柴油单轨吊机车项目设计方案

芬瑞特柴油机单轨吊机车介绍

芬瑞特柴油机单轨吊机车的优越性表现在连续续航能力强、运载量大、爬坡能力强、安全性高，重量轻体积小。单轨吊机车大量减少了煤矿辅助运输系统中工作人员的数量，从而保证了安全，降低了成本，大幅提高了辅助运输系统的工作效率。

目前芬瑞特公司主要生产销售三代产品DLZ110F和最新研发成功的第四代产品DLZ210F型柴油机单轨吊。

泰安芬瑞特机械有限公司是由芬瑞特（Ferrit S.R.O）公司和山东煤机装备集团合资组建而成，销售、研发、生产矿用单轨吊等产品。

芬瑞特公司自2007年进入中国市场，并于2007年1月在山西省潞安矿业集团漳村煤矿售出2套DLZ110F型4驱柴油单轨吊机车，设备一经使用，立刻得到了使用单位的认可和喜爱，如今芬瑞特公司的单轨吊已经成为漳村煤矿的主力运输设备。

紧接着芬瑞特公司又率先进入山东省新汶矿业集团，亚洲最深的矿井-孙村煤矿。孙村煤矿地下井深1300米，压力巨大，巷道长度2700米，巷道净高2.6米，最大坡度27°，自2007年10月投入使用DLZ110F型4驱柴油单轨吊机车，完成了多项重大运输任务，解决了很多运输难题。产品一经使用在山东地区引起了巨大震动，新矿集团也率先开始推广单轨吊设备，掀起了国内辅助运输系统的一场新革命。

在过去的3年多的时间里，芬瑞特公司产品销售情况十分可观，先后与多家矿业集团公司建立了合作关系。

2008年5月芬瑞特公司率先进入监狱系统煤矿-75生建煤矿，矿方多方考察了解，比较产品性能和口碑，最终选择了芬瑞特。

2010年7月9日新矿集团举行了单轨吊设备招标会，这次招标共11台单轨吊设备。芬瑞特公司一举赢得了6台的骄人业绩，这也充分反应矿方对我们设备的认可。

2010年8月19日在临沂矿业集团组织的单轨吊设备招标会上，芬瑞特公司再次一举获得成功，赢得了订单。

2010年9月芬瑞特成功的在新汶矿业集团协庄煤矿推广了小型单轨吊-单轨吊操控器，用于掘进时的物料和人员运输。

2011年4月泰安芬瑞特机械有限公司成立到11月，先后在云南、山西、陕西、内蒙、黑龙江、山东、江苏等销售单轨吊10余台，其中DLZ210F机车2台，一台已投入使用，得到了用户的好评。

2012年4月，成功获得了霍州煤电集团的青睐，中标成功。

2012年5月，神华集团第一次招标购买了两台柴油机单轨吊，我们中标，现已安装成功。

泰安芬瑞特公司将秉承技术领先、质量为基、用户至上的经营理念，引进、消化、吸收、发展捷克芬瑞特公司先进的技术，在进口单轨吊等产品的基础上，向市场推出一系列矿山机械产品，并为广大用户提供优良的售后服务。

目前，泰安芬瑞特机械有限公司拥有八十多名员工，主要负责在中国负责芬瑞特（Ferrit S.R.O）公司产品的市场推广，项目设计以及售后服务等。并且，本公司设有常用零件库，为每台售出的单轨吊设备提供及时的零配件供应。

在产品验收之后，本公司将全程跟踪安装调试设备。设备投入使用后的2个月，本公司将派专人负责培训矿方，操作、维护等一系列问题。在质保期之后，产品出现问题，本公司将一如既往的无偿的提供售后服务工作，使得客户在使用本公司产品时，完全无后顾之忧。

一、单轨吊运输使用环境和要求

针对刘桥一矿提供的技术参数，其中有坡度最大25o（长600米），总距离长2500米，最大件21T，制作了单轨吊机车项目选型设计方案。

二、设备选型基本参数

1、需运送支架

2、运送物料、备件

三、设备选型

单轨吊机车的选择

根据煤矿实际情况，建议选用DLZ110-7驱单轨吊机车，最大牵引力140KN，制动力210KN，最大运行速度4.2km/h。

以上为单轨吊机车总载重、速度和牵引力的关系图，也是机车选型的唯一标准，如图所示，根据不同载重，机车所需牵引力和行驶速度呈现不同的数值，因此，货物的不同，分开讨论：

