CN112548085A - 一种自行式智能重载铁水运输轨道车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自行式智能重载铁水运输轨道车，包括大车架、小车架、牵引转向架、两个大摇枕、承重转向架、电器控制柜、超级电容、阻燃隔热车棚、保温装置；轨道车的整车为中心对称结构，大车架位于整车中部，大车架的两端分别通过大心盘连接小车架，小车架下部通过中心皿与牵引转向架连接，通过中心盘与大摇枕连接，牵引转向架位于整车下部外侧，大摇枕两端下部通过小心盘分别与承重转向架铰接，承重转向架位于整车中下部，小车架外侧上面设有阻燃隔热车棚，电器控制柜和超级电容安装在阻燃隔热车棚内，保温装置设置在在大车架上平面用于对铁水罐保温。本发明提高了铁水运输中的安全性能，确保铁水分装作业时设备和人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及铁道车辆技术领域，特别涉及一种自行式智能重载铁水运输轨道车。
背景技术
在钢铁企业，高炉冶炼出的铁水一般都要用铁水罐运送到炼钢厂进行下一步工艺流程处理。传统作业方式为内燃机车将铁水罐与出铁口对位，对位精度低，按照高炉出铁工艺，每次高炉出铁水，铁水罐对位都会在较短的时间内完成，其余时间内燃机车为保证机动性都处于怠速等待状态，造成很大的设备资源及能源的浪费。另一种作业方式为用内燃机车将铁水罐送至炉下，然后用对位牵引车将铁水罐与出铁口对位，对位精度较高，出铁完毕后再由内燃机车统一将装满铁水的铁水罐牵引到炼钢厂。这两种作业方式都需要配备内燃机车及相应的操作人员。装满铁水的铁水罐车在等待其余铁水罐装铁水的过程中有大量热量损失，在运送至炼钢厂后先装的铁水甚至还需二次加热，也造成人工成本和能源的浪费。为满足生产需要，取消内燃机车和对位牵引车，需要一种新型轨道车。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自行式智能重载铁水运输轨道车，解决了高炉冶炼出铁装置与铁水罐安全对接，避免人为操作事故，降低铁水热量损失，节省内燃机车燃油费用、维护费用及人工成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种自行式智能重载铁水运输轨道车，包括大车架、小车架、牵引转向架、两个大摇枕、承重转向架、电器控制柜、超级电容、阻燃隔热车棚、保温装置；轨道车的整车为中心对称结构，大车架位于整车中部，大车架的两端分别通过大心盘连接小车架，小车架下部通过中心皿与牵引转向架连接，通过中心盘与大摇枕连接，牵引转向架位于整车下部外侧，大摇枕两端下部通过小心盘分别与承重转向架铰接，承重转向架位于整车中下部，小车架外侧上面设有阻燃隔热车棚，电器控制柜和超级电容安装在阻燃隔热车棚内，保温装置设置在在大车架上平面用于对铁水罐保温。
所述大车架包括两组弯梁、两组枕梁、大心盘上盘、救援支座、上旁承、铁水罐支座，两组弯梁、两组枕梁焊接成中空框架结构，用来安放铁水罐，两侧弯梁端部下平面设有救援支座，在事故抢修或车辆检修时支撑铁水罐车；大心盘上盘设置在枕梁中心下平面，上旁承设置在枕梁下平面，铁水罐支座设置在弯梁中部上平面。
所述小车架包括小车架体、大心盘下盘、旁承梁、中心皿上皿、中心盘上盘；小车架体的中梁的两侧对称连接旁承梁，小车架体上平面设置大心盘下盘；下平面设置有中心皿上皿和中心盘上盘。
所述牵引转向架包括架体、减震装置、电磁制动器、牵引电机、抱轴减速机、车轮轮对和连接缓冲装置；架体的中心上部设有中心皿下皿，2组车轮轮对设置在架体上，车轮轮对的车轴穿装在抱轴减速机内，牵引电机输出轴通过电磁制动器的联轴器与抱轴减速机相连接，减震装置对称设置在车轮轮对两端部上方，架体的一端设有连接缓冲装置。
所述大摇枕包括大摇枕体，中心盘下盘，小心盘上盘；中心盘下盘设置在大摇枕体的上平面中部，小心盘上盘对称设置在大摇枕体两端下平面。
所述承重转向架包括摇枕、侧架、轮对组成、弹簧组，摇枕两端连接侧架，摇枕与侧架之间安装有弹簧组，轮对组成连接在侧架两端下部，摇枕中上部设置小心盘下盘。
