關于工程機械防爆技術可行性研究與展望

　　1.2防爆裝載機防爆技術及發展超勢
 

　　1.2.1防爆裝載機的防爆技術
 

　　因為防爆裝載機也是裝載機之一，所以其總體結構、動力系統以及傳動系統等都與普通裝載機相差不大。如前后機架中央接、全液壓轉向：工作裝置的鏟斗、大臂前置；液力-機械傳動：柴油機發出的動力通過液力變矩器、變速箱、前后傳動軸、前后驅動橋，最后驅動車輪旋轉等，都和普通裝載機一樣，但關鍵的不同是進行了防爆處理。
 

　　裝載機的防爆主要是指其柴油發動機須符合國家及行業防爆標準，也就是必須滿足進氣防爆、排氣防爆、電氣防爆要求。使柴油發動機能夠在井下環境中安全、可靠地工作。柴油機防爆裝置及其原理1
 

　　關于工程機械防爆技術的可行性，比如防爆裝載機屬于轉載機的一種，其總體結構、動力系統以及傳動系統等都與普通裝載機相差不大。前后機架中央接、全液壓轉向：工作裝置的鏟斗、大臂前置；液力-機械傳動：柴油機發出的動力通過液力變矩器、變速箱、前后傳動軸、前后驅動橋，最后驅動車輪旋轉等，都和普通裝載機一樣，但關鍵的不同是進行了防爆處理。
 

　　裝載機的防爆主要是指其柴油發動機須符合國家及行業防爆標準，也就是必須滿足進氣防爆、排氣防爆、電氣防爆要求。使柴油發動機能夠在井下環境中安全、可靠地工作。柴油機防爆裝置及其原理
 

　　(1)柴油發動機進氣裝置組成及防爆原理
 

　　防爆柴油發動機進氣裝置由空氣過濾器、進氣軟管、進氣節門、進氣防爆欄等組成。其作用是保證所吸入的空氣純潔，并阻止火焰或火花排出。與普通車用發動機相比，防爆發動機多了套由進氣節門與進氣防爆柵欄組成的進氣防爆裝置。進氣防爆柵欄的作用是防止發生回火時氣缸內高溫高壓廢氣中的火花從進氣口排出點燃井下瓦斯氣體。現行防爆標準規定，進氣防爆冊欄的厚度不得小于50mm， 柵欄間隙不大于0.5mm
 

　　(2)柴油發動機排氣裝置組成及防爆原理
 

　　由于普通柴油發動機的排氣溫度在650℃以上，其排出的高溫高壓廢氣中還有大量燃燒未盡的火焰與火花.容易點燃開下瓦斯氣體。因此并下運輸車輛必須有完善可靠的發動機排氣防爆裝置。日前，煤礦常見的防爆發動機排氣裝置有干式和濕式兩種。千式排氣裝置由水冷式排氣管、水冷式排氣波紋管、廢氣熱交換器、廢氣防爆柵欄、火焰捕捉器和排氣尾管組成。廢氣與冷卻水不直接接觸。濕式排氣裝置由水冷式排氣管、水冷式排氣波紋管或直管)、濕式冷卻凈化水箱、排氣防爆柵欄和排氣尾管組成。與普通車用發動機不同為降低廢氣表面溫度達到防爆目的，無論干式還是濕式廢氣處理系統，都配備有相同功能的水冷式排氣管和廢氣防爆柵欄。水冷式排氣管與水冷式排氣波紋管水套夾層和發動機冷卻水路相通，其作用是給排氣降溫。排氣防爆柵欄由許多厚度不小于50mm、每片間隙不大于0.5mm的不銹鋼片組用螺栓連接而成。與進氣防爆欄一樣，其作用是阻滅從氣缸內高溫高壓廢氣中排出的火焰與火花。為保險起見， 些車輛還裝有火焰捕捉器，確保消除火焰與火花
 

　　(3)千式排氣防爆裝置的工作原理
 

　　裝有干式排氣防爆裝置的柴汕發動機，其高溫高壓廢氣從氣缸中排出，經水冷式排氣管、水冷式排氣波紋管與廢氣熱交換器降溫，流經排氣防爆柵欄與火花捕提器消除火焰與火花，再從安裝在發動機散熱器前端的排氣尾管中排出，并被風扇氣流吹散和稀釋。千式排氣防爆裝置的廢氣熱交換器實質就是一個吸熱器。它由許多吸熱管和吸熱片組成。吸熱管是焊接在廢氣熱交換器上下水套夾層之間的直管，其中通有冷卻水。為了提高散熱效果，在吸熱管外面套裝了很多齒狀金屬吸熱片來增加吸熱面積。發動機氣缸排出的高溫高壓廢氣通過廢氣熱交換器冷卻管表面時，其熱量被冷卻水吸收，廢氣表面溫度降低，火焰與火花數量得以減少。另外，整個千式排氣防爆裝置還是一個排氣消聲器，起著平衡廢氣壓力波動，減小排氣噪聲的功用
 

