煤矿防爆无轨车辆可自动补偿的气囊式减震装置的制作方法

1.本发明涉及矿用防爆无轨车辆减震技术领域，具体涉及一种煤矿防爆无轨车辆可自动补偿的气囊式减震装置。


背景技术：

2.传统煤矿防爆无轨车辆如铲板式支架搬运车、防爆装载机、防爆胶轮车等，其车架与车桥间的连接一般采用不带减震装置的直接连接，此种连接方式的防爆无轨车辆在煤矿复杂工作环境下颠簸严重，不但驾驶员驾驶体验感很差，而且对车辆的损害也很大，特别是在持续的重载颠簸状态下，由于车架与车桥间直接固定连接，没有缓冲，经常造成车架和车桥开裂，大大减少车架和车桥的使用寿命。针对上述问题，目前煤矿防爆无轨车辆在其车架与车桥间广泛采用板簧式减震装置将车架与车桥连接，虽然采用了板簧式减震装置的煤矿防爆无轨车辆基本能够克服车架与车桥直连的传统煤矿防爆无轨车辆存在的相应技术问题，但是，目前煤矿防爆无轨车辆采用的板簧式减震装置仍然存在以下不足：其一，板簧减震装置本身占用空间较大，势必会导致整个车身尺寸增大，使得整车重量及制造成本增加；其二，由于板簧减震装置在车辆运行过程中噪声较大且用于减震的板簧仍具有相当的刚度，驾驶员驾驶的舒适性和体验感仍然不够理想；其三，由于板簧减震装置固定设于车架与车桥之间，安装完毕后利用板簧上下向的弹性减震，但目前的板簧减震装置对车架的抗侧倾、侧翻能力的提高基本没有作用。因此，针对目前煤矿防爆无轨车辆板簧减震装置存在的问题，研制更为先进的煤矿防爆无轨车辆用的减震装置，是业内人员感兴趣的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：为解决现有技术中板簧减震装置存在的相应技术问题，提供一种煤矿防爆无轨车辆可自动补偿的气囊式减震装置。
4.本发明的技术方案是：本发明的煤矿防爆无轨车辆可自动补偿的气囊式减震装置，其结构特点是：包括分设于煤矿防爆无轨车辆具有的车架后部两侧用于车架支撑、减震及调平的两个减震气囊，设于车身上用于提供上述减震气囊充气气源的供气组件，设于车身上与上述供气组件通气连接用于执行向减震气囊充气的气囊充气组件，设于车身上用于检测减震气囊内的空气压力并根据检测结果相应控制上述气囊充气组件执行充气动作的充气控制组件，分别与供气组件和两个减震气囊通气连接用于车架发生侧倾时自动调平车架的车架调平充气组件。
5.进一步的方案是：上述煤矿防爆无轨车辆还具有两幅摆动架以及两个后车轮，两个后车轮分左右各通过配设的一根轮轴与一幅摆动架连接，两幅摆动架的前端各通过一根配设的铰接轴与上述车架铰接，上述两个减震气囊的下部通过螺栓各与一幅摆动架的后部上端固定连接；两个减震气囊的上部通过螺栓与车架固定连接。
6.进一步的方案是：上述供气组件包括空压机、干燥器、气压调节器、储气罐以及气罐安全阀；上述空压机、干燥器、气压调节器、储气罐依次通过通气管通气连接；气罐安全阀
与储气罐通气连接。
7.进一步的方案是：上述气囊充气组件包括第一减压阀、电磁换向阀和两只单向阀；上述第一减压阀通过通气管与上述供气组件的储气罐通气连接，电磁换向阀与第一减压阀通气连接，两个减震气囊各通过通气管及设于通气管上的一只单向阀与电磁换向阀通气连接。
8.进一步的方案是：上述充气控制组件包括梭阀、压力传感器和控制器；上述梭阀具有两个进气口和一个出气口；压力传感器具有气压检测接口和信号输出端；上述压力传感器的气压检测接口与梭阀的出气口通气连接，梭阀的两个进气口各通过通气管与一个减震气囊通气连接；压力传感器的信号输出端与控制器电连接，控制器与气囊充气组件的电磁换向阀具有的电源端电连接以控制电磁换向阀的电源通断。
