矿用电机车气动制动系统的制动特性与改进对策研究

论文摘要

矿用蓄电池电机车是我国矿业生产的主要运输工具之一,随着矿业开采技术的发展和矿山产量的增加,对机车运输能力的要求也越来越高。然而随着机车运输能力的增大,其制动性能却没有得到相应提高,无法满足《煤矿安全规程》关于机车紧急制动距离的限制。因此,提高机车气动制动系统的制动性能,对确保安全制动的前提下增大机车运输能力具有一定的实际意义。本文首先在分析8t矿用蓄电池电机车整车技术参数和制动系统的基础上,通过对制动过程中制动车轮的力学分析、车轮与钢轨的粘着分析、机车牵引质量分析和整车的受力状态分析,建立了制动过程的数学模型。随后利用ADAMS/view建模仿真技术分别对机车不同工况下的制动过程进行仿真。通过对比仿真分析与理论分析结果得出,机车制动过程曲线与理论公式基本吻合。同时得出,机车满载三档速运行时的紧急制动距离超过安全规程的规定。本文最后结合前面的分析结果得出机车制动机构输出制动力效率低和制动空行程时间过长是导致紧急制动距离超限的主要原因。为解决上述问题本文进行了对策研究,主要包括以下两个方面:(1)对关键制动机构进行优化设计;(2)设计一套机车弯、岔道刹车智能控制装置。通过仿真分析得出,这两种对策很好的解决了机车紧急制动距离超限的问题。通过本文的研究,为矿用蓄电池电机车气动制动系统的设计和实验提供了重要的参考依据,研究成果具有一定的理论指导和实践应用意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 矿用蓄电池电机车制动方式概述
• 1.3 矿用蓄电池电机车制动系统发展和研究现状
• 1.4 课题来源及主要研究内容
• 第二章 矿用蓄电池电机车制动过程分析与数学建模
• 2.1 矿用蓄电池电机车主要参数与制动系统
• 2.1.1 矿用蓄电池电机车主要参数
• 2.1.2 矿用蓄电池电机车制动系统原理简介
• 2.1.3 矿用蓄电池电机车制动过程简介
• 2.2 矿用蓄电池电机车制动过程受力分析
• 2.2.1 制动状态车轮力学分析
• 2.2.2 制动状态车轮与钢轨粘着分析
• 2.2.3 8t矿用蓄电池电机车牵引质量分析
• 2.2.4 制动状态下整车受力分析
• 2.3 矿用蓄电池电机车制动过程数学模型的建立
• 2.4 本章小结
• 第三章 矿用蓄电池电机车气动制动系统仿真分析
• 3.1 矿用蓄电池电机车气动制动系统动力学建模分析
• 3.1.1 虚拟样机技术
• 3.1.2 气动制动系统动力学方程的建立与求解
• 3.2 矿用蓄电池电机车气动制动系统几何建模
• 3.3 矿用蓄电池电机车气动制动系统系统建模
• 3.3.1 矿用蓄电池电机车气动制动系统约束及运动的添加
• 3.3.2 矿用蓄电池电机车气动制动系统外力的添加
• 3.4 矿用蓄电池电机车气动制动系统模型仿真方法
• 3.4.1 建立制动系统的测量对象
• 3.4.2 机车制动系统的模型检验
• 3.4.3 制动系统样机模型仿真
• 3.4.4 制动系统样机仿真数学模型的建立
• 3.5 矿用蓄电池电机车不同工况下制动过程仿真
• 3.5.1 矿用蓄电池电机车空载情况下制动过程仿真
• 3.5.2 矿用蓄电池电机车满载二档速运行制动过程仿真
• 3.5.3 矿用蓄电池电机车满载三档速运行制动过程仿真
• 3.6 本章小结
• 第四章 提高矿用蓄电池电机车制动性能对策研究
• 4.1 提高机车制动系统制动力输出性能的对策研究
• 4.1.1 矿用蓄电池电机车制动机构优化设计
• 4.1.2 优化后机车制动过程仿真分析
• 4.2 缩短机车制动空行程时间的对策研究
• 4.2.1 机车制动系统气压回路的改进设计
• 4.2.2 弯、岔道无线遥控智能刹车控制系统设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果