CN115123406A - 一种矿用清障车轴荷自动控制系统、方法及矿用清障车 - Google Patents

一种矿用清障车轴荷自动控制系统、方法及矿用清障车 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种矿用清障车轴荷自动控制系统、方法及矿用清障车，包括矿用车底盘，所述矿用车底盘上安装有悬挂油缸，还包括载荷管理系统及分别安装在矿用车底盘上的可调式配重机构、托举机构和压力传感器，所述托举机构与故障车辆连接，压力传感器安装在悬挂油缸上，通过安装在矿用清障车前后悬挂油缸的压力传感器实时监测压力值并传输至载荷管理系统，由所述载荷管理系统控制可调式配重机构进行配重调整。本发明的矿用清障车轴荷自动控制系统，按照轴荷配比规则，对配重位置实时自动调整控制，增大了矿用清障车托牵作业范围，并优化矿用清障车作业时前后桥轴荷分配，保证矿用清障车作业过程中安全运行。

Description

一种矿用清障车轴荷自动控制系统、方法及矿用清障车
技术领域
本发明涉及一种矿用清障车轴荷自动控制系统、方法及矿用清障车，属于矿山机械领域。
背景技术
矿用自卸车是大型露天矿山主要的物料运输设备，载重量30t～400t，随着矿山设备的大型化，大吨位矿用车市场保有量也越来越多。由于露天矿山道路条件差、路况复杂，各吨位矿用车随着使用年限增加，零部件老化，故障频发，特别是运输作业过程中发生短时无法修复的故障时，需尽快拖离现场，否则易对整个矿山运输系统的生产效率和安全造成不良影响。大型矿山一般使用矿用清障车清除矿山运行现场的矿用自卸车故障车辆。
目前，市场上矿用清障车可托牵的故障车的种类少、吨位小且作业范围窄，配重质量均为固定式，不可调节，在托牵大吨位矿用自卸车时动力性能可满足要求，但轴荷分配上存在问题，尤其在上坡过程中，整车重心向后轴转移从而造成前轴轴荷减小，前轮轮胎附着力降低，存在转向打滑或倾翻的安全风险。然而，更大吨位的清障车成本大幅增加，经济性较差。因此，低成本的解决清障车安全作业问题和有效扩展原清障车的作业范围，是当前矿用清障车面临的技术难题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿用清障车轴荷自动控制系统、方法及矿用清障车，增大矿用清障车托牵作业范围，并优化矿用清障车作业时前后桥轴荷分配，保证矿用清障车作业过程中的安全运行。
为了实现上述目的，本发明采用的一种矿用清障车轴荷自动控制系统，包括矿用车底盘，所述矿用车底盘上安装有悬挂油缸，还包括载荷管理系统及分别安装在矿用车底盘上的可调式配重机构、托举机构和压力传感器，所述托举机构与故障车辆连接，压力传感器安装在悬挂油缸上，通过安装在矿用清障车前后悬挂油缸的压力传感器实时监测压力值并传输至载荷管理系统，由所述载荷管理系统控制可调式配重机构进行配重调整。
作为改进，所述可调式配重机构包括配重、液压驱动油缸、导向支撑杆、限位块和导向套管，所述导向套管安装在前保险杠上，导向支撑杆滑动安装在导向套管中，导向支撑杆的一端与配重连接，另一端由限位块限位，所述液压驱动油缸的两端分别与配重和前保险杠铰接。
作为改进，所述托举机构包括安装支座、举升液压油缸、工作装置和托架；
所述安装支座通过拉杆和销轴安装在矿用车底盘上，所述工作装置与安装支座的前端铰接，举升液压油缸的两端分别与安装支座和工作装置铰接，所述托架的前端与工作装置铰接，托架后端与故障车辆牵引钩铰接。
另外，本发明还提供了一种矿用清障车轴荷自动控制方法，采用所述的矿用清障车轴荷自动控制系统，包括以下步骤：基于矿用清障车矿山现场实际作业工况，通过安装在矿用清障车前后悬挂油缸的压力传感器实时监测压力值并传输至载荷管理系统，经载荷管理系统计算实时清障车前后轴的轴荷，并按照安全运行前后桥载荷配比原则，控制可调式配重机构，调整配重的位置满足矿山现场托牵作业要求。
作为改进，所述矿用清障车矿山现场实际作业工况为露天矿山车辆作业道路，包括上下坡道、弯道、平路及其复合道路，滚动阻力系数0.02，道路纵坡0-9％，横坡0-6％，矿用清障车作业时直道行驶速度15km/h，转弯路面行驶速度5km/h。
作为改进，所述矿用清障车前后悬挂4支油缸，各油缸均装配有压力传感器，所述压力传感器用于实时监测油缸压力值，并将压力信号转换为电信号传输至载荷管理系统。
作为改进，所述载荷管理系统实时计算矿用清障车的轴荷并控制可调式配重机构动作，进而调整矿用清障车前后轴荷配比。
作为改进，所述矿用清障车安全运行前后桥载荷配比原则为托牵作过程中前轴轴荷≥0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)。
