CN217320345U - 一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工矿电机车技术领域，具体涉及一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，包括锂电池组、驱动组件和轨道组件，当工矿电机车爬坡运行时，锂电池组给驱动组件供电使工矿电机车在轨道组件上爬坡，当工矿电机车下坡运行时，工矿电机车通过轨道组件和驱动组件给锂电池组进行充电；其有益效果为：能有效提高爬坡能力，采用爬坡、制动辅助装置后，当工矿电机车牵引负载车辆爬坡时，该辅助装置自动开启工作模式，工矿电机车由原来单一的“轮轨驱动”模式变为“轮轨驱动”+“齿轨驱动”的双驱动模式,“齿轨驱动”模式的介入，可额外增加机车的10％的牵引力，减轻了“轮轨驱动”的负担，有效消除打滑现象，提升了爬坡能力。

Description

一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置

技术领域

本实用新型涉及工矿电机车技术领域，具体涉及一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置。

背景技术

目前，在地铁、隧道等地下工程施工中，广泛采用盾构机作为掘进设备，而工矿电机车作为盾构机的后配套设备，与渣土车、管片车、砂浆车、载人车构成运输列车，运送渣土、管片、砂浆和施工人员等。为了提高施工效率、增加运输能力，工矿电机车驱动功率越来越大(可达264kW)，粘着重量越来越大(可达50t)，现场施工坡度也越来越大(极限坡度可达50‰)。这些极限施工环境也给工矿电机车带来了上坡时爬坡能力不足和下坡时制动效果差的不利后果。尤其在钢轨轨面潮湿或有油污、树叶、害虫等杂质的情况下，轮轨之间的黏着状况很容易破坏、摩擦力大大降低，从而产生车轮空转打滑和闸瓦抱死车轮后溜车的严重后果，造成极大行车风险，甚至造成严重事故。

现有技术中，针对由于轮轨之间黏着状况提前破坏而导致的上坡爬坡能力不足和下坡制动能力不足的问题，施工现场的解决办法往往有：①增加牵引电机功率，同时增加机车的自重；②给工矿电机车添加撒砂装置，大大增加了设备的购置成本；③在轨面上涂抹防滑材料形成防滑层的方法。同时，由于上坡时的打滑和下坡时的溜车现象，减小了施工效率，增加了维修时间，因打滑与溜车造成了车轮和轨道的剧烈磨损，从而增加了更换车轮和轨道的维修成本。

因此，如何提高工矿电机车上坡时的爬坡能力和下坡时的制动能力是地下工程施工亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动车牵引负载车辆大坡道爬坡或者大坡道下坡时，该装置工作，故该装置可同时实现辅助爬坡与辅助制动功能，在提高爬坡能力的同时也增加了安全性，做到“一机两用”。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：包括锂电池组10、驱动组件20和轨道组件30，当工矿电机车爬坡运行时，锂电池组10给驱动组件20供电使工矿电机车在轨道组件30上爬坡，当工矿电机车下坡运行时，工矿电机车通过轨道组件30和驱动组件20给锂电池组10进行充电。

所述锂电池组10为动力源，固定在工矿电机车的车体上，其电压等级为DC48V。

所述驱动组件20由电机21、减速机22、驱动齿轮23、轴端挡圈24、螺钉25和安装架26组成，所述电机21固定在减速机22的外壳上，动力由电机21输出至减速机22，所述减速机22的输出轴上安装有驱动齿轮23，所述驱动齿轮23由轴端挡圈24 和螺钉25进行轴向定位；所述减速机22的侧面固定有安装架26，所述安装架26通过焊接方式固定在工矿电机车的车体上。

所述电机21水平布置，所述电机21的输出轴与减速机22的输出轴平行，所述电机21的电压等级为DC48V。

所述轨道组件30主要由齿条31、齿条支撑板32、连接板33、钢轨34、枕木35 和铰制孔用螺栓36组成，所述齿条支撑板32通过连接板33固定在钢轨34上，所述齿条支撑板32上通过铰制孔用螺栓36连接有齿条31，所述齿条31与驱动齿轮23通过啮合连接。

