[摘要]面對(duì)國(guó)內(nèi)存在嚴(yán)峻的安全生產(chǎn)形勢(shì)和能源與環(huán)保的挑戰(zhàn),中國(guó)電動(dòng)防爆車(chē)輛市場(chǎng)也處于起步發(fā)展階段,國(guó)內(nèi)外防爆車(chē)輛制造商都在加大力度開(kāi)發(fā)不同類(lèi)型的新防爆車(chē)輛,本文就電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)背景、國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)現(xiàn)狀和電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)設(shè)計(jì)理念和發(fā)展方向進(jìn)行技術(shù)論述。
關(guān)鍵詞:電動(dòng)防爆叉車(chē) 主動(dòng)防護(hù)技術(shù) 防爆手段 液壓濕式制動(dòng)
一、電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)背景
電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)的應(yīng)用始于60年代并主要在少數(shù)幾個(gè)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,一方面是由于發(fā)達(dá)國(guó)家受到生態(tài)環(huán)保壓力的日益增大,以及能源資源的影響,電動(dòng)叉車(chē)也進(jìn)入了發(fā)展階段,另一方面隨著安全生產(chǎn)意識(shí)的增強(qiáng),對(duì)危險(xiǎn)品生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的安全性能要求也越高,作為儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的叉車(chē)也必須具備安全防爆技術(shù)性能,因而防爆叉車(chē)首先在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家得到了起步和發(fā)展。
電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)在60、70年代由于受到當(dāng)時(shí)電子技術(shù)水平和電動(dòng)叉車(chē)制造技術(shù)的局限,造成電動(dòng)叉車(chē)本身存在運(yùn)行電流大、蓄能時(shí)間短、溫度高、電路防爆可控點(diǎn)多的缺陷,在防爆手段上僅采取隔爆、增安的處理方式,這樣整機(jī)在使用過(guò)程中產(chǎn)生電流大、溫升快、線路老化快、使用時(shí)間短、人工維護(hù)多并對(duì)操作者人為責(zé)任要求高。
電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)在進(jìn)入了90年代以后,隨著電子技術(shù)水平的發(fā)展和電動(dòng)叉車(chē)制造技術(shù)水平的提高及AC交流技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)走向了高智能化控制技術(shù)、高運(yùn)行性能、高安全性方向發(fā)展道路。
二、國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)現(xiàn)狀
二十世紀(jì)九十年代以前,由于國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的發(fā)展起步較晚、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也較落后,所以電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)的第一階段僅是在普通電動(dòng)叉車(chē)上做隔爆、增安處理,而電動(dòng)叉車(chē)本身技術(shù)性能較差,其防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為電氣部件標(biāo)準(zhǔn)不完善與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的差距較大。
第一階段國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)特征:
1、系統(tǒng)由三個(gè)電機(jī)構(gòu)成基本運(yùn)行回路,即:行走電機(jī)回路、提升電機(jī)回路、轉(zhuǎn)向電機(jī)回路,其運(yùn)行原理是每個(gè)回路由各個(gè)開(kāi)關(guān)控制行走接觸器、提升接觸器、轉(zhuǎn)向接觸器吸合使電機(jī)接通電源達(dá)到工作狀態(tài)。
2、整機(jī)為直流系統(tǒng),行走電機(jī)的勵(lì)磁方式為串勵(lì),提升電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)的勵(lì)磁方式為復(fù)勵(lì)。
