3-雪橇式无轮胎承重拖车的应用
雪橇式无轮胎承重拖车的应用
一、研发背景
球磨机、破碎机、电机车、盲井提升装备、悬臂式掘进机等矿山设备外形尺寸大、重量可达几十吨甚至近百吨，安装场地和运输通道往往非常狭窄，如果使用普通卡车运输存在超高、转弯半径大、对路面要求高、制动性差等缺陷，如果使用传统的滚杠法搬运设备不仅费时费力，而且只适合在水平地面使用，因此研究一种承重能力大、转弯半径小、车辆高度小、适合坡路及泥泞路面运输的的特殊车辆就显得特别重要。
二、成果内容
依据西伯利亚雪橇车原理结合材料力学、结构力学，研制一种钢制无轮胎承重拖车，拖车底部左右各有一个长方形的大拖板，根据物理学的角度，压强（P）=压力（F）/受力面积（S），雪橇式无轮胎承重拖车底部的大拖板面积越大，在压力一定的情况下，压强就小，这样不仅保证了雪橇车的承重能力，而且减少了对地面的压强，使之能够在泥泞、坑洼不平的路面上行驶，拖车底部的2个大拖板共同支撑拖车及拖车上的设备，具有转弯半径小、机动灵活等优点。
研制的过程中使用了计算机三维设计软件solidworks，首先在计算机上建立了雪橇式无轮胎承重拖车的三维仿真模型，然后进行了运动分析，合理优化各部位结构及尺寸，最后进行有限元分析，根据应力、应变分析结果进一步优化各部位结构及尺寸，设计完成后加工样车，试验证明雪橇式无轮胎承重拖车各项性能均满足生产需求，实现了一次设计成形，节省了大笔研发费用，并缩短的研发时间。
项目成果“雪橇式无轮胎承重拖车”及多种同原理拖车在三山岛金矿得到广泛应用，先后完成选矿厂球磨机、圆锥破碎机厂房内搬运工作、电机车及6立方矿车斜坡道长距离搬运工作、无轨设备车架厂房内搬运工作、悬臂式掘进机斜坡道及平巷搬运工作，搬运过程中未发生任何事故，平均运输速度约5公里/小时，解决了超大超重设备的搬运难题，并获得国家知识产权局专利授权。
示意图：
图1 雪橇式无轮胎承重拖车托运电机转子三维模型图
图2 雪橇式无轮胎承重拖车托运电机定子三维模型图
图3 雪橇式无轮胎承重拖车托运主轴三维模型图
图4 雪橇式无轮胎承重拖车实物图
三、主要创新点
创造性地使用雪橇式结构，具有承重能力大、对地压强小，能在泥泞、坑洼不平的路面上行驶；雪橇车底部的2个大拖板相互配合，共同支撑无轮胎拖车及车上的重物，转弯半径小、灵巧方便；
使用solidworks软件建立雪橇式无轮胎承重拖车三维模型，根据运动分析对结构和尺寸进行了优化设计；
使用x-press对雪橇式无轮胎承重拖车初始模型进行了有限元分析，并根据应力、应变、安全系数结构对结构和尺寸进行了第二次优化设计，实现了一次设计成功。
图5 雪橇式无轮胎承重拖车专利授权证书
四、效益分析
“雪橇式无轮胎承重拖车”先后完成选矿厂球磨机、圆锥破碎机厂房内搬运工作、电机车及6立方矿车斜坡道长距离搬运工作、无轨设备车架厂房内搬运工作、悬臂式掘进机斜坡道及平巷搬运工作，共应用324小时，搬运速度可达到5公里/小时，而传统滚杠搬运法只有0.1公里/小时，因此使用滚杠搬运法运输以上超重超大设备需要16200小时，共计节省运输时间15876小时，以每小时节省200元计算，创造经济效益317.52万元，同时搬用过程未出现问题安全隐患，安全效率十分显著。