所述齿条支撑板32上设有固定齿条31的通孔3201，所述通孔3201的直径与铰制孔用螺栓36的杆部直径相同。

所述连接板33的一个直角边3301与齿条支撑板32的底面相焊接，所述连接板33的另一个直角边3302与钢轨34的内侧面相焊接。

所述连接板33对称地布置在轨道的横向两侧，用来将齿条支撑板32固定在两侧的钢轨34上。

所述齿条支撑板32、连接板33、钢轨34焊接在一起形成一个整体，所述齿条31 通过铰制孔用螺栓36固定在齿条支撑板32的上面。

和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：

1、能有效提高爬坡能力，采用爬坡、制动辅助装置后，当工矿电机车牵引负载车辆爬坡时，该辅助装置自动开启工作模式，工矿电机车由原来单一的“轮轨驱动”模式变为“轮轨驱动”+“齿轨驱动”的双驱动模式。“齿轨驱动”模式的介入，可额外增加机车的10％的牵引力，减轻了“轮轨驱动”的负担，有效消除打滑现象，提升了爬坡能力。

2、能提高安全性，采用爬坡、制动辅助装置后，当工矿电机车牵引负载车辆爬坡或者下坡时，该辅助装置自动开启工作模式，机车上的驱动齿轮与轨道上的齿条相啮合，将有效消除上坡时打滑和下坡时溜车现象的发生，提高施工安全性。

3、降低设备购置成本和维修成本，采用爬坡、制动辅助装置后，机车的爬坡能力和制动能力都有所增强，可以减少机车上配置的驱动电机的功率，同时减小机车的总体重量，从而降低了设备的购置成本。而在工矿电机车牵引负载车辆施工过程中，由于解决了机车爬坡时的打滑和下坡时的溜车现象，车轮和钢轨之间的磨损大大降低，减少了更换车轮和轨道的次数，从而提高了施工效率，缩减了维修时间，减少了维修成本。同时，采用了该装置后，可以删减工矿电机车上安装的四套撒砂装置，以及向轨道涂抹防滑材料的维护工作，因此也较少了维护成本。

4、该装置实现了“一机两用”，即上坡道时可实现辅助爬坡功能，在下坡道时看实现辅助减速功能。

附图说明

为了更加清晰的理解本实用新型，通过结合说明书附图与示意性实施例，进一步介绍本公开，附图与实施例是用来解释说明，并不构成对公开的限定。

图1为本实用新型的辅助爬坡与辅助制动装置的结构示意图；

图2为本实用新型中驱动组件的结构示意图；

图3为本实用新型中轨道组件的轴测图；

图4为本实用新型中轨道组件的仰视图；

图5为本实用新型中齿条的结构示意图；

图6为本实用新型中齿条支撑板的结构示意图；

图7为本实用新型中连接板的结构示意图；

图8为本实用新型中辅助爬坡与辅助制动的应用结构图。

图中所示：锂电池组10、驱动组件20、轨道组件30、电机21、减速机22、驱动齿轮23、轴端挡圈24、螺钉25、安装架26、齿条31、齿条支撑板32、连接板33、钢轨34、枕木35、铰制孔用螺栓36、通孔3201。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，如图1-图7所示，包括锂电池组10、驱动组件20和轨道组件30，当工矿电机车爬坡运行时，锂电池组10给驱动组件20供电使工矿电机车在轨道组件30上爬坡，当工矿电机车下坡运行时，工矿电机车通过轨道组件30和驱动组件20给锂电池组10进行充电。

所述锂电池组10为动力源，固定在工矿电机车的车体上，其电压等级为DC48V。

所述驱动组件20由电机21、减速机22、驱动齿轮23、轴端挡圈24、螺钉25和和安装架26组成，所述电机21固定在减速机22的外壳上，动力由电机21输出至减速机22，所述减速机22的输出轴上安装有驱动齿轮23，所述驱动齿轮23由轴端挡圈 24和螺钉25进行轴向定位；所述减速机22的侧面固定有安装架26，所述安装架26 通过焊接方式固定在工矿电机车的车体上。所述电机21水平布置，所述电机21的输出轴与减速机22的输出轴平行，所述电机21的电压等级为DC48V。

所述轨道组件30主要由齿条31、齿条支撑板32、连接板33、钢轨34、枕木35 和铰制孔用螺栓36组成，所述齿条支撑板32通过连接板33固定在钢轨34上，所述齿条支撑板32上通过铰制孔用螺栓36连接有齿条31，所述齿条31与驱动齿轮23通过啮合连接。所述齿条支撑板32上设有固定齿条31的通孔3201，所述通孔3201的直径与铰制孔用螺栓36的杆部直径相同。

