新型矿车车轴
阅读：735发布：2021-06-15
专利汇可以提供新型矿车车轴专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及1吨固定车箱式高强轻质矿车车轴，具体涉及一种新型矿车车轴。属于矿山运输设备领域。本实用新型在原1吨固定车箱式矿车车轴 基础 上优化结构，由原实 心轴 优 化成 局部空心轴，局部空心轴由三部分 焊接 而成，车轴中段采用空心结构，车轴两端阶梯段则为实心结构，与原实心轴两端结构尺寸相同，具体见 说明书 附图 。本实用新型使得车轴 质量 减轻、节能降耗、增产提效、环保安全、经济可靠，提高了车皮利用率和矿车周转率，具有良好的综合经济效益。，下面是新型矿车车轴专利的具体信息内容。
新型矿车车轴
技术领域
[0001] 本实用新型涉及1吨固定车箱式高强轻质矿车车轴，具体涉及一种新型矿车车轴。
背景技术
[0002] 对于地下开采的煤矿或金属矿山，矿井运输是主要生产过程之一。矿用车辆是数量最多的矿井运输设备。要求矿用车辆要有足够的机械强度和寿命、合理的技术参数和良好的使用状态，以保证矿井的安全生产和经济运行。矿车是矿井的主要运输设备之一，目前广泛应用于地下开采的煤矿或金属矿山。
[0003] 在井下，矿车主要靠绞车（斜巷）或电机车（平巷）牵引在轨道上运行。由于绞车及电机车牵引力以及钩头能力的限制，所能牵引的矿车数量是很有限的。在矿车规格一定的前提下，矿车自身质量越大，则无用功耗越多，提升、运输效率越低。如能通过改进结构或采用高强轻质材料以减轻矿车自重，将会大大降低无用功耗，从而提高矿车使用的经济性、安全性和可靠性，这在当前能源紧张的形势下具有重大意义。
[0004] 对于1吨固定车箱式矿车来说，车轴是矿车主要的支撑部件。在设备运行过程中有很大的作用，整个设备运输效率的高低都取决于车轴。因此，无论从节能降耗的角度，还是从安全平稳的角度考虑，都有必要在满足矿车机械强度和使用寿命的前提下，优化车轴的结构和性能参数，降低车轴的质量，从而提高矿车工作的效率。发明内容
[0005] 本实用新型要解决的问题是针对上述不足，提供一种新型矿车车轴，优化车轴结构，减轻车轴质量，提高整车的工作效率。
[0006] 考虑到车轴减重，具体方案为：车轴直径不变，将实心轴改为局部空心轴。局部空心轴由三部分焊接而成，车轴中段采用空心结构，车轴两端阶梯段则为实心结构，与原实心轴两端结构尺寸相同。局部空心轴空心部分采用45号热轧管，实心部分采用与实心轴一致的调质碳素钢45号，见图1。
[0007] 以局部空心车轴空心段的内径为变量，根据强度和几何尺寸条件，原1t固定车箱式矿车车轴的外形尺寸不变，但自重要求最轻。也就是以各空心段的横截面积最小为目标，利用解析法求解局部空心轴的内径，最后可以确定空心段轴的内径为0.048m。采用局部空心车轴较原来的实心车轴减少的质量为7.1kg，由于一辆矿车共有两根车轴，所以共减少的质量为14.2kg。
[0008] 建立局部空心轴的有限元模型并进行应力和变形分析，可知局部空心轴最大应力为134MPa，最大变形量为0.000217m。而优化结构前的1吨固定车箱式矿车实心车轴有限元分析最大变形量为0.00017m，最大应力为122MPa。优质碳素钢45，其许用应力为170MPa。无缝钢热轧管，牌号45，其许用应力279MPa。因此，局部空心轴的最大应力符合许用应力的要求。
[0009] 局部空心轴的最大变形量小于许用挠度范围的上限，且局部空心轴的最大变形量虽然大于实心轴的最大变形量，但也在许用挠度范围内，故局部空心轴的刚度也符合使用的要求。因此，采用局部空心车轴替代原矿车实心车轴此方案可行。
[0011] 图1所示为局部空心车轴结构图。
具体实施方式
[0012] 在原1吨固定车箱式矿车车轴基础上优化结构，具体方案为：将原实心车轴改为局部空心轴，局部空心轴由三部分焊接而成，车轴中段采用空心轴的结构，车轴两端阶梯轴段则为实心轴结构。在局部空心轴的空心段部分采用45号热轧管，而实心段部分则采用调质碳素钢45号，详见图1。
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