1.1支架运输的情况

总载重计算：

支架运输的总载重=支架自重+起吊梁重量+连杆重量，另外加上安全制动车的重量，这里选用三车制动车（重量为0.2*3=0.6）。（机车自重不在计算范围之内）

由此得出：T总=21吨 + 1.6吨 + 0.6吨 +0.1=23.3吨

牵引力计算：

在运输21吨液压支架且坡度为25°时，机车所需的牵引力最大，计算可以采取图示法，由图中载重轴23.3t（总重）的位置引一根垂直线与标为25°的斜直线相交，再通过相交点引一个水平线与牵引力轴相交，就可以得出此时牵引力大约是138KN。

这就是说，单轨吊机车在25o的坡度时，载重21吨时，所需牵引力F为138KN。

DLZ110-7驱柴油单轨吊的最大牵引力为140KN，因此，完全可以完成矿方运输21t大件的运输目标

速度计算：

计算也可以采取图示法，延伸以上所述的水平线（138KN）至功率曲线与其相交，相交点引一根垂直线与速度横轴相交得出速度为1.4KM/h，也就是说在25°坡度的情况下，21吨总载重时，机车速度可达1.4KM/h。

机车在空载时，可调节为四驱驱动，最大运行速度7.2KM/h，

1.2物料运输的情况

总载重计算：

物料运输的总载重=（物料自重+起吊梁重量+连杆重量）*4，另外加上安全制动车的重量，这里选用3车制动车（重量为0.2*3=0.6）。（机车自重不在计算范围之内）

由此得出：T总=4.45*4+0.6≈18.5吨

牵引力计算：

在运输4车材料、设备且坡度为25°时，机车所需的牵引力最大，计算可以采取图示法，由图中载重轴18.5t（总重）的位置引一根垂直线与标为25°的斜直线相交，再通过相交点引一个水平线与牵引力轴相交，就可以得出此时牵引力大约是117KN。

这就是说，单轨吊机车在25o的坡度时，载重18.5吨时，所需牵引力F为117KN。

DLZ110-7驱柴油单轨吊的最大牵引力为140KN，因此，完全可以完成矿方运输4车材料、设备的运输目标

速度计算：

计算也可以采取图示法，延伸以上所述的水平线（117KN）至功率曲线与其相交，相交点引一根垂直线与速度横轴相交得出速度为1.7KM/h，也就是说在25°坡度的情况下，4车材料、设备载重时，机车速度可达1.7KM/h。

机车在空载时，可调节机车为四驱驱动，最大运行速度7.2KM/h。

2、起吊梁的选择

根据刘桥煤矿运输要求 ，最大运载量为21吨，选择MHZZ11-DUO起吊梁，此规格起吊梁最大起吊重量为22吨，满足使用要求。

MHZZ11-DUO起吊梁

技术参数：

最大载重

22吨

最大运行角度

30°

工作压力

16 Mpa

提升1 m需时

40秒

最大自重

1600 kg

工作介质

46#液压油

大型支架，选用22吨MHZZ11-DUO型起吊梁（机车配置1台）

起吊梁型号: NZH2/4-P1

最大载重: 3.8t

单边最大载重: 1,9t

载重时,链条长度差 35%

工作行程: 无限

液压驱动的最大压力: 16MPa

提升1m耗时(提升速度) 11.6s

工作介质: 46#液压油

最大坡度: 25°

最快运输速度: 2m/s

总自重: 628 kg

物料和矸石运输，选用3.8吨NZH2/4-P1型起吊梁（每台机车配置4台）。

3、 安全保障制动车的选择

安全保障制动车是一个独立的液压回路系统，它一般安装在货物或人员的下方，保证人员和货物能在连杆出现断开的情况时，及时制动，避免事故的发生。安全保障制动车根据货物重量不同，可以单个使用，双个，三个和四个同时使用。

根据矿方运输条件每台机车选用一组三车制动车（制动力为3*52KN）。

三车制动车

技术参数：

最小静制动力

156 kN

负载最长制动距离

11 m

运人时最大制动加速度

9,81 m/s^2

制动最大重量

44吨

最大运行速度

2 m/s

自重

600 kg

工作环境温度

+5 到+40°C

液压系统工作压力

13 Mpa

4、悬挂轨道安装

轨道安装示意图

悬挂单轨道安装图侧视图

悬挂单轨道正试图

此种安装方式的优点：

轨道安装后整齐美观。

轨道可以实现圆滑连接，为以后单轨吊设备长期稳定的运行提供保障。

两根锚杆均匀受力

由于使用单链条，链条的变形有限。

缺点：

安装比较费时，由于两根锚杆必须穿过悬挂板固定，因此，锚杆位置的精度要求相对比较高。

轨道受力分析

水平状态下运输

整个轨道的受力并不是均匀受力，由于机车总重只有6吨，而货物有21吨重，轨道中受力最大的点在起吊梁的承载车上，因此对轨道受力分析，只考虑最大受力点的起吊梁段轨道的受力分析。