9.进一步的方案是：上述控制器设有用于信号处理和控制的cpu模块、与上述cpu模块电连接在cpu模块控制下用于执行电源通断控制的继电器，cpu模块内置有减震气囊充补气压力上下限阈值，上述控制器由其cpu模块与压力传感器的信号输出端电连接，控制器由其继电器与电磁换向阀具有的电源端电连接。
10.进一步的方案是：上述车架调平充气组件包括第二减压阀、两个行程气阀和两个气囊安全阀；上述两个减震气囊各通过一个行程气阀和通气管与第二减压阀通气连接，第二减压阀通过通气管与供气组件的储气罐通气连接；两个气囊安全阀各通过一个行程气阀相应与一个减震气囊连接；上述车架的后部两侧在位于后车轮的后端处各设有一个向下突出的倾斜限位部，两个行程气阀分别在两幅摆动架的后侧上端各固定设置一个，且两个行程气阀设置的位置与车架的两个倾斜限位部相配合。
11.进一步的方案是：上述行程气阀具有顶杆，行程气阀设置的位置应使得两个行程气阀的顶杆与车架的两个倾斜限位部对应相接触或相分离。
12.进一步的方案是：上述车架调平充气组件的第二减压阀具有的导通压力阈值大于上述气囊充气组件的第一减压阀具有的导通压力阈值。
13.本发明具有积极的效果：（1）本发明的气囊式减震装置，其通过在煤矿防爆无轨车辆的车架后部与车桥间分左右各设置一个减震气囊为车辆提供减震，同时相应设置一组能够根据运行工况以及减震气囊内气体压力自动为减震气囊充放气的配设组件，即可实现煤矿防爆无轨车辆的减震。本发明的气囊式减震装置整体体积及重量较小，在车身上布设方便，因而能够有效解决现有技术中板簧减震装置本身占用空间较大导致整个车身尺寸增大、整车重量及制造成本增加的问题。
14.（2）本发明的气囊式减震装置，其在使用过程中，减震气囊的刚度可随内部气体压力的大小而变化从而得到不同的承载能力，同时减震气囊可方便地吸收车架的高频振动并且运行噪音大为降低，驾驶员驾驶的舒适性和体验感明显提高，从而有效解决了现有板簧减震装置在车辆运行过程中震动噪声较大等原因导致驾驶员驾驶的舒适性和体验感不够理想的技术问题。
15.（3）本发明的气囊式减震装置，其通过整体结构的设计，当煤矿防爆无轨车辆在运行过程中若车架发生侧倾时，倾斜所向的一侧的减震气囊通过自动冲放气来实现车架的动态自动调平，防止车架侧倾、侧翻，从而能够有效解决现有板簧减震装置对车架的抗侧倾、
侧翻能力的提高基本无用的技术问题，并且始终保持车架处于动态调平状态避免侧倾状态能进一步提高驾驶员的驾驶舒适性。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明在煤矿防爆无轨车辆上安装的局部结构示意图。
17.上述附图中的附图标记如下：供气组件1，空压机11，干燥器12；气压调节器13，储气罐14，气罐安全阀15；减震气囊2；气囊充气组件3，第一减压阀31，电磁换向阀32，单向阀33；充气控制组件4，梭阀41，压力传感器42，控制器43；车架调平充气组件5，第二减压阀51，行程气阀52，顶杆52-1，气囊安全阀53；车架6，倾斜限位部61；摆动架7，铰接轴71；后车轮8，轮轴81。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
19.（实施例1）见图1和图2，本实施例的煤矿防爆无轨车辆可自动补偿的气囊式减震装置，其主要由供气组件1、减震气囊2、气囊充气组件3、充气控制组件4和车架调平充气组件5组成。