所述大心盘由大车架的大心盘上盘和小车架的大心盘下盘铰接构成，中心盘由小车架的中心盘上盘和大摇枕的中心盘下盘铰接构成，小心盘由大摇枕的小心盘上盘和承重转向架的盘下盘铰接构成，中心皿由小车架的中心皿上皿和牵引转向架的中心皿下皿铰接构成。
所述保温装置包括保温罩、连杆、液压缸、安装座，安装座对称焊接在大车架两端上平面，液压缸和连杆分别与安装座链接，保温罩固定在连杆上。
电器控制柜包括主控制系统和对位控制系统，主控系统由主控模块、遥控信号接收器及直流斩波调速器组成，直流斩波调速器一端连接电源，另一端连接主控模块，主控模块通过电机控制电路、电机能耗制动电路与直流牵引电机连接，通过电磁制动器控制电路与电磁制动器连接；遥控信号接收器与外部遥控器无线通信连接；抱轴减速机输出轴上安装有旋转编码器，旋转编码器与对位控制系统连接，对位控制系统包括PLC、按键电路、显示模块和通信模块，通信模块另外与主控系统及高炉出铁控制系统通信连接；旋转编码器的输出端通过屏蔽电缆和光电隔离电路连接PLC，PLC另外连接按键电路、显示模块和通信模块。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.取消了炉下内燃机车或电力机车，解决了使用内燃机车燃料消耗量大和环境污染或电力机车需要架设专用直流架线的问题。
2.实现了无人化、智能化操作，钢铁冶金系统炼铁、炼钢集控中心可视化远程操作，启动、停车平稳，行车定位准确，安全可靠，工作效率高，节约了劳动力成本。
3.提高了铁水运输中的安全性能，可保证铁水罐车不会在铁水分装过程中因误操作发生移动，确保铁水分装作业时设备和人身安全。
4.维护费用低。
5.降低了从高炉出铁到将铁水运送到炼钢厂全过程中的铁水热量损失。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为大车架的侧视图。
图4为大车架的俯视图。
图5为图3的左视图。
图6为小车架的侧视图。
图7为小车架的俯视图。
图8为牵引转向架的侧视图。
图9为牵引转向架的俯视图。
图10为大摇枕的侧视图。
图11为大摇枕的俯视图。
图12为承重转向架的侧视图。
图13为承重转向架的俯视图。
图14为图11的左视图。
图15为保温装置的结构示意图。
图16为本发明通讯示意图。
图17为本发明控制系统原理图。
图18为本发明电器控制柜的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
如图1-图18，一种自行式智能重载铁水运输轨道车，包括大车架1、两个小车架2、两个牵引转向架3、两个大摇枕4、四个承重转向架5、两个电器控制柜6、超级电容7、阻燃隔热车棚8、保温装置9；轨道车的整车为中心对称结构，大车架1位于整车中部，大车架1的两端分别通过大心盘连接小车架2，小车架2下部通过中心皿与牵引转向架3连接，通过中心盘与大摇枕4连接，牵引转向架3位于整车下部外侧，大摇枕4两端下部通过小心盘分别与承重转向架5铰接，承重转向架5位于整车中下部，小车架2外侧上面设有阻燃隔热车棚8，电器控制柜6和超级电容7安装在阻燃隔热车棚8内，保温装置9设置在在大车架1上平面用于对铁水罐保温。
大车架1包括两组弯梁11、两组枕梁12、大心盘上盘13、救援支座14、上旁承15、铁水罐支座16，两组弯梁11、两组枕梁12焊接成中空框架结构，用来安放铁水罐，两侧弯梁11端部下平面设有救援支座14，在事故抢修或车辆检修时支撑铁水罐车；大心盘上盘13设置在枕梁12中心下平面，上旁承15设置在枕梁12下平面，铁水罐支座16设置在弯梁11中部上平面。
小车架2包括小车架体21、大心盘下盘22、旁承梁23、中心皿上皿24、中心盘上盘25；小车架体21的中梁的两侧对称连接旁承梁23，防止大车架倾翻，小车架体21上平面设置大心盘下盘22；下平面设置有中心皿上皿24和中心盘上盘25。