起吊梁段轨道受力分析图

货物最大重量为21吨，悬挂在起吊梁的两个吊点，因此，货物的重量平均分配在了两个吊点上，得出两个吊点的受力为F左 = F右 = 10.5吨 。再看起吊梁的每个吊点又由两个承载车固定，再加上起吊梁的重量， 所以得出每个吊点上两个承载车的受力为F左1 = F左2 = 5.65吨 ， F右1 = F右2 = 5.65吨 ，由此可以看出，起吊梁在最大载重时（载重21t），轨道每个承载点的受力为5.65吨。其他力为垂直于锚杆，因此不作考虑。

轨道选用2.4米，即每隔2.4米设一个悬挂点，因此，整个起吊梁（长6200mm）的承载车分布在四根轨道之上。每个承载车的受力为5.65吨，由于起吊梁为运动的，因此轨道悬挂点的受力也非均匀的，在这里利用极限的方法来计算：

根据力的分布，

已知：L=2.4m l1=l3=2.4m l2=1.25m

5.65吨=56500N

首先分析AB段轨道，B点受力为Fa，方向向上

以A为基点

Fa*L-*（L-x-l2）-*（L-x）=0

Fa=

其次分析BC段轨道，B点受力为Fb，方向向上

以C为基点

Fb*L-*（L+x-l3）=0

Fb=

= Fa+ Fb=+=

所以当X=0时最大

=F=8.36T

锚杆受力图

而每个悬挂点有两根锚杆承重，因此每根锚杆的极限受力为 / 2 =4.18吨，

根据以上分析，选择长度为L=2.4m的轨道。

有坡度的状态下

起吊梁段轨道受力分析图

在轨道处于有坡度的地点，假设轨道只有一个悬挂点（两根锚杆），而轨道受力也同样假设在一个点，因此，轨道所受的重力之和为G =G货 + G起吊梁 + G轨道 ，还有轨道还会受到来自机车的牵引力带来的摩擦力Ft ，摩擦力分解在重力方向为 Ft *sina，由此可以得出锚杆上的受的合力为F锚杆=G + Ft *sina= G货 + G起吊梁 + G轨道+ Ft *sina=21+1.6+0.2+21*sin25= 31.7吨 ≈32吨。

由于起吊梁的承载车分布在3根轨道之上，3根轨道拥有4个吊挂点，所以可以得出32吨的力分布在4个点，每个点的受力为 32 / 4= 8 吨，同样每个悬挂点2根锚杆，因此每根锚杆垂直于巷道的力为 8/ 2 = 4吨 。

四、单轨吊运输巷道断面要求

已知支架最低高为1850mm，宽为1500mm。

第一方案：支架拆解之后通过地面轨道车运送到支架组装、转载点处，机车通过-810水仓绕道，开到支架前方，然后机车牵引支架前行，到266下轨道下山4号甩车场。转成机车推动支架进工作面机巷。

工作面机巷运输支架时正常满足高度

在高度上需要增高300mm，宽度上需留出2700mm的宽度保证安全运送支架

轨道下山处巷道断面图

巷道满足单轨吊运行需求

检修、维护处巷道满足要求

转载点处巷道最小断面需求

第二方案：

支架在双轨道前方组装完成，机车在支架后方，推动支架进入工作面，把支架放到工作面顺槽后，机车退回。

双轨处巷道所需断面图

转载点处巷道最小断面需求

工作面机巷运输支架时正常满足高度

在高度上需要增高300mm，宽度上需留出2700mm的宽度保证安全运送支架

五、运输效率计算：

1、采区运支架：

支架运输总距离约 2500m,坡度按照平均坡度25度计算，一次运输一台支架，重21t。

重载运输见下表：

运输段

坡度（°）

长度（ｍ）

速度（m/s）

需时（s）

1

18

2500

0.4

6250

合计：

6250

由此得出：重载时由井底车场到采区工作面全程耗时：1.7小时，返回按照空载计算耗时0.4h

平均装卸的时间各为10分钟，两次装卸共20分钟，20/60=0.33h.

所以，1台单轨吊机车在运送一台支架到工作面，再空载至车场完成一次往返运输耗时 1.7+0.4 +0.33=2.43h

2、运送物料一次 4台运输车（矿车），最大15.2t计算

将物料由车场运至工作面，运输总距离 2500 m,坡度按照平均坡度18度计算，一次运输 4台运输车，重15.2t。

满载运输见下表：

运输段

坡度（°）

长度（ｍ）

速度（m/s）

需时（s）

1

18

2500

0.47

5320

合计：

5320

由此得出：满载时由井底车场到最远工作面全程耗时：1.48 h

返回按照重载计算耗时0.4 h

因为物料是散料平均装卸的时间各为20分钟，因此装卸总耗时20/60×2=0.67h.

