一种底侧卸式矿车底盘轻量化方法与流程

本发明涉及底侧卸式矿车底盘领域，特别是涉及一种底侧卸式矿车底盘轻量化方法。

背景技术：

底侧卸式矿车因其相对于其他形式（固定式、侧卸式、底卸式等）矿车，具有卸载平稳迅速、底盘粘结矿少、生产效率高、矿石对曲轨冲击磨损小等优势在井下金属矿山的矿石运输生产中逐步在国内大中型井下矿山逐渐大量广泛推广应用。该形式矿车装载容积为4~12m³， 4m³小规格底侧卸式矿车在卸矿过程中常发生不能连续完成卸矿过程，容易在矿车底盘打开卸矿后，矿车逐渐减速至停止不前现象。

本发明方法为对该型矿车分析后发现主要原因为矿车卸矿后离开卸矿区域时前进阻力过大，且阻力主要来自底盘闭合反作用力过大导致。因此，通过减小底盘重量从而降低矿车前进阻力，可以促使矿车完成连续卸矿切实可行。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供一种底侧卸式矿车底盘轻量化方法，针对底盘筋板数量过多、分布不合理、尺寸过大、以及底盘部件过重等问题，通过减小底盘重量从而降低矿车前进阻力，促使矿车完成连续卸矿切实可行，为达此目的，本发明提供一种底侧卸式矿车底盘轻量化方法，具体步骤如下：

1）采用三维软件对待轻量化底侧卸式矿车底盘进行结构模型建立处理，并进行有限元分析，分析结果显示底盘应力分布被打乱，而且支撑连接点应力过度集中，底盘最薄弱处安全系数较低，重新分布底盘底部加强筋板的走向，按应力分布集中点进行加强筋板分布，即将底板下原规整的纵横垂直分布的横向筋板、纵向长筋板，以及各对角撑筋，改为横向斜分布的改进后横向长筋板以及断开分布的改进后纵向长筋板，并根据结构减少多余的短筋板；

2）对改进后纵向长筋板及改进后横向长筋板进行钻孔减重，此外将改进后横斜向长筋板下边改为斜边，铰接点和支撑处卸载轮安装卡板一端的锥度形状，从而进一步减轻底盘重量；

3）将支撑底盘并与卸载曲轨接触的卸载轮由厚重结构加一对滚动轴承的结构安装形式改为凹进的轮辐式结构，并改为重量较轻的滑动轴承安装，使得底盘重量再次减轻。

本发明的进一步改进，底侧卸式矿车底盘轻量化方法适用于正后方打开卸矿的底卸式矿车和侧边打开卸矿的底侧卸式矿车，本发明改进方法适用于正后方打开卸矿的底卸式矿车及侧边打开卸矿的底侧卸式矿车。

本发明提供一种底侧卸式矿车底盘轻量化方法，通过改进矿车底盘的纵横筋板分布和筋板的形状及尺寸，以及底盘安装零部件的轻量化，在确保底盘结构强度的情况下有效降低矿车底盘重量，从而降低底盘闭合所需的举升力，促进了底卸及底侧卸式矿车卸矿过生产的连续性。

附图说明

图1为本发明改进后的底盘底部加强筋板分布图：

图2为本发明改进后的底盘底部加强筋板形状简图：

图3为本发明原有底盘底部加强筋板分布图：

图4为本发明原有底盘底部加强筋板形状简图：

图5为本发明改进后的底盘安装零部件示意图；

图6为本发明原有底盘安装零部件示意图；

图7为本发明改进前底盘结构安全性示意图；

图8为本发明改进后底盘结构安全性示意图；

图9为本发明改进前底盘最大变形示意图；

图10为本发明改进后底盘最大变形示意图；

图11为本发明底卸式矿车底盘强筋板分布示意图；

图示说明:

1、底板； 2、横向筋板； 3、卸载轮安装卡板；

4、纵向长筋板； 5、轮轴安装板； 6、铰接点；

7、改进后纵向长筋板； 8、改进后横斜向筋板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对发明做详细的说明：

本发明提供一种底侧卸式矿车底盘轻量化方法，针对底盘筋板数量过多、分布不合理、尺寸过大、以及底盘部件过重等问题，通过减小底盘重量从而降低矿车前进阻力，促使矿车完成连续卸矿切实可行。

如图7所示采用三维软件进行底盘结构模型建立，并进行有限元分析，分析结果显示底盘应力分布被打乱，而且支撑连接点应力过度集中，底盘最薄弱处安全系数较低。重新分布底盘底部加强筋板的走向，即如图1和2所示，按应力分布集中点进行加强筋板分布，即由图3和4中的规整的纵横垂直分布的横向筋板2、纵向长筋板4，以及各对角撑筋，改为图1和2所示横向斜分布的改进后横向长筋板8以及断开分布的改进后纵向长筋板7，并减少多余的短筋板。

如图1和2所示将改进后纵向长筋板7及改进后横向长筋板8进行钻孔减重，此外对改进后横斜向长筋板8下边改为斜边，铰接点6和支撑处卸载轮安装卡板3一端的锥度形状，从而进一步减轻底盘重量。

如图5和6所示，将支撑底盘并与卸载曲轨接触的卸载轮由厚重结构加一对滚动轴承的结构安装形式改为凹进的轮辐式结构，并改为重量较轻的滑动轴承安装，使得底盘重量再次减轻。

如图8对轻量化改进设计后的底盘采用三维软件重新建立结构模型，并进行有限元分析，分析结果显示轻量化改进设计后的底盘应力较均匀，且连接点应力集中现象较好改观如图9和10对比可知轻量化改进设计后的底盘最薄弱处安全系数由1.5增大到1.9，而底盘最大变形由3.93e-0.04降低为2.915e-0.04，最终轻量化改进设计后的底盘最大位移9.202减小为7.247e-0.04，从而证明轻量化改进不仅没有削弱底盘结构强度，反而提高底盘强度及安全性。

如图11对于底盘在长度方向正后方打开卸矿的底卸式矿车，底卸式矿车铰接点和底卸式矿车卸载轮安装卡板分别位于矿车底盘的长度方向两端，参照侧边打开卸矿的底侧卸式矿车底盘的轻量化设计，按照如图11所示的布置方案分布底盘底部加强筋板，由断开分布的底卸式矿车纵向筋板、呈V型分布的卸式矿车纵向斜筋板以及底卸式矿车横向筋板组成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。