所述连接板33的一个直角边3301与齿条支撑板32的底面相焊接，所述连接板33的另一个直角边3302与钢轨34的内侧面相焊接。所述连接板33对称地布置在轨道的横向两侧，用来将齿条支撑板32固定在两侧的钢轨34上。所述齿条支撑板32、连接板33、钢轨34焊接在一起形成一个整体，所述齿条31通过铰制孔用螺栓36固定在齿条支撑板32的上面。

实施例2

本实用新型的工作过程为：本实用新型的装置只布置在有可能发生打滑现象(上坡)或者溜车现象(下坡)的大坡道上。当工矿电机车行驶到这些大坡道上时，该套装置工作，其动力源由锂电池组10提供。

当工矿电机车牵引负载车辆上坡运行时，动力的传递路线是：锂电池组10→电机21→减速机22→驱动齿轮23→齿条31，此时电机21是作为电动机使用的。当工矿电机车牵引负载车辆下坡运行时，动力的传递路线刚好与辅助爬坡时的相反，即：齿条 31→驱动齿轮23→减速机22→电机21→锂电池组10，此时的电机21是作为发电机来使用的，向锂电池组10充电，此时工矿电机车的动能通过向锂电池组10的充电消耗掉，从而达到辅助制动、使得机车减速的目的。

实施例3

在本实用新型的技术方案中，动力源采用了锂电池组，也可以采用其他类型的电池组，比如铅酸蓄电池组、超级电容电池组等。

在本实用新型的技术方案中，采用了能实现大速比、大增扭的平行轴减速机，也可以采用能实现减速增扭作用的其他类型的减速机。

在本实用新型的技术方案中，可根据需要，在工矿电机车纵向上布置多组爬坡和制动辅助装置。

在本实用新型的技术方案中，采用了48V电压等级的锂电池和直流电机，也可以根据需要，采用其他电压等级的锂电池和电机，比如24V、72V等。

在本实用新型的技术方案中，齿条轮齿的齿廓为直线，也可以根据需要设置为渐开线、摆线等满足齿廓啮合基本定律的其他齿廓。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：包括锂电池组(10)、驱动组件(20)和轨道组件(30)，当工矿电机车爬坡运行时，所述锂电池组(10)给驱动组件(20)供电使工矿电机车在轨道组件(30)上爬坡，当工矿电机车下坡运行时，工矿电机车通过轨道组件(30)和驱动组件(20)给锂电池组(10)进行充电。

2.根据权利要求1所述的一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：所述锂电池组(10)为动力源，固定在工矿电机车的车体上，其电压等级为DC48V。

3.根据权利要求1所述的一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：所述驱动组件(20)由电机(21)、减速机(22)、驱动齿轮(23)、轴端挡圈(24)、螺钉(25)和安装架(26)组成，所述电机(21)固定在减速机(22)的外壳上，所述减速机(22)的输出轴上安装有驱动齿轮(23)，所述驱动齿轮(23)由轴端挡圈(24)和螺钉(25)进行轴向定位；所述减速机(22)的侧面固定有安装架(26)，所述安装架(26)通过焊接方式固定在工矿电机车的车体上。

4.根据权利要求3所述的一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：所述电机(21)水平布置，所述电机(21)的输出轴与减速机(22)的输出轴平行，所述电机(21)的电压等级为DC48V。

5.根据权利要求1所述的一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：所述轨道组件(30)主要由齿条(31)、齿条支撑板(32)、连接板(33)、钢轨(34)、枕木(35)和铰制孔用螺栓(36)组成，所述齿条支撑板(32)通过连接板(33)固定在钢轨(34)上，所述齿条支撑板(32)上通过铰制孔用螺栓(36)连接有齿条(31)，所述齿条(31)与驱动齿轮(23)通过啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：所述齿条支撑板(32)上设有固定齿条(31)的通孔(3201)，所述通孔(3201)的直径与铰制孔用螺栓(36)的杆部直径相同。

7.根据权利要求5所述的一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：所述连接板(33)的一个直角边(3301)与齿条支撑板(32)的底面相焊接，所述连接板(33)的另一个直角边(3302)与钢轨(34)的内侧面相焊接。

8.根据权利要求5所述的一种工矿电机车辅助爬坡与辅助制动装置，其特征在于：所述连接板(33)对称地布置在轨道的横向两侧，用于将齿条支撑板(32)固定在两侧的钢轨(34)上。

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