作为改进，所述控制可调式配重机构，调整配重位置的具体步骤为：
当前轴轴荷≥0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)时，载荷管理系统锁定可调式配重机构的液压油缸，使得配重保持在当前位置，当前轴轴荷＜0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)时，载荷管理系统控制可调式配重机构上的液压油缸伸长，待满足前后桥载荷配比原则后，锁定液压油缸动作并保持。
最后，本发明还提供了一种矿用清障车，所述矿用清障车上安装有所述的矿用清障车轴荷自动控制系统。
与现有技术相比，本发明的矿用清障车轴荷自动控制系统，按照轴荷配比规则，对配重位置实时自动调整控制，增大了矿用清障车托牵作业范围，并优化矿用清障车作业时前后桥轴荷分配，保证矿用清障车作业过程中安全运行。例如原200t级的矿用清障车最大可托牵220t级的矿用自卸车，采用本发明后可实现对330t级矿用自卸车安全的托牵救援。
附图说明
图1为本发明的矿用清障车轴荷自动控制原理图；
图2为本发明的矿用清障车的结构示意图；
图3为本发明的可调式配重机构的结构示意图；
图4为本发明的托举机构的结构示意图；
图中：1、矿用车底盘，2、可调式配重机构，3、托举机构，4、配重，5、液压驱动油缸，6、导向支撑杆，7、限位块，8、导向套管，9、拉杆，10、安装支座，11、销轴，12、举升液压油缸，13、工作装置，14、托架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
如图2、图3和图4所示，一种矿用清障车轴荷自动控制系统，包括矿用车底盘1，所述矿用车底盘1上安装有前后悬挂油缸，还包括载荷管理系统及分别安装在矿用车底盘1上的可调式配重机构2、托举机构3和压力传感器；
所述托举机构3与故障车辆连接，压力传感器安装在悬挂油缸上，通过安装在矿用清障车前后悬挂油缸的压力传感器实时监测压力值并传输至载荷管理系统，由所述载荷管理系统控制可调式配重机构2进行配重调整；
所述可调式配重机构2包括配重4、液压驱动油缸5、导向支撑杆6、限位块7和导向套管8，所述导向套管8安装在前保险杠上，导向支撑杆6滑动安装在导向套管8中，导向支撑杆6的一端与配重4连接，另一端由限位块7限位，所述液压驱动油缸5的两端分别通过销轴与配重4和前保险杠铰接；
所述托举机构3包括安装支座10、举升液压油缸12、工作装置13和托架14，所述安装支座10通过拉杆9和销轴11安装在矿用车底盘1上，所述工作装置13与安装支座10的前端铰接，举升液压油缸12的一端与安装支座10的后端铰接，另一端与工作装置13的中部铰接，所述托架14的前端与工作装置13铰接，托架14的后端两侧与故障车辆牵引钩铰接。
实施例2
如图1所示，一种矿用清障车轴荷自动控制方法，包括以下步骤：
(1)矿用清障车在故障车辆托牵作业时，通过安装在前后悬挂油缸的压力传感器实时检测油缸的压力值，并上传到清障车车辆载荷管理系统；
(2)载荷管理系统根据油缸压力值计算出当前实际的矿用清障车前后轴轴荷分配，并依据矿用清障车托牵作业时的预期轴荷条件，调节配重位置，以达到矿用清障车轴荷的再分配；
(3)配重位置调节完成后再次检测并校核矿用清障车前后轴荷。
具体方法步骤如下：
S1、基于矿用清障车矿山现场实际作业工况，其中，矿用清障车矿山现场实际作业工况为露天矿山车辆作业道路，包括上下坡道、弯道、平路及其复合道路，滚动阻力系数0.02，道路纵坡0-9％，横坡0-6％，矿用清障车作业时直道行驶速度15km/h，转弯路面行驶速度5km/h；
S2、矿用清障车前后悬挂四支油缸，各油缸均装配有压力传感器，所述压力传感器用于实时监测左前、右前、左后、右后悬挂油缸压力值，并将压力信号转换为电信号传输至载荷管理系统；
S3、所述载荷管理系统实时计算矿用清障车的轴荷，按照托牵作过程中前轴轴荷≥0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)的原则；
当前轴轴荷≥0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)时，载荷管理系统锁定可调式配重机构2的液压驱动油缸5，使得配重4保持在当前位置，当前轴轴荷＜0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)时，载荷管理系统控制可调式配重机构2上的液压驱动油缸5伸长，调整前后轴荷的比例，同时四支悬挂油缸上的压力传感器将新的压力值返回至载荷管理系统，载荷管理系统循环计算并控制调整前后轴载荷分配比例，直至前轴轴荷≥0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)后，可调式配重机构2的液压驱动油缸5停止动作。