牵引转向架3包括架体31、减震装置32、电磁制动器33、牵引电机34、抱轴减速机35、车轮轮对36和连接缓冲装置37；架体31的中心上部设有中心皿下皿38，2组车轮轮对36设置在架体31上，车轮轮对36的车轴穿装在抱轴减速机35内，牵引电机34输出轴通过电磁制动器33的联轴器与抱轴减速机35相连接，减震装置32对称设置在车轮轮对36两端部上方，减震装置32在车辆运行或轨道不平时起减震和平衡车辆作用，架体31的一端设有连接缓冲装置37，在车体发生故障时用来拖车。
大摇枕4包括大摇枕体41，中心盘下盘42，小心盘上盘43；中心盘下盘42设置在大摇枕体41的上平面中部，小心盘上盘43对称设置在大摇枕体41两端下平面。
承重转向架5包括摇枕51、侧架52、轮对组成53、弹簧组54，摇枕51两端连接侧架52，摇枕51与侧架52之间安装有弹簧组，轮对组成53连接在侧架52两端下部，摇枕51中上部设置小心盘下盘55。
大心盘由大车架1的大心盘上盘13和小车架2的大心盘下盘22铰接构成，中心盘由小车架的中心盘上盘和大摇枕4的中心盘下盘42铰接构成，小心盘由大摇枕4的小心盘上盘和承重转向架5的55盘下盘铰接构成，中心皿由小车架的中心皿上皿24和牵引转向架3的中心皿下皿38铰接构成。
保温装置9包括保温罩91、连杆92、液压缸93、安装座94，安装座94对称焊接在大车架1两端上平面，液压缸93和连杆92分别与安装座94链接，保温罩91固定在连杆上，保温罩91由液压缸93驱动翻转。
超级电容7为快充快放型产品，为整车运行提供动力，超级电容有与地面充电桩连接的接口。超级电容快充快放的特性使得自行式智能重载铁水运输轨道车可以连续交替使用，保证出铁连续性。
电器控制柜6包括主控制系统和对位控制系统。主控系统由主控模块、遥控信号接收器及直流斩波调速器组成，直流斩波调速器一端连接电源，另一端连接主控模块，主控模块通过电机控制电路、电机能耗制动电路与直流牵引电机连接，通过电磁制动器控制电路与电磁制动器连接。遥控信号接收器与外部遥控器无线通信连接；抱轴减速机35输出轴上安装有旋转编码器，旋转编码器与对位控制系统连接，对位控制系统包括PLC、按键电路、显示模块和通信模块，通信模块另外与主控系统及高炉出铁控制系统通信连接；旋转编码器的输出端通过屏蔽电缆和光电隔离电路连接PLC，PLC另外连接按键电路、显示模块和通信模块。
轨道车采用四驱方式，由车载超级电容供电，走行速度0～15km/h。主控系统及对位控制系统的主要电器元件均设置在电器控制柜6中。
自行式智能重载铁水运输轨道车高炉出铁时，将铁水罐放在自行式智能重载铁水运输轨道车上，高炉集控中心发出前进或后退指令，自行式智能重载铁水运输轨道车主控系统的遥控信号接收器收到指令后，主控模块通过电机控制电路，控制电机转动，电机动力输出轴输出动力传递给抱轴减速机，抱轴减速机通过齿轮啮合将动力传递给轮对组成，车轮转动带动动力转向架运行，进而带动自行式智能重载铁水运输轨道车运行。主控系统的通信模块将自行式智能重载铁水运输轨道车的运行速度、位置等参数反馈到集控中心，集控中心通过可视化操作精确控制自行式智能重载铁水运输轨道车的对位作业，对好位后高炉即可出铁，铁水罐装满铁水后，出铁口关闭，集控中心控制自行式智能重载铁水运输轨道车将装满铁水的铁水罐运输到炼钢厂，再拉空铁水罐返回，等待下一次出铁作业。返回后可利用出铁间隔等待时间对超级电容进行充电。
本发明的轨道车可代替内燃机车和对位牵引车完成高炉炉下铁水罐对位、运输作业，降低运输成本和人工成本；通过接受高炉集控中心发出的远程信号完成远程对位和运输，操作方便，对位准确可靠，效率高，并可防止误操作和铁水喷溅；无人化、智能化操作，启动、停车平稳，行车定位准确，安全可靠，工作效率高；铁水装满即走，降低了等待过程中的铁水热量损失；采用超级电容作为电源供电，充电时间不超过15分钟，利用高炉出铁间隔时间快充快放，实现了高炉出铁铁水罐对位作业后将铁水运送到炼钢厂。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。
Claims (9)
