WC55E铲板式搬运车的研制及工业性试验

路 娟，张 磊，代卫卫

(1.中煤华晋集团有限公司，山西 河津 043300；2.中煤华晋集团 韩咀煤业有限公司，山西 乡宁 042199)

0 引言

目前，我国使用的煤矿井下铲板式支架搬运车主要依靠进口，近几年引进的主要车型有比塞洛斯公司的以发动机为动力源的FBL40、MH-40、FBL55铲板式支架搬运车和以蓄电池为动力源的VT636-2、VT630、VTC650和VTC680等型号的铲板式支架搬运车，英国艾姆科(EIMCO)公司的912X铲板式支架搬运车,山特维科公司的ED25、ED40铲板式支架搬运车等。但由于进口设备存在价格较高、备件供应周期较长和售后服务成本较高等问题，降低了设备使用效率，提高了设备使用成本，从而在一定程度上限制了其在国内煤矿更大范围的推广。

为打破55 t铲板式搬运车进口的高价垄断，减少因服务不及时造成的车辆事故影响，研制了WC55E铲板式搬运车，并在工业性试验中取得了良好的效果。

1 WC55E铲板式搬运车的研制

1.1 WC55E铲板式搬运车的主要技术参数

WC55E铲板式搬运车的主要技术参数为：车辆自重52 t，额定载荷55 t，绞车牵引力22 t，发动机功率240 kW，空载行走速度0 km/h～20 km/h，满载行走速度0 km/h～18 km/h，外形尺寸为10.2 m×3.1 m×2.15 m，允许道路最大坡度14°，内转弯半径≤3.3 m、外转弯半径≤6.95 m，车体连接方式为中央铰接式，最小离地间隙为300 mm。

1.2 WC55E铲板式搬运车总体设计

WC55E铲板式搬运车主要由工作机构、前机架装配、后机架装配、操作系统、传动系统、柴油机装配、液压系统、气动系统、润滑系统及电气系统组成。该车采用双举升油缸和双倾翻油缸，可实现整车的搬运功能；具有一部200 kN牵引能力的液压绞车，用来拖动重物；机架采用前后铰接，双液压油缸转向，转弯角度达到42°；车上配备独立驾驶室，可以双向驾驶，方便井下作业使用；车上使用弹簧制动液压释放的安全型轮边制动器，以保证车辆的行驶安全；后桥采用带摆动架的驱动桥，以适应不平的井下路面，增加附着力，提高整车通过性能；车辆配备了大功率的发动机，动力更充足，并安装电保护系统，可对车辆的运行状况实时监测，从而对故障进行及时报警和紧急停机；整车配有倒车影像，可清晰显示驾驶盲区的影响，充分保障车辆的行驶安全。

1.3 WC55E铲板式搬运车的技术难点

由于煤矿井下路况复杂多变，动力传动系统的匹配是该项目的技术难点，目前井下常用柴油机和三相交流异步电动机作为动力装置，由于柴油机的扭矩适应性系数与电动机的过载能力较小，不能满足井下装载机经常过载与载荷频繁变化的要求。为了解决这个问题，可在柴油机和电动机后加装一个液力变矩器。液力变矩器可使车辆具有自动适应性，提高车辆的使用寿命、通过性能和舒适性，简化车辆操作。

井下铲板式搬运车一般采用动力换档变速箱，与非动力换档机械变速箱的主要区别是它采用了液压缸操纵换档离合器，不用切断动力，可以直接换档。一般的变速箱与变矩器的形式分为三种：MHR(变矩器、变速箱一体)、HR(变矩器、变速箱、发动机三位一体)、R(完全分置)，本车选用MHR形式的变速箱，即变矩器、变速箱一体，整车传动系统布置如图1所示。

图1 WC55E铲板式搬运车传动系统布置图

1.4 WC55E铲板式搬运车的主要特点

整车采用前、后机架铰接式液力传动，4×4前后轮驱动，后桥配有摆动架，横向摆动7°，采用弹簧制动液压释放安全型制动器和NO-SPIN防滑自锁差速器的重型驱动桥，具有车速快、承载能力大、装卸方便、操作简单、检修方便的特点。WC55E铲板式搬运车整车示意图如图2所示。

图2 WC55E铲板式搬运车整车示意图

2 WC55E铲板式搬运车工业性试验

2.1 试验地点及条件

WC55E铲板式搬运车于2015年4月22日至2015年6月30日在王家岭矿进行工业性试验。王家岭矿主要辅助运输大巷由副平硐和2号煤集中辅助运输巷组成，其中，副平硐长12.7 km，最长斜坡3 000 m(2.2°)，最大坡度5.5°(271 m)；2号煤集中辅助运输巷长5.1 km，最大坡度8°(110 m)，最长斜坡610 m(3°)。工作面安装期间单程运输距离长约16 km。

2.2 设备搬运情况

WC55E铲板式搬运车主要用于井下综采工作面采煤机、皮带机及移动变压器等设备的整体下井，以及液压支架的短距离搬运和工作面摆放等工作，共完成王家岭矿12101、20109、12311、12318等4个工作面的设备安装，20103、12109、12101等3个工作面的设备拆除(单程运输距离长约16 km)以及拖运故障车辆和井下其他设备的搬运任务。WC55E铲板式搬运车在工业性试验期间开机运行总时间为527 h，运行总里程约911 km，井下摆放、拖拽支架总重超过6 000 t。

2.3 性能综合比较分析

通过对比比塞洛斯FBL55铲板式搬运车，WC55E铲板式搬运车总体性能达到甚至超过进口FBL55铲板式搬运车性能指标(见表1)，主要优势有：①整机设计合理，各部件运行稳定、可靠；②增大了发动机功率，发动机功率提高了20%左右，解决了发动机功率不足的问题，动力强劲，爬坡能力强；③选用了可用于超重载的实心橡胶轮胎，通过对橡胶材料及散热结构的研究，改善了轮胎吸振性和散热性能，在保证轮胎使用寿命的同时增加了车辆的附着力和驾驶舒适性；④可分体，适应国内各型矿井条件；⑤选配了可视化第二代保护监控仪，并根据保护装置开发了相应的数据收集装置，可在显示屏集成显示各项参数，提高了操作和保养维护效率；⑥发动机外循环水路创新采用外部连接方式，增加了发动机元部件的可靠性，延长了使用寿命。

表1 WC55E搬运车与FBL55搬运车指标对比

3 经济和社会效益

(1)经济效益。研制开发的WC55E铲板式搬运车售价仅相当于进口同类机型的50%～70%。以国内每年需求30辆搬运车计，每年可节省设备投入1.7亿元左右。经过在王家岭矿一年的运行，各项技术性能、适用性、可靠性、经济性均能够满足实际应用要求，且运行维护成本大大降低，同时备件供应及时、维修周期短、售后服务保证，确保了该车的稳定运行，给企业带来了巨大的经济效益，一年可创造直接经济效益707万元左右。

(2)社会效益。该车是国内载重量最大的以发动机为动力的重载铲板式搬运车，实现了长、短距离“面到面”重型采掘装备的快速搬运、连续作业，完善了国内煤矿井下综采工作面快速搬家成套装备的体系。其成功研制极大地提高了我国煤矿井下辅助运输的机械化水平，提高了工作的安全性，降低了工人的劳动强度，满足了矿井的高产、高效生产需要，为我国井下煤矿的现代化、机械化贡献了一份力量。