3、電氣系統(tǒng)采用隔爆技術(shù)處理,蓄電池為增安型接線箱接線固定無(wú)法調(diào)換蓄電池工作,制動(dòng)形式為制動(dòng)蹄片式,整機(jī)絕緣性能靠人工維護(hù)處理,無(wú)過(guò)載、限流保護(hù)。
以上技術(shù)特征導(dǎo)致電動(dòng)防爆叉車(chē)系統(tǒng)線路復(fù)雜可控點(diǎn)多,整機(jī)運(yùn)行電流大、溫升高、電器易損壞。
二十世紀(jì)九十年代以來(lái),尤其是進(jìn)入二十一世紀(jì),電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)的第二階段國(guó)內(nèi)電動(dòng)叉車(chē)的整機(jī)制造水平和國(guó)產(chǎn)配套件制造水平不同程度的得到了提高,直流系統(tǒng)的技術(shù)形成了多樣化、智能化,防爆技術(shù)也得到了提升,國(guó)內(nèi)防爆標(biāo)準(zhǔn)也較完善,與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的工作進(jìn)展較快。
第二階段國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)特征:
1、整機(jī)為直流系統(tǒng)由行走控制器和泵控制器各控制一個(gè)行走電機(jī)和一個(gè)泵電機(jī)構(gòu)成基本運(yùn)行回路,智能化程度得到提高,對(duì)過(guò)載限流可以設(shè)定保護(hù),可以根據(jù)工況設(shè)定控制器程序參數(shù)控制電機(jī)有效的運(yùn)行。
2、它勵(lì)系統(tǒng)具備有限的能源再生功能,和防下滑制動(dòng)功能,蓄能時(shí)間得到了一定提升。
3、整機(jī)由隔爆型、本安型、增安型防爆技術(shù)構(gòu)成,由于一些防爆電器元件的技術(shù)發(fā)展,不僅體積小而且使用安裝方便,這樣使得整機(jī)造型設(shè)計(jì)更加合理美觀。
以上技術(shù)特征仍然存在系統(tǒng)運(yùn)行電流較大、溫升高的缺陷,而且使用制動(dòng)蹄片式制動(dòng)易產(chǎn)生火花和溫升高。
近兩年國(guó)內(nèi)防爆電動(dòng)叉車(chē)進(jìn)入了第三階段即防爆交流控制系統(tǒng)技術(shù)階段,由于交流控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)力性能及特性?xún)?yōu)勢(shì),更加適用于電動(dòng)防爆車(chē)輛,在制動(dòng)形式上采用液壓濕式制動(dòng),防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較大程度上與國(guó)際接軌,使防爆電動(dòng)叉車(chē)技術(shù)得到了很大提升。
第三階段國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)特征:
1、交流控制系統(tǒng)由于具有低速恒轉(zhuǎn)矩控制和高速恒功率控制,使其具有良好的動(dòng)力性能,并具有能量回收功能、坡道防下滑功能、減速功能等。
2、交流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上不使用觸點(diǎn)和碳刷,所以不需要清理和更換碳刷具有免維護(hù)性,這使得防爆安全性提高。
3、通過(guò)防爆交流電機(jī)內(nèi)的兩種溫度傳感與控制系統(tǒng)的控制,使防爆叉車(chē)具有熱升和熱降兩種控制運(yùn)行工況,既提高了防爆叉車(chē)的溫升控制能力,又較大程度地保證整機(jī)的正常運(yùn)行。
4、在制動(dòng)形式上采用液壓濕式制動(dòng),避免了制動(dòng)火花和溫度高的產(chǎn)生,提高了整機(jī)的防爆性能。
以上技術(shù)特征具有傳動(dòng)效率高、電流小、溫升低、電機(jī)免維護(hù)且制動(dòng)性能好、無(wú)火花、穩(wěn)升低等特點(diǎn),提高了整機(jī)性能,也相對(duì)保證了整機(jī)在防爆環(huán)境下較長(zhǎng)時(shí)間的工作。
綜上所述,國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段,而三個(gè)階段的技術(shù)發(fā)展都是由電動(dòng)叉車(chē)的技術(shù)發(fā)展和防爆技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合,目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)基本上還在第二階段,進(jìn)入第三階段技術(shù)的電動(dòng)防爆叉車(chē)制造廠家也只有浙江佳力科技股份有限公司近年剛開(kāi)發(fā)的單電機(jī)防爆交流全液壓電動(dòng)叉車(chē)和雙電機(jī)防爆交流控制系統(tǒng)液壓制動(dòng)的電動(dòng)叉車(chē),不僅開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)自主研發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的道路,而且填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)無(wú)防爆交流控制技術(shù)電動(dòng)叉車(chē)的空白。