实施例3
一种矿用清障车，所述矿用清障车上安装有矿用清障车轴荷自动控制系统。例如原200t级的矿用清障车最大可托牵220t级的矿用自卸车，采用本发明后可实现对330t级矿用自卸车安全的托牵救援。
本发明的矿用清障车轴荷自动控制系统，按照轴荷配比规则，对配重位置的实时自动调整控制，增大了矿用清障车托牵作业范围，并优化矿用清障车作业时前后桥轴荷分配，保证矿用清障车作业过程中安全运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿用清障车轴荷自动控制系统，包括矿用车底盘(1)，所述矿用车底盘(1)上安装有悬挂油缸，其特征在于，还包括载荷管理系统及分别安装在矿用车底盘(1)上的可调式配重机构(2)、托举机构(3)和压力传感器，所述托举机构(3)与故障车辆连接，压力传感器安装在悬挂油缸上，通过安装在矿用清障车前后悬挂油缸的压力传感器实时监测压力值并传输至载荷管理系统，由所述载荷管理系统控制可调式配重机构(2)进行配重调整。
2.根据权利要求1所述的一种矿用清障车轴荷自动控制系统，其特征在于，所述可调式配重机构(2)包括配重(4)、液压驱动油缸(5)、导向支撑杆(6)、限位块(7)和导向套管(8)，所述导向套管(8)安装在前保险杠上，导向支撑杆(6)滑动安装在导向套管(8)中，导向支撑杆(6)的一端与配重(4)连接，另一端由限位块(7)限位，所述液压驱动油缸(5)的两端分别与配重(4)和前保险杠铰接。
3.根据权利要求1所述的一种矿用清障车轴荷自动控制系统，其特征在于，所述托举机构(3)包括安装支座(10)、举升液压油缸(12)、工作装置(13)和托架(14)；
所述安装支座(10)通过拉杆(9)和销轴(11)安装在矿用车底盘(1)上，所述工作装置(13)与安装支座(10)的前端铰接，举升液压油缸(12)的两端分别与安装支座(10)和工作装置(13)铰接，所述托架(14)的前端与工作装置(13)铰接，托架(14)后端与故障车辆牵引钩铰接。
4.一种矿用清障车轴荷自动控制方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的矿用清障车轴荷自动控制系统，包括以下步骤：基于矿用清障车矿山现场实际作业工况，通过安装在矿用清障车前后悬挂油缸的压力传感器实时监测压力值并传输至载荷管理系统，经载荷管理系统计算实时清障车前后轴的轴荷，并按照安全运行前后桥载荷配比原则，控制可调式配重机构，调整配重的位置满足矿山现场托牵作业要求。
5.根据权利要求4所述的一种矿用清障车轴荷自动控制方法，其特征在于，所述矿用清障车矿山现场实际作业工况为露天矿山车辆作业道路，包括上下坡道、弯道、平路及其复合道路，滚动阻力系数0.02，道路纵坡0-9％，横坡0-6％，矿用清障车作业时直道行驶速度15km/h，转弯路面行驶速度5km/h。
6.根据权利要求4所述的一种矿用清障车轴荷自动控制方法，其特征在于，所述矿用清障车前后悬挂4支油缸，各油缸均装配有压力传感器，所述压力传感器用于实时监测油缸压力值，并将压力信号转换为电信号传输至载荷管理系统。
7.根据权利要求4或6所述的一种矿用清障车轴荷自动控制方法，其特征在于，所述载荷管理系统实时计算矿用清障车的轴荷并控制可调式配重机构动作，进而调整矿用清障车前后轴荷配比。
8.根据权利要求4所述的一种矿用清障车轴荷自动控制方法，其特征在于，所述矿用清障车安全运行前后桥载荷配比原则为托牵作过程中前轴轴荷≥0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)。
9.根据权利要求4所述的一种矿用清障车轴荷自动控制方法，其特征在于，所述控制可调式配重机构，调整配重位置的具体步骤为：
当前轴轴荷≥0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)时，载荷管理系统锁定可调式配重机构的液压油缸，使得配重保持在当前位置，当前轴轴荷＜0.15*(前轴轴荷+后轴轴荷)时，载荷管理系统控制可调式配重机构上的液压油缸伸长，待满足前后桥载荷配比原则后，锁定液压油缸动作并保持。
10.一种矿用清障车，其特征在于，所述矿用清障车上安装有权利要求1-3任一项所述的矿用清障车轴荷自动控制系统。
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