防爆蓄电池铲车电池快换机构的设计分析

中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 山西太原 030006

防爆蓄电池铲车是连续采煤机后配套主要设备之一，能够清理短壁掘进工作面巷道中的浮煤，搬运机电设备和物料，拖拽机车等设备，具有通过性能好、运转灵活、可靠性高和污染小等特点，适用于掘进工作面、短壁回采工作面等短距离辅助运输，可较大幅度提高生产效率，减轻工人的劳动强度。受到短壁工作面通风条件差、底板破碎等的制约，加之部分巷道已布置短壁开采所必需的工作设备，导致设备通道狭窄。

防爆蓄电池铲车采用新能源蓄电池为动力源，利用变频调速电气系统对整车行走及液压系统进行驱动，大大降低使用成本，实现节能减排，但电池充电时间较长。为此设计采用了双电池加快换机构的组合模式，即一块电池在工作，另一块电池在充电，利用电池快换机构实现电池的快速拆装。当电量不能满足工况要求时，及时更换电池，有效解决了电池充电影响的问题。

为了使电池快换机构能够满足防爆蓄电池铲车的多种工况，基于动力学和有限元分析软件对电池快换机构进行仿真分析，验证机构的稳定性和可靠性。

1 总体布置

电池快换机构布置在蓄电池铲车的尾部，由 2 根提升液压缸、1 个托架主体和 2 个托架组成，如图 1所示。托架主体采用 U 形框架结构，在 U 形框架内两侧各布置 1 个限位块，当电池安装后，其重心在左托架和右托架安装销轴的后侧，在电池重力的作用下，左右托架会顺时针旋转，直到与限位块接触，保持静止状态。……