　　(4)濕式排氣防爆裝置的工作原理
 

　　裝有濕式排氣防爆裝置的發動機，其高溫高壓廢氣從氣缸中排出，經水冷式排氣管、水冷式排氣管降溫，然后進入濕式冷卻凈化水箱，被其中的冷卻水洗浴后，排氣火焰與火花消失，溫度降低。然后再從排氣防爆柵欄和排氣尾管中排向環境大氣
 

　　1.2.2防爆裝載機的發展新超勢
 

　　(1)人機工程學設計在防爆裝載機設計的應用
 

　　由于井下工作條件與環境十分惡，因此人們特別重視防爆裝載機的人機工程學的設計，其日的在于研究與解決人一機器—環境協調統一，形成有機聯系，使機器或設備適合人的生理與心理要求以及其他因素。從而達到工作環境舒適安全、操作準確、省力、簡便、減輕操作疲勞和提高工作效率。對大型防爆裝載機來說，采用全封閉、隔音、防振、防傾翻、防落石、帶空調的駕駛室，使用更安全、更高效
 

　　(2)自動化程度愈來意高
 

　　新的機型一個重要的特點就是自動化程度愈來意高。在危險地區或環境惡的地方，廣泛采用離開危險區無線電遙控、電視遙控以及今天的計算機控制。在中心控制室通過計算機直接控制一臺或幾臺防爆裝載機作業。在柴油機控制中廣泛采用電子控制系統，根據發動機傳感器所發出的臨界工作參數信號，利用信息來控制噴油量和噴油定時。另外，自動換擋裝置也是當前防爆裝載機發展的方向之一。由于防爆裝載機在極度嚴的環境下操作，再加上粉塵和潮濕物及其他不利物質影響，軸承的摩擦磨損十分嚴重。再加上其他條件的限制，往往又不能及時潤滑，從而使設備損壞、機器停工，因此近幾年各防爆裝載機廠家廣泛采用自動潤滑系統。該系統能定時、定量自動潤滑，潤滑工作是在機器運行中進行，確保軸承內易于注入潤滑脂，每個軸承潤滑點均能得到恰當定量的潤滑脂，在軸承夾縫處溢出的潤滑脂形成一道屏障，有效防止污染物或潮濕物進入軸承內。由于采用了自動潤滑系統，大幅度減輕維修及保養費用，延長軸承壽命。
 

　　(3)生產能力大大提高
 

　　新型防爆裝載機比舊型的一般功率加大了，速度提高了，載重量增加了，生產能力提高了特別強調采用Z形連桿，由于翻斗油缸大端進油，所以增加了鏟取力。選擇最佳的牽引力，鏟取力與機械性能配合，使鏟斗能快速插入料堆。設計結構合理的鏟斗形狀，有利于礦物的流動從而大大提高鏟斗的裝滿系數，保證做到“一次裝滿”，同時還減少了卸載時間，大大增加了防爆裝載機生產能力。
 

　　(4)更容易維修
 

　　除了采用白動集中潤滑外，在一些防爆裝載機斗、臂油缸，上下接體，銷軸上廣泛采用新型密封儲油結構，加強其密封性。并在銷軸內部設置一較大儲油腔，這種設計，減少了潤滑工作，不必像以前每班注射油脂，正常情況下，幾百小時到兩千小時保養一次，新的銷軸結構設計使更換油缸、鏟斗容易，從而減少維修時間。為了便于維護，有的防爆裝載機把大部分液壓元件布置在機器的中部，接近性好。由丁最新的控制技術使得液壓管數量更少，管路布置更簡單，閥塊更緊，可靠性更高，從而增加維修接近性，減少了維修時間
 

　　(5)新的動力正在出現
 

　　為了降低通風成本和減少廢氣排放，凈化周環境，日前正在進行燃料電池的研究。WAPER
 

　　公司提供的轉換燃料動力的電動E55T-6型防爆裝載機正在試驗之中。由水電解產生的氫是個很清潔的工藝。當氫在燃料電池中被消耗時，其排放物僅僅是水蒸氣。其他的公司也在進行這方面的研究。