三、電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)的設(shè)計(jì)理念和發(fā)展方向
目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)有兩種類(lèi)型:一是整機(jī)設(shè)計(jì)制造,二是在普通電動(dòng)叉車(chē)上進(jìn)行防爆改裝,而且由于設(shè)計(jì)理念的不同電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)性能也存在較大差異,所以要根據(jù)電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)特性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定科學(xué)的設(shè)計(jì)思想。
1、電動(dòng)防爆叉車(chē)的整體性設(shè)計(jì)理念
有一句話概括了國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)設(shè)計(jì)理念的落后所造成的矛盾,就是“先要求好的電動(dòng)叉車(chē),再要求好的防爆性能;還是先要求好的防爆性能,再要求好的電動(dòng)叉車(chē)”。這句話的本身就說(shuō)明了國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)存在的兩個(gè)問(wèn)題:一是由于電動(dòng)叉車(chē)本身技術(shù)性能差,即使有好的防爆設(shè)計(jì)也沒(méi)用,因?yàn)檎麢C(jī)性能達(dá)不到要求;二是由于電動(dòng)叉車(chē)本身性能好,但經(jīng)過(guò)防爆改裝后造成整機(jī)性能的下降。正是上述原因要求我們要確立電動(dòng)防爆叉車(chē)的整體性設(shè)計(jì)理念,根據(jù)先進(jìn)的電動(dòng)防爆叉車(chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),把好的電動(dòng)叉車(chē)設(shè)計(jì)和先進(jìn)的防爆設(shè)計(jì)結(jié)合為一體,才能制造出整體性?xún)?yōu)越的產(chǎn)品。要做到這一點(diǎn)必須遵循以下設(shè)計(jì)原則。
a)對(duì)電動(dòng)防爆叉車(chē)的設(shè)計(jì)性能要求要高于普通電動(dòng)叉車(chē)設(shè)計(jì)性能要求。
電動(dòng)防爆叉車(chē)對(duì)整機(jī)絕緣性、導(dǎo)電性、溫度、電路短路、電流等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高,諸如電機(jī)、電器元件都在隔爆體內(nèi),散熱性差造成溫升高,如果電路設(shè)計(jì)不合理也容易造成電路短路,如果整機(jī)的負(fù)荷電流大,就會(huì)產(chǎn)生過(guò)流、溫升高、電線易老化、絕緣性下降等問(wèn)題,造成電動(dòng)防爆叉車(chē)的防爆性能差,即使有保護(hù)手段使其停止運(yùn)行,也會(huì)造成整機(jī)運(yùn)行時(shí)間短、維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、使用壽命短的缺陷。
國(guó)內(nèi)的普通電動(dòng)叉車(chē)技術(shù)性能普遍較低,如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)行防爆設(shè)計(jì),可以肯定不會(huì)有良好的防爆整機(jī)性能,而進(jìn)行防爆改裝整機(jī)技術(shù)性能會(huì)降低,所以在設(shè)計(jì)理念上首先要引用新的技術(shù)提高電動(dòng)叉車(chē)的技術(shù)水平,也要有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路來(lái)設(shè)計(jì)更符合防爆特性的系統(tǒng),(例如:浙江佳力科技股份公司制造的電動(dòng)全液壓防爆叉車(chē))做到低電流、低溫升、低噪聲、高效率、高智能控制的整機(jī)水平。
b)主動(dòng)防護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)和被動(dòng)防爆手段相結(jié)合
一般國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的設(shè)計(jì)常用的技術(shù)是采取隔爆型、本安型、增安型等手段來(lái)防止爆炸的發(fā)生或發(fā)生爆炸后控制在隔爆體內(nèi),也有在電路設(shè)計(jì)上盡量簡(jiǎn)捷化,減少線路并減少火花控制點(diǎn),對(duì)線路老化、絕緣性能等靠人工定期檢查,安全隱患較大。
所謂的主動(dòng)防護(hù)技術(shù)就是在整機(jī)電路設(shè)計(jì)上用先進(jìn)的傳感、短路保護(hù)、絕緣監(jiān)視等電子元件與智能控制系統(tǒng)相結(jié)合,通過(guò)程序設(shè)定好防爆技術(shù)參數(shù),這樣可以對(duì)整機(jī)防爆性能進(jìn)行自動(dòng)控制避免了人為造成的安全隱患。并且可以通過(guò)熱升、熱降和二次限流控制等技術(shù),可以控制車(chē)輛的運(yùn)行,延長(zhǎng)工作時(shí)間。
