 失去操作权，直到单轨吊车停车后，两个操作台又重新获得均等操作权。每个操作室的复位、工作闸 按钮和急停按钮均具有同等操作权，不分主次，任何 时候均可停止单轨吊车的运行。 司机室组成部件 2、司机室安全注意事项： (1)、操作前必须对机车进行安全确认，检验机车完好后才能开车。 (2) 、开车时

19、应挂好防护链。 (3) 、承载轮或导向轮应完好。 (4) 、严禁两个司机室同时操作。 (二八蓄电池部 1、蓄电池部分结构如图三所示，其中3蓄电池装置是机车总动力源，是由一组 煤矿井下专用铅酸蓄电池串联组合而成。蓄电池每节2V 440AH，蓄电池采用126 节，串联电压252V，额定容量111KWH。126节电池装于一个专用箱体内，箱体顶部前后端伸出 两个吊耳，由销轴将电池组箱体吊耳与电池大梁销孔联接，电池大梁再 由1承载小车吊于轨道上，通过拉杆与机车联接，实现随单轨吊车在轨道上的运行。电源“+”极和 极由防爆专用插头引出，供给防爆电控箱电源，作为单轨吊车的总动力源。防爆专用插头是快速 插拔电气

20、连接器，其内部设有快速熔断器，用以在外部回路发生短路时，保护电池不受损害。同时还 配置插拔互锁隔离开矢，拉断后才能插拔插头。蓄电池箱体顶部两侧有快速开启防护盖板，打开两 2、蓄电池部安全注意事项： (1) 、连接销轴磨损10%后，必须更换连接销轴。 (2) 、开口销不全严禁使用，连接螺栓松动严禁使用。 (三八驱动部分 1、动部分结构如图四所示，为使17驱动轮与导轨之间产生足够的摩擦力，导轨两侧的一对驱 动轮由图中6夹紧液压缸联接。当单轨吊车需要工作时，液压缸缩回，导轨两侧的驱动轮与导轨抱 紧，产生足够的正压力，以保证在单轨吊车工作时有足够的摩擦力。第一、第二、第三驱动部各设有 两对夹紧制动机构

21、，由夹紧液压缸伸缩来 控制夹紧和松开。当单轨吊车处于运行状态时，12制动液压缸缩回，克服弹簧的阻 力，使10制动闸皮与导轨松开，单轨吊车可自由行驶；单轨吊车停车时，制动液压缸失压，靠弹簧 的弹力使制动10闸皮与导轨夹持，在摩擦力的作用下，使单轨吊车迅速停车。驱动部除了以上所述 的驱动行走磨擦轮机构、驱动夹紧机构、制动夹紧机构、还有5承载轮、4导向轮等机构，因此在日 常使用中，驱动部是维护和保养的矢键部件之一。 2、动部安全注意事项： (1)、井下现场安装完毕后，必须确认所有电机转向一致，保证驱动轮向同一方 向使力，否者烧电机。 (2) 、开车前必须确认夹紧缸连接销轴连接完好 (3) 、连接销轴

22、磨损10%必须更换。 1080 驱动部组成部件 (四)、电控系统 1、控箱的结构如图五所示，电控系统包括以下几部分：逆变器、PLC、操作部 分和显示部分。它由蓄电池装置提供总电源，通过逆变器将直流电逆变为三相交流电，供给行走电机 和液压站电机。控制中心完成操作信号、运行状态信号、各回路压力信 号的检测和逻辑处理，并根据 处理结果发出控制指令，执行控制。 (1)、逆变部分 电牵引单轨吊机车有两套逆变器，即牵引电机逆变器及液压站电机油泵逆变器，均装于控制梁的 防爆电控箱内，分别控制牵引电机及液压站油泵电机，工作方式如下： a机车需要驱动的场合，牵引逆变器将直流变为三相交流电，驱动牵引电机工作，使单

23、轨吊车前 进；当单轨吊车在下坡时，在逆变器的控制下，将动能(或势能)转变成电能，并向蓄电池充电，实 现回馈制动功能。 B、单轨吊车在运行或需要起吊梁起吊工作时，控制液压油泵电机的逆变器，将 蓄电池提供的直 流电逆变为三相交流电，驱动液压油泵电机运行，使液压系统建立压力，来完成机车所需的液压缸及 液压马达正常动作。 (2)、控制中心 PLC是机车操作、检测、显示、控制、执行的中枢环节，安装于防爆电控内。由各种控制线与 外部联接，分别完成对外部操作信号、液压站压力信号、逆变器的工作 运行等信号怕采集处理； 并发出对牵引逆变器、液压站逆变器、液压站电磁换向阀以 及状态显示信号的输出控制指令。 PLC

24、可编程控制器输出信号通过光电隔离板、继电器、梅花端子向外输出和返回信号。 液压回路的2路系统压力检测信号；驱动夹紧回路的2路压力检测信号；制动夹紧回路2 路压力检测信号；经本安处理后，进PLC输入口，进行信号处理。调定3路系统压力信号，使液压 系统压力工作在一个压力区间内，液压系统压力到达工作上限，液压泵停止，系统保压、液压系统压 力降到工作压力下限，液压启动，使液压系统升压并储能。 调定驱动回路的3路压力检测信号后，当夹紧压力不足时，使夹紧电磁阀得电，给夹紧油缸补 压；压力在夹机紧压力工作范围之内时， 电磁阀失电，夹紧压力保持状态。 制动夹紧回路的1路压力信号，是用来判断制动器是在夹紧准确状

25、态，还是松开状态。 (3)、操作部分 单轨吊车的操作功能主要由操作台实现。 (4)、显示部分 单轨吊机车也设有两处状态显示。其中，司机室内操作台上安装一处状态显示台；防爆电控箱 快开门上，设有三个显示窗，通过显示窗，可以观察到逆变器的工作情况，还可以看到状态显示盘 的显示状态。 操作台设有系统压力、加紧压力显示，并能自动调节系统与加紧压力；电压、电流显示；速度、 时间显示和各种指示灯；当压力降到设定下限值时自动补压；当达到设定最高值时自动停泵。 2、使用安全注意事项。 (1) 、用前请确认电气闭锁完好。 (2) 、使用前请确认电气设备符合电气完好标准，无失爆现象。 控制车组成部件 （五八液压系统 1、液压系统的示意图如图六所示，单轨吊机车液压系统包括液压站，管路系统、液压执行油缸 以及起吊马达等构成。在机车牵引运行时，完成驱动轮与导轨之间夹紧，制动器抱闸的夹紧。同时在 货物起吊时，为起吊马达提供液压动力，起吊货物。 A、单轨吊车工作时，首先要求液压系统建立工作压力，由控制中心发出指令， 启动油泵电机，使油泵向系统供压力油，待液压系统压力达到设定最低值时，发出系统压力正常信 号，单轨吊车正常工作；待系统压力达到最高设定值时，油泵停止工作，系统保压。当系统压力降到 补压检测值时，系统自动启动进行补压；当系统压力再次达到最高设定压力