所以，1台单轨吊机车在运送4台散料车到工作面，再空载至车场完成一次往返运输耗时1.88+0.67=2.55h

六、设备技术参数、配置

单轨吊方案配置参数

单轨吊

单轨吊方案

最大载重

22吨

空载最大坡度

30度

空载最大速度

4.2Km/h

选用轨道规格

2.4m

转弯半径

水平4m,　垂直8米

机车总长度

7驱11.65m

机车宽度

0.85m

机车高度

1.425m

机车总重

6吨

发动机最大功率

81千瓦

额定转速

2300r/min

燃料

柴油

燃料消耗

255g/kwh

冷却

循环水冷

冷却系统容积

30L

燃料箱容积

60L

驱动轮直径

355mm

额定电压

28V

工作场所环境/温度

-30oC~45 oC/90%

7驱机车配置及 价

名称

单价（万元）

数量

总价（万元）

DLZ110*7单轨吊机车

410

2套

820

22吨起吊梁（包括配套管线）

35

1套

35

3.8吨起吊梁（包括配套管线）

18

8套

144

三车制动车

25

2套

50

道岔

5

15台

75

集装箱

3

28台

84

轨道（2.4米一根）

48

3.5KM

168

加油泵（选配）

6

2

12（选配）

两套单轨吊设备总投资

1376

七、机车对比

技术参数

Ferrit

其他品牌

运输最大坡度

±30°

±25°

最大牵引力

140KN

140KN

起吊梁最大载荷

44吨

32吨

曲率半径（最小）

水平4，垂直8

水平4米，垂直10米

自重

6.0吨

10.5吨

起吊梁自重

1.8吨

（MIZZ型号）

5.1吨

（SGk8型号）

总自重（一台机车配一台起吊梁）

7.8吨

15.6吨

货物顶至巷道顶板最小距离

~0.98米

最大运行速度：

（根据欧盟规定）

不大于7.2km/h(可调)

不大于7.2km/h

机车长度

11.650米

23.500米

机车宽度

0.850 米

0.78米

机车高度

1.23米

1.22米

八、业绩表

同类工程三年内业绩表

序号

设备名称

数量（套）

用户名称

1

DLZ110F

9

山东省新汶矿业集团孙村煤矿

2

DLZ110F

3

山东省新汶矿业集团潘西煤矿

3

DLZ110F

5

山东省新汶矿业集团良庄煤矿

4

DMZ50F

1

山东省新汶矿业集团良庄煤矿

5

DLZ110F

2

山东省淄博矿务局岱庄煤矿

6

DLZ110F

1

山东省75生建煤矿

7

DLZ110F

3

山东省新汶矿业集团汶南煤矿

8

DLZ110F

2

山东省新汶矿业集团新阳煤矿

9

DLZ110F

3

山东省临沂矿业集团古城煤矿

10

DLZ110F

1

山东省临沂矿业集团新驿煤矿

11

DMZ50F

2

山东省新汶矿业集团协庄煤矿

12

DLZ110F

1

山东省新汶矿业集团协庄煤矿

13

DMZ50F

2

山东省临沂矿业集团军城煤矿

14

DLZ110F

1

云南富源大则勒煤矿

15

DLZ110F

1

云南曲靖永安煤矿

16

DLZ110F

2

陕西水帘洞煤矿

17

DLZ110F

2

内蒙矿业福城煤矿

18

DLZ210F

2

内蒙榆树井煤矿

19

DLZ110F

5

山西潞安环保能源集团漳村煤矿

20

DLZ110F

1

陕西延安永明煤矿

21

DLZ210F

1

山东里能鲁西煤矿

22

DLZ210F

2

江苏大屯煤电姚桥煤矿

23

DLZ110F

3

山西宁武张家沟煤业

24

DLZ110F

8

临沂矿业集团

25

DLZ210F

2

临沂矿业集团

26

DLZ110F

1

山东里能鲁西煤矿

27

DLZ210F

2

霍州煤电集团紫晟煤矿

28

DLZ210F

2

神华宁煤集团

29

DLZ110F

2

肥城矿业集团梁宝寺煤矿

30

DLZ110F

2

新矿集团秦华煤矿

31

DLZ110F

1

新矿集团沙章图煤矿

32

DLZ110F

2

山西昔阳丰汇煤业

33

DLZ110F

3

临矿集团永明煤矿

合计

80