c)合理應(yīng)用先進(jìn)的防爆技術(shù)合作開(kāi)發(fā)防爆配套產(chǎn)品
在電動(dòng)防爆叉車(chē)設(shè)計(jì)中,要緊跟國(guó)際上先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展,尤其是電子、液壓技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,例如:電子監(jiān)控產(chǎn)品、液壓濕式制動(dòng)等都是國(guó)內(nèi)技術(shù)所沒(méi)有的,在合理應(yīng)用的同時(shí),要與國(guó)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)制造廠家進(jìn)行技術(shù)合作,開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,合作開(kāi)發(fā)要有自己的技術(shù)設(shè)計(jì)并要掌握核心的技術(shù)關(guān)鍵與配套廠商進(jìn)行緊密技術(shù)協(xié)作,這樣才不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品因?yàn)閲?guó)內(nèi)廠商技術(shù)平臺(tái)相對(duì)較低而達(dá)不到技術(shù)要求。
2、電動(dòng)防爆叉車(chē)的發(fā)展方向
隨著交流永磁技術(shù)的發(fā)展,電動(dòng)防爆叉車(chē)的運(yùn)行控制系統(tǒng)也將向交流永磁化方向發(fā)展,由于其無(wú)碳刷具有免維護(hù)性,避免了因?yàn)榍宄妓⒎酆透鼡Q碳刷而打開(kāi)隔爆體所造成的安全隱患。在動(dòng)力性能上低速可以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制,高速可以恒功率控制運(yùn)行效率高,并具有多種工況的能量回收、防下滑等功能,使電動(dòng)防爆叉車(chē)具有低電流、低噪音、傳動(dòng)效率高、安全性強(qiáng)、低溫升的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。
電動(dòng)防爆叉車(chē)將運(yùn)用先進(jìn)的電子技術(shù)不斷提高整機(jī)的防護(hù)水平,使其在高智能控制下具有自動(dòng)防護(hù)能力,將防爆電子元件智能化、集成化、微型化。
電動(dòng)防爆叉車(chē)在總體設(shè)計(jì)上要具有人性化設(shè)計(jì)思維,要提高駕駛?cè)藛T舒適性、方便可操縱性,減輕駕駛?cè)藛T的勞動(dòng)強(qiáng)度,并且要合理布局在保證整機(jī)傾翻安全性能的前提下,達(dá)到造型美觀的效果。
提高電動(dòng)防爆叉車(chē)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不能停留在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水平,僅僅滿足于達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就行了,企業(yè)要不斷提高制造技術(shù)能力和產(chǎn)品性能,制定高的企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以帶動(dòng)國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提升,淘汰落后的企業(yè),使電動(dòng)防爆叉車(chē)制造水平整體性的向前發(fā)展。
四、結(jié)束語(yǔ)
目前,國(guó)內(nèi)電動(dòng)防爆叉車(chē)的發(fā)展還受到多種制約因素的影響,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)較落后也不完善,并沒(méi)有確定標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),市場(chǎng)上國(guó)家對(duì)防爆環(huán)境作業(yè)單位的安全監(jiān)管力度不夠,造成有的單位根本不用防爆叉車(chē)或買(mǎi)一臺(tái)應(yīng)付檢查,這一切都制約了電動(dòng)防爆叉車(chē)的發(fā)展,相信隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,安全監(jiān)管力度的加大和安全法的不斷完善,再加上產(chǎn)品制造水平的提高,電動(dòng)防爆叉車(chē)作為一個(gè)中國(guó)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),一定會(huì)發(fā)展壯大并走出國(guó)門(mén)競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際市場(chǎng)。
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