CN112319521B - 一种高炉出铁用电力牵引系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高炉出铁用电力牵引系统，包括牵引机车和控制系统，所述牵引机车包括下部车体、上部车体、支撑组件、驱动机构、车钩和测量轮装置，驱动机构包括驱动电机，测量轮装置包括沿着机车运行轨道转动的轮体和与轮体连接的测位编码器，控制系统包括光电开关、报警器、控制器和显示器，光电开关、报警器、驱动电机、测位编码器和显示器分别与控制器电连接，用于感应车钩的勾舌是否打开的光电开关安装在车钩的下方，报警器安装在机车上，显示器用于显示控制器接收到的信息。本发明提高了机车的安全性和智能性，所述系统适用于在炼铁系统和炼钢系统之间沿着固定轨道转运铁水的需求。

Description

一种高炉出铁用电力牵引系统

技术领域

本发明涉及钢铁领域，具体为一种高炉出铁用电力牵引系统。

背景技术

钢铁冶炼行业中，很多钢铁厂首先进行炼铁，然后将获得的高温铁水作为原料进行炼钢，一般炼铁系统和炼钢系统相隔一定距离，需要将铁水进行转运。高炉出铁是一个连续时间较长的过程，每完成一罐铁水罐的出铁后，需机车移动一次铁水罐，再等待十至十五分钟牵引下一罐铁水，此过程需要机车开机等待，以便紧急事件时快速响应。因此，若使用内燃机机车，则开机等待过程中浪费较多能源。部分钢铁厂采用调车绞车牵引系统。这种牵引系统由固定收绞装置、钢缆、调车绞车、托辊、导向轮等组成，但大部分绞车系统的设备可靠性、承载性以及自动智能性不佳。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种高炉出铁用电力牵引系统，在操作台对机车进行启动等控制，同时能获取机车的运行速度和车钩状态等信息，便于后续的挂钩等操作，机车运行时显示报警信息，提醒工作人员注意避让，提高了机车的安全性和智能性，所述系统适用于在炼铁系统和炼钢系统之间沿着固定轨道转运铁水的需求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高炉出铁用电力牵引系统，包括牵引机车和控制系统，所述牵引机车包括下部车体、上部车体、支撑组件、驱动机构、车钩和测量轮装置，驱动机构包括驱动电机，测量轮装置包括沿着机车运行轨道转动的轮体和与轮体连接的测位编码器，控制系统包括光电开关、报警器、控制器和显示器，光电开关、报警器、驱动电机、测位编码器和显示器分别与控制器电连接，用于感应车钩的勾舌是否打开的光电开关安装在车钩的下方，报警器安装在机车上，显示器用于显示控制器接收到的信息，支撑组件设有两组，下部车体和上部车体通过两组支撑组件连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

车钩是否打开、机车的运行速度、驱动电机是否启动的信息显示在显示器上。

显示器安装在机车上或远离机车的操作台。

控制驱动电机启动和停止的按钮设置在远离机车的操作台上。

驱动电机启动后，机车开始运行，同时测量轮装置的轮体同步沿着轨道运行，测位编码器接收到轮体的转速信息，并将接收到的信息发送给控制器，控制器接收到轮体的转速信息后换算成机车的运行速度并在显示器上显示出来。

驱动电机启动后，控制器发送指令给机车上的报警器，报警器发出声光报警。

车钩设有两组，光电开关设有两套，两组车钩分别位于下部车体的运行方向的两端，两套光电开关分别位于两组车钩的下方。

下部车体和上部车体通过支撑组件连接。

本发明的有益效果是：在操作台对机车进行启动等控制，同时能获取机车的运行速度和车钩状态等信息，便于后续的挂钩等操作，机车运行时显示报警信息，提醒工作人员注意避让，提高了机车的安全性和智能性，所述系统适用于在炼铁系统和炼钢系统之间沿着固定轨道转运铁水的需求。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的另一视角结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