1.一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，包括大车架、小车架、牵引转向架、两个大摇枕、承重转向架、电器控制柜、超级电容、阻燃隔热车棚、保温装置；轨道车的整车为中心对称结构，大车架位于整车中部，大车架的两端分别通过大心盘连接小车架，小车架下部通过中心皿与牵引转向架连接，通过中心盘与大摇枕连接，牵引转向架位于整车下部外侧，大摇枕两端下部通过小心盘分别与承重转向架铰接，承重转向架位于整车中下部，小车架外侧上面设有阻燃隔热车棚，电器控制柜和超级电容安装在阻燃隔热车棚内，保温装置设置在在大车架上平面用于对铁水罐保温。
2.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，所述大车架包括两组弯梁、两组枕梁、大心盘上盘、救援支座、上旁承、铁水罐支座，两组弯梁、两组枕梁焊接成中空框架结构，用来安放铁水罐，两侧弯梁端部下平面设有救援支座，在事故抢修或车辆检修时支撑铁水罐车；大心盘上盘设置在枕梁中心下平面，上旁承设置在枕梁下平面，铁水罐支座设置在弯梁中部上平面。
3.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，所述小车架包括小车架体、大心盘下盘、旁承梁、中心皿上皿、中心盘上盘；小车架体的中梁的两侧对称连接旁承梁，小车架体上平面设置大心盘下盘；下平面设置有中心皿上皿和中心盘上盘。
4.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，所述牵引转向架包括架体、减震装置、电磁制动器、牵引电机、抱轴减速机、车轮轮对和连接缓冲装置；架体的中心上部设有中心皿下皿，2组车轮轮对设置在架体上，车轮轮对的车轴穿装在抱轴减速机内，牵引电机输出轴通过电磁制动器的联轴器与抱轴减速机相连接，减震装置对称设置在车轮轮对两端部上方，架体的一端设有连接缓冲装置。
5.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，大摇枕包括大摇枕体，中心盘下盘，小心盘上盘；中心盘下盘设置在大摇枕体的上平面中部，小心盘上盘对称设置在大摇枕体两端下平面。
6.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，所述的承重转向架包括摇枕、侧架、轮对组成、弹簧组，摇枕两端连接侧架，摇枕与侧架之间安装有弹簧组，轮对组成连接在侧架两端下部，摇枕中上部设置小心盘下盘。
7.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，所述的大心盘由大车架的大心盘上盘和小车架的大心盘下盘铰接构成，中心盘由小车架的中心盘上盘和大摇枕的中心盘下盘铰接构成，小心盘由大摇枕的小心盘上盘和承重转向架的盘下盘铰接构成，中心皿由小车架的中心皿上皿和牵引转向架的中心皿下皿铰接构成。
8.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，所述的保温装置包括保温罩、连杆、液压缸、安装座，安装座对称焊接在大车架两端上平面，液压缸和连杆分别与安装座链接，保温罩固定在连杆上。
9.根据权利要求1所述的一种自行式智能重载铁水运输轨道车，其特征在于，所述的电器控制柜包括主控制系统和对位控制系统，主控系统由主控模块、遥控信号接收器及直流斩波调速器组成，直流斩波调速器一端连接电源，另一端连接主控模块，主控模块通过电机控制电路、电机能耗制动电路与直流牵引电机连接，通过电磁制动器控制电路与电磁制动器连接；遥控信号接收器与外部遥控器无线通信连接；抱轴减速机输出轴上安装有旋转编码器，旋转编码器与对位控制系统连接，对位控制系统包括PLC、按键电路、显示模块和通信模块，通信模块另外与主控系统及高炉出铁控制系统通信连接；旋转编码器的输出端通过屏蔽电缆和光电隔离电路连接PLC，PLC另外连接按键电路、显示模块和通信模块。
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