闫刚
安徽省皖北煤电集团有限责任公司五沟煤矿 安徽省 淮北市 235131
摘要：现阶段，在矿用电机车启动制动系统之中仍然存在许多问题有待解决，为此，要求在电动车制动装置之中应用启动制动系统，并予以积极优化，降低系统的生产及维护成本。同时，积极提升系统的运行效率，以切实推动矿用电机车的发展。
关键词：用蓄电池电机车；气动制动系统；制动特性；改进对策
近年来，我国采煤技术得到了不同程度的发展，也相应提高了综采设备的自动化水平，让工作面的采煤效率得到了切实提升。基于此，要求积极设计与其需求相契合的运输系统，以充分保障综采工作面运输设备的稳定性和可靠性，在此背景下，对于矿用电机车气动制动系统的制动性能提出了更高的要求。基于此，本文将对于这一内容展开研究，希望可以为这一制动系统的设计及实验提供充足的参考依据。
1 传统制动系统的弊端
大量研究表明，现阶段工作面电动车主要依靠机械结构实现制动，并以闸瓦制动装置作为主要的结构。机械制动装置的结构一般相对简单，但是在实际应用过程中仍然可能出现制动不彻底或不及时等一系列问题，在一定程度上限制了电动车运行的安全性。
为了让电动车的制动性能得到切实提升，需要将机械制动和气动制动的方式进行充分整合，以实现对于电机车的综合性制动，在紧急制动的状态下，强化闸瓦和车轮踏面之间的摩擦。但是通过这种方法会在一定程度上缩短设备的使用寿命。随着变频技术的不断发展，将其应用于电动车制动系统之中，可以发挥良好的制动效能，但是需要消耗大量的成本。
由此可见，对于电动车制动系统而言，研发一种可以实现气动和制动同时化进行的系统是其主要的发展趋势[1]。
2气动制动系统设计
本文所提及的气动制动系统的最主要应用对象为某型电机车。现阶段，在矿用电机车启动制动系统之中，一般包含单回路和双回路两种主要的制动模式，采取单回路气动制动系统的模式，其管路结构相对较为简单，只需通过较为简易的安装流程便可实现控制。至于双回路气动制动系统，其管路结构则通常十分复杂。但是表现出较高的稳定性和可靠性。在电动车制动系统之中，由于管路的分布相对复杂，在一定程度上增加了系统维修的难度。
针对矿用电机车之中的不同回路气动制动系统予以分析对比，发现运用单回路气动制动系统的形式可以发挥出更为良好的性能优势，为此，笔者将采用气动蹄式制动系统的形式，现结合生产设计需求，将系统之中的储气罐压力上限和下限分别设定为0.75 MPa和0.5 MPa[2]。
3 影响气动制动系统参数的分析
为建立对于所应用系统制动性能的深刻把握，要求利用Simulink软件搭建相应的仿真模型，同时针对不同参数可能对系统制动性能所造成的影响，实施仿真分析。结合生产设计需求，确定储气罐的上限压力、下限压力分别为0.75 MPa和0.5 MPa，且对气罐压力分别为0.3 MPa、 0.5 MPa以及0.7 MPa。
相关仿真结果表明，气罐压力越大，则系统制动器的反应速度也就越快。
在气罐压力为0.7MPa时，由于系统的制动性能相对灵敏，可能导致车轮发生抱死；在气罐压力为0.3MPa时，系统的制动力输出速度相对较慢，且峰值一般较小，难以实现良好的制动效果。基于此，要求结合生产实际展开对于气罐压力的充分调整。
4 提高机车制动系统制动力输出性能的措施
4．1 矿用蓄电池电机车制动机构优化
借助ADAMS／View优化分析模块实现对于机车连杆操纵机构的充分优化，针对初始连杆机构制动系统实施仿真处理，以获取最为精准的仿真结果，并据此展开对于机构的合理化参数设置，确定相应的设计变量，结合之前的仿真结果，实现对于目标的优化调整，并由系统建立相应的目标函数，将其当做初始条件，依托于多次迭代作用，找到与优化目标相契合的最优结构。
依托于参数化驱动的方式，实现对于虚拟样机模型的自动化更新。待更新完成后，针对模型制动连杆机构的尺寸及安装角度予以记录。最终发现，针对机车制动连杆机构予以优化设计，具有一定的可行度，可以切实提升机车的制动性能，同时在最大程度上缩短其制动距离。然而，通过这种方式难以充分解决与形成时间相关的问题，为此仍需进行深入探索。
4．2 缩短机车制动空行程时间的对策
在《煤矿安全规程》之中针对最大制动距离的内容进行了明确规定，提出要将其控制在40米以内。一般通过人工脚闸阀实现对于机车气动制动系统的充分控制，然而，由于井下的光线条件一般相对较为昏暗，使得机车司机往往难以凭借直觉确定行车的准确位置。同时，一旦司机处于疲惫状态则难以及时发现红灯信号，可能带来一定的安全隐患，为此，需要积极提升行车制动反应的灵敏性，以切实缩短制动所需的距离。
对于空压机而言，直流电机是其最为主要的动力源，可以在弹性联轴器作用下让空压机和电动机实现高效联接，并经由冷却器冷却处理后，将其排入气罐之中。在此时，可能由于冷却作用而导致压缩空气之中分离出冷凝水，并大量堆积于气罐底部，从自动排水器之中自由排出。可以借助水分过滤器的形式清除掉压缩空气之中的游离水分及尘埃，并将细雾状润滑油经由油雾器装置注入到过滤器之中，同时，借助脚闸阀驱动，实现良好的制动效果。此外，也可以借助手动操作的形式，实施撒砂处理。
此外，在压力继电器装置之中导入主导管之中的空气，可以结合实际的电气信号实现对于电动机的有效驱动。在经过优化改造后，可以通过水分过滤器的形式，清除掉气罐中各类压缩空气之中所掺杂的水分和尘埃，将其注入到细雾状润滑油之中，并分成两路，分别经过二位五通电磁换向阀和经脚闸阀，在梭阀处予以汇集，以实现良好的刹车驱动效果。利用减压阀的形式，实现对于汽缸之中压力最大值的有效控制，以免因刹车力过大而导致机车出现“打滑”[3]。
结束语：对于综采工作面而言，电机车是其中较为重要的运输设备，这一设备的制动性能与工作面的采煤效率关系密切。一般而言，气动制动系统是电动车制动过程中最为主要的系统，借助单回路蹄式制动系统的形式，可以从制动距离和时间等多个角度实现对于这一系统的优化，以更好契合相关需求，让电机车的制动效率得到充分保障。
参考文献：
[1]王金宝. 矿用电机车制动特性的研究[J]. 机械管理开发, 2020, v.35;No.203(03):88-89+110.
[2]董丽, 邢同超, 孙海燕. 矿用电机车制动压力控制与匹配策略研究[J]. 煤矿机械, 2020, v.41;No.387(05):46-49.
[3]李谟发, 张碧, 邓鹏,等. 矿用电机车变频调速系统的设计与实现[J]. 科技创新与应用, 2019, 000(036):102-104.
作者简介：闫刚（1981—），男，汉族，安徽省淮北市人，大专，技术员，研究方向：矿用防爆蓄电池电机车安全运输、斜巷变频绞车智能提升? 。