一种高炉出铁用电力牵引系统，如图1和图2所示，包括牵引机车和控制系统，所述牵引机车包括下部车体1、上部车体2、支撑组件、驱动机构、车钩5和测量轮装置6。

下部车体1包括两个承载运行架，承载运行架包括两组轮对11和安装在两组轮对11上的转向架12，转向架12在轮对11上的安装方式和现有技术中车身安装在底盘上的安装方式相同，在此不再赘述。轮对11包括两个车轮和连接两个车轮的轮轴，即每个承载运行架有四个车轮。较佳的，主动驱动轮为其中一个承载运行架的轮对11，另一个承载运行架的轮对11为从动驱动轮。

转向架12包括架本体121、多组承重梁123和多个轮对缓冲弹簧组122。承重梁123的组数和车轮个数相同，即每个承载运行架有四个承重梁123，四个承重梁123分别位于四个车轮上。承重梁123通过多个轮对缓冲弹簧组122连接架本体121，具体的，每个承重梁123通过四个轮对缓冲弹簧组122连接架本体121，四个轮对缓冲弹簧组122位于同一个平面内，当所述机车直线行驶时，四个轮对缓冲弹簧组122所在的平面和车轮所在的平面平行或重合，轮轴的一侧各设有两个缓冲弹簧组122。

轮对缓冲弹簧组122包括螺栓、第一弹簧、第二弹簧、上螺母和下螺母。螺栓的一端向上穿过架本体121的连接板后连接上螺母，螺栓的另一端向下穿过承重梁123后连接下螺母。四个轮对缓冲弹簧组122的螺栓平行间隔布置。第一弹簧和第二弹簧均套接在螺栓122外，第一弹簧位于上螺母和承重梁123之间，具体的，第一弹簧位于架本体121连接板和承重梁123之间。第二弹簧位于下螺母和承重梁123之间。第一弹簧的弹簧丝直径大于第二弹簧的弹簧丝直径。

承重梁123包括平面的顶板、平面的第一底板和两个曲面的第二底板。一个第二底板、第一底板和另一个第二底板依次连接形成承重梁123的底板，顶板位于所述底板的上方，顶板和所述底板通过平板连接。两个第二底板相对于第一底板对称布置，第二底板向顶板的方向内凹，具体的，第二底板的一端连接第一底板、另一端向远离第一底板的方向倾斜向上悬伸并连接平板。

轮对缓冲弹簧组122的螺栓的下端依次穿过顶板和第二底板，使轮对缓冲弹簧组122不影响车轮，同时第二底板的曲面设计避免了其对轮对缓冲弹簧组122的干涉。轮对缓冲弹簧组122和承重梁123的设计在保证承重梁123的支撑作用的同时实现缓冲减震作用，使下部车体1更稳定。

上部车体2包括依次连接的前配重室21、电控室22和后配重室23。电控室22包括主控柜、驱动柜、卷线机构柜和液压站柜等不同功能室区。

支撑组件设有两组，用于连接上部车体2和两个承载运行架，每个承载运行架通过一组支撑组件连接上部车体2。

支撑组件包括中心承31和四个旁承32，四个旁承32分别位于中心承31的两侧，更进一步的，四个旁承32位于一矩形的四个顶点上，中心承31位于所述矩形的中心。中心承31包括半球状的半球体和与半球体适配的半球状的半球孔。半球体位于架本体121的顶部，半球孔开设于上部车体2的底部，换句话说，半球体为一凸出架本体121顶部的半球状的凸起，半球孔为一半球状的凹槽。安装时，所述半球体位于半球孔内，使上部车体2能相对下部车体1转动，适应运行方向的微小变化，使上部车体2在运行时更平稳。