20.供气组件1用于提供减震气囊2充气用的气源。供气组件1包括空压机11、干燥器12、气压调节器13、储气罐14以及气罐安全阀15；空压机11、干燥器12、气压调节器13、储气罐14依次通过通气管通气连接；气罐安全阀15与储气罐14通气连接。工作时，由空压机11输出的压力气体依次经干燥器12和气压调节器13进入储气罐14，气罐安全阀15用于当储气罐14内的空气压力达到气罐安全阀15的打开阈值时排气泄压，以保证储气罐14的工作安全。供气组件1的各组件均为市购件，其结构和工作原理均为现有技术，不作详述。
21.减震气囊2用于煤矿防爆无轨车辆具有的车架6的后部支撑、减震及调平。减震气囊2设有两个，减震气囊2为市购件，例如济南大顺气配生产的fd30-13型号的充气式减震气囊。
22.气囊充气组件3包括第一减压阀31、电磁换向阀32和两只单向阀33。第一减压阀31通过通气管与储气罐14通气连接，电磁换向阀32与第一减压阀31通气连接，两个减震气囊2各通过通气管及设于通气管上的一只单向阀33与电磁换向阀32通气连接。第一减压阀31、电磁换向阀32和单向阀33均为市购件，其中电磁换向阀32可采用诸如airtag公司m3b210-08-r型号的电磁换向阀，第一减压阀31可采用如airtag公司sr200-08-b型号的减压阀。气囊充气组件3各组件各自的具体结构和工作原理不作赘述。工作时，气囊充气组件3在充气控制组件4的控制下，将储气罐14内的高压空气经第一减压阀31减压后再经电磁换向阀32和单向阀33向两个减震气囊2内充气。
23.充气控制组件4用于检测两个减震气囊2内的空气压力并根据检测结果相应控制电磁换向阀32启闭以实现向两个减震气囊2内充补气。充气控制组件4包括梭阀41、压力传感器42和控制器43。梭阀41和压力传感器42均为市购件，梭阀41为或门型梭阀，可采用如上海新益气动元件有限公司xq120600型号的梭阀，压力传感器42可采用如上海允昊自动化设备有限公司pt2301型号的压力传感器。梭阀41具有两个进气口和一个出气口；压力传感器
42具有气压检测接口和信号输出端；控制器43设有用于信号处理和控制的cpu模块、与cpu模块电连接在cpu模块控制下用于执行电源通断控制的继电器，cpu模块内置有减震气囊充补气压力上下限阈值，控制器43由其cpu模块与压力传感器42的信号输出端电连接，控制器43由其继电器与电磁换向阀32具有的电源端电连接以控制电磁换向阀32的电源通断。压力传感器42的气压检测接口与梭阀41的出气口通气连接，梭阀41的两个进气口各通过通气管与一个减震气囊2通气连接。工作时，控制器43的cpu模块将压力传感器42发送的减震气囊2实时检测值与内置的减震气囊充补气压力阈值相比较，当检测值小于减震气囊充补气压力下限阈值时，控制电磁换向阀32通电，为减震气囊2充补气，当检测值达到减震气囊充补气压力上限阈值时，控制电磁换向阀32断电停止向减震气囊2内充补气。
24.车架调平充气组件5用于煤矿防爆无轨车辆的车架6在运行过程中经过坑洼路面或装载不平衡等情况导致车架6发生向一侧侧倾时自动对设于该侧的减震气囊2充气以提高减震气囊2的支撑行程和强度从而实现车架6在调平侧倾时的自动调平。车架调平充气组件5包括第二减压阀51、两个行程气阀52和两个气囊安全阀53。第二减压阀51、行程气阀52、气囊安全阀53均为市购件，行程气阀52可采用如上海新益气动元件有限公司xq230612型号的行程气阀，行程气阀52具有顶杆52-1；第二减压阀51具有的导通压力阈值大于第一减压阀31具有的导通压力阈值。两个减震气囊2各通过一个行程气阀52与第二减压阀51通气连接，第二减压阀51与储气罐14通气连接；两个气囊安全阀53各通过一个行程气阀52相应与一个减震气囊2连接，气囊安全阀53用于防止减震气囊2空气压力超过限值以保证减震气囊2的使用安全。
25.参见图2和图1，煤矿防爆无轨车辆具有车架6、两幅摆动架7以及两个后车轮8，两个后车轮8分左右各通过配设的一根轮轴81与一幅摆动架7连接，两幅摆动架7的前端各通过一根铰接轴71与车架6铰接，车架6的后部两侧在位于后车轮8的后端处各设有一个向下突出的倾斜限位部61。
26.两个减震气囊2的下部通过螺栓各与一幅摆动架7的后部上端固定连接；两个减震气囊2的上部通过螺栓与车架6固定连接；供气组件1、气囊充气组件3、充气控制组件4和车架调平充气组件5均固定设于煤矿防爆无轨车辆的车身上，其中，车架调平充气组件5的两个行程气阀52分别在两幅摆动架7的后侧上端各固定设置一个，且两个行程气阀52设置的位置与车架6的两个倾斜限位部61相配合，具体地，两个行程气阀52设置的位置应使得两个行程气阀52的顶杆52-1与车架6的两个倾斜限位部61便于对应相接触或相分离。
27.本实施例的煤矿防爆无轨车辆可自动补偿的气囊式减震装置，其工作原理和过程简述如下：本实施例的煤矿防爆无轨车辆可自动补偿的气囊式减震装置在工作时，由供气组件1的空压机11输出的压力空气依次经干燥器12和气压调节器13进入储气罐14，并保持储气罐14内始终存储有压缩空气，工作过程中，充气控制组件4的压力传感器42通过梭阀41与两个减震气囊2通气连接实时检测两个减震气囊2内的空气压力值，压力传感器42的检测值实时发送给控制器43，控制器43的cpu模块将压力传感器42发送的减震气囊2实时检测值与内置的减震气囊冲补气压力阈值相比较，当检测值小于减震气囊充补气压力下限阈值时，控制器43通过其继电器接通电磁换向阀32的工作电源，电磁换向阀32导通向减震气囊2内充补空气，当检测值达到减震气囊充补气压力上限阈值时，控制电磁换向阀32断电停止向
减震气囊2内充补气，如此实现两个减震气囊2内的空气压力的动态自动补偿。煤矿防爆无轨车辆在运行过程中，两个后车轮8的颠簸使得两幅摆动架7的前端依托铰接轴71上下运动，由于两幅摆动架7各与一个减震气囊2的下端固定连接，两幅摆动架7后端的上下运动会向上压缩或向下拉动两个减震气囊2，从而由两个减震气囊2化解两幅摆动架7后端的上下运动，由于两个减震气囊2的上端与车架6固定连接，从而能够有效实现车架6在运行过程中的减震。
28.煤矿防爆无轨车辆在运行过程中，因经过坑洼路面或因车架6内装载货物不平衡等原因会导致车架6发生向左侧或右侧的侧倾现象，当车架6发生向左侧或右侧一侧倾斜时，位于倾斜一侧的车架6的倾斜限位部61向下压迫相应侧的行程气阀52使其上位导通，储气罐14内的压缩空气经第二减压阀51减压后，再经导通的行程气阀52为同一侧的减震气囊2充气使其内部空气压力增大，减震气囊2行程变长，支撑力提高，将车架6倾斜侧向上顶起，当车架6整体达到水平位置时，车架6的倾斜限位部61复位脱离与行程气阀52的接触，行程气阀52的上位关闭，停止向减震气囊2的充气，同时行程气阀52的下位接通，使得减震气囊2与相应的气囊安全阀53接通，气囊安全阀53的设定压力低于第二减压阀51的输出压力，减震气囊2内的高压气体通过第二减压阀51排气降压至第二减压阀51设定的压力值为止。从而有效解决了煤矿防爆无轨车辆在运行过程中车架6发生侧倾带来的技术问题。
29.以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。