旁承32包括旁承弹簧，所述旁承弹簧的两端分别连接上部车体2的底部和转向架12的顶部。驱动机构或变速箱41可根据需要布置多套，分别连接不同的轮对11。

基于上述结构，所述机车为四轴驱动机车。

驱动机构包括驱动电机、变速箱41、制动器和离合器，驱动机构各部件可采用现有技术中的结构。变速箱41位于转向架12的底部。

车钩5设有两组，分别位于下部车体1的运行方向的两端，具体的，两组车钩5分别安装在两个承载运行架上。

测量轮装置6安装在一个承载运行架的底端，具体的，安装在架本体121的底端。较佳的，测量轮装置6安装在主动驱动轮所在的承载运行架的底端。主动驱动轮所在的承载运行架与另一个承载运行架相比，其运行更稳定，另一个承载运行架的轮对11可能会发生打滑现象，即从动轮有发生打滑的可能性。因此将测量轮装置6设置在主动驱动轮所在的承载运行架的底端能使测量轮装置6更稳定，因而更有效和准确地进行测速。

为了便于机车前进和后退，有时需要更换主动驱动轮和从动驱动轮，即切换直接连接驱动电机的轮对11，为了适应这种情况，保持测量轮装置6设置在主动驱动轮所在的承载运行架的底端，可设置多个测量轮装置6，分别安装在各承载运行架的底端，启用设置在主动驱动轮所在的承载运行架底端的测量轮装置6。

测量轮装置6包括连接板、铰接板、安装轴、支撑轴、限位板、下压弹簧、轮体和测位编码器。连接板的上端连接架本体121，连接板的下端和铰接板铰接，具体的，连接板和铰接板通过铰接轴实现铰接。

铰接板中部设有限位板，限位板一端固定连接铰接板的中部、另一端悬伸，限位板和铰接板不垂直，即限位板的一侧和铰接板的夹角为锐角、另一侧和铰接板的夹角为钝角，所述锐角和钝角之和为180°。限位板上设有一通孔。

支撑轴的一端与连接板的底部固定连接、另一端穿过限位板上的通孔后连接一限位块，限位块的外径大于支撑轴外径，防止支撑轴从所述通孔中滑脱。具体的，支撑轴与连接板连接的一端位于所述钝角一侧，支撑轴的另一端位于所述锐角一侧。

下压弹簧套接在支撑轴的外部，且下压弹簧位于连接板和限位板之间，下压弹簧的一端与连接板的底部固定连接、另一端固定连接限位板。

铰接板的一端和连接板铰接、另一端连接安装轴，安装轴的两端分别安装有轮体和测位编码器，轮体可转动地安装在安装轴上，测位编码器和轮体连接并可对轮体的转速进行检测。

基于上述结构，使用时，轮体接触所述机车的运行导轨，由于下压弹簧的弹力作用，轮体会被压紧地接触运行导轨，使轮体跟随所述机车沿着导轨转动。

控制系统包括两个光电开关、报警器、控制器和显示器，光电开关、报警器、驱动电机、测位编码器和显示器分别与控制器电连接。

两个光电开关分别安装在两个车钩5的下方，用于感应车钩5的勾舌是否打开，并把感应到的车钩5打开状态信息发送给控制器，并显示在显示器上。

报警器安装在机车上工作人员能明显看到的位置，所述报警器为声光报警器。报警器接到控制器的指令后发出警报的声音和光信息。

显示器用于显示车钩5是否打开、机车的运行速度、驱动电机是否启动等信息。显示器可安装在电控室22或远离机车的操作台等地方。显示器上还可设有控制驱动电机启动和停止的触屏按钮，当触发触屏按钮时，控制器接收到触屏信息，然后发送指令给驱动电机，驱动电机收到指令后启动或停止。控制驱动电机启动或停止的按钮也可设为安装在操作台或其它地方的机械按钮。

测量轮装置6的测位编码器将其检测到的轮体转速信息发送给控制器。测量轮装置6检测的距离信息是其直接实际测量得到的数值，即实测值，与其它间接测量方式相比，其精准性更高，更利于对机车的整体控制。如机车与铁罐车进行钩挂时，可精准地控制机车的运行距离以使机车的车钩接触到铁罐车，实现精准钩挂。

当机车需要启动运行，如装满铁水需要运输时，通过控制器控制驱动电机启动，机车开始运行，同时测量轮装置6的轮体同步沿着轨道运行，测位编码器接收到轮体的转速信息，并将接收到的信息发送给控制器，控制器接收到轮体的转速信息后换算成机车的运行速度并在显示器上显示出来。机车开始运行即驱动电机启动同时，控制器发送指令给机车上的报警器，报警器发出声光报警，提醒工作人员注意避让。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高炉出铁用电力牵引系统，其特征在于：包括牵引机车和控制系统，所述牵引机车包括下部车体（1）、上部车体（2）、支撑组件、驱动机构、车钩（5）和测量轮装置（6），驱动机构包括驱动电机，测量轮装置（6）包括沿着机车运行轨道转动的轮体和与轮体连接的测位编码器，控制系统包括光电开关、报警器、控制器和显示器，光电开关、报警器、驱动电机、测位编码器和显示器分别与控制器电连接，用于感应车钩（5）的勾舌是否打开的光电开关安装在车钩（5）的下方，报警器安装在机车上，显示器用于显示控制器接收到的信息，支撑组件设有两组，下部车体（1）和上部车体（2）通过两组支撑组件连接；

下部车体（1）包括两个承载运行架，承载运行架包括两组轮对（11）和安装在两组轮对（11）上的转向架（12），轮对（11）包括两个车轮，转向架（12）包括架本体（121）、四个承重梁（123）和多个轮对缓冲弹簧组（122），四个承重梁（123）分别位于两组轮对（11）的四个车轮上，承重梁（123）通过多个轮对缓冲弹簧组（122）连接架本体（121）；

每个承重梁（123）通过四个轮对缓冲弹簧组（122）连接架本体（121）；

轮对缓冲弹簧组（122）包括螺栓、第一弹簧、第二弹簧、上螺母和下螺母，螺栓的一端向上穿过架本体（121）的连接板后连接上螺母，螺栓的另一端向下穿过承重梁（123）后连接下螺母，每组承重梁（123）上的四个轮对缓冲弹簧组（122）的螺栓平行间隔布置，第一弹簧和第二弹簧均套接在螺栓外，第一弹簧位于架本体（121）的连接板和承重梁（123）之间，第二弹簧位于下螺母和承重梁（123）之间；

承重梁（123）包括平面的顶板、平面的第一底板和两个曲面的第二底板，一个第二底板、第一底板和另一个第二底板依次连接形成承重梁（123）的底板，顶板位于所述底板的上方，顶板和所述底板通过平板连接，两个第二底板相对于第一底板对称布置，第二底板向顶板的方向内凹；轮对缓冲弹簧组（122）的螺栓的下端依次穿过顶板和第二底板；

支撑组件包括中心承（31）和四个旁承（32），四个旁承（32）分别位于中心承（31）的两侧，中心承（31）包括半球状的半球体和与半球体适配的半球状的半球孔，半球体位于架本体（121）的顶部，半球孔开设于上部车体（2）的底部，旁承（32）包括旁承弹簧，所述旁承弹簧的两端分别连接上部车体（2）的底部和转向架（12）的顶部。

2.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于：车钩（5）是否打开、机车的运行速度、驱动电机是否启动的信息显示在显示器上。

3.根据权利要求2所述的牵引系统，其特征在于：显示器安装在机车上或远离机车的操作台。

4.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于：控制驱动电机启动和停止的按钮设置在远离机车的操作台上。

5.根据权利要求4所述的牵引系统，其特征在于：驱动电机启动后，机车开始运行，同时测量轮装置（6）的轮体同步沿着轨道运行，测位编码器接收到轮体的转速信息，并将接收到的信息发送给控制器，控制器接收到轮体的转速信息后换算成机车的运行速度并在显示器上显示出来。

6.根据权利要求5所述的牵引系统，其特征在于：驱动电机启动后，控制器发送指令给机车上的报警器，报警器发出声光报警。

7.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于：车钩（5）设有两组，光电开关设有两套，两组车钩（5）分别位于下部车体（1）的运行方向的两端，两套光电开关分别位于两组车钩（5）的下方。

8.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于：下部车体（1）和上部车体（2）通过支撑组件连接。

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