SF31904C型108T礦車無氣化技術(shù)升級改造分析

郜國強

（內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014080）

SF31904C型108T礦車由于整車設(shè)計、制造中使用了較多氣路元器件。在電氣、換向、自動潤滑等系統(tǒng)氣路元器件選型時，由于質(zhì)量良莠不齊，車輛易由此原因造成故障，處理又非常繁瑣，維修人員勞動強度大。尤其我國北方冬季氣溫低，氣路及元器件極易結(jié)冰凍結(jié)，車輛運行存在諸多不安全隱患，配件消耗大、維修成本高、車輛實動率低，是目前SF31904C型108T礦車主要故障原因。108T礦車無氣化技術(shù)升級改造已成為用戶的當(dāng)務(wù)之急。

SF31904C型108T礦車是在SF31904型108T礦車設(shè)計及制造基礎(chǔ)上，減少部分氣路及元器件的一種改型車，啟動方式由氣動啟動改為了電啟動，舉升分配閥由氣缸改為液壓油缸，在礦上使用效果反應(yīng)較好，但還是保留了部分氣路及元器件，改造并不徹底。比如電器柜內(nèi)反向器、柴油機電子油門控制器、百葉窗電動推桿當(dāng)時還未研制成功，導(dǎo)致這些氣路部分在后期運行故障率高，特別是冬季在寒冷的北方礦山氣路故障尤為突出，嚴重影響礦車的實動率。近幾年，隨著我國礦車制造能力和技術(shù)研發(fā)能力的不斷提升，上述氣路部分的電氣化改造產(chǎn)品在國內(nèi)研發(fā)成功并逐步應(yīng)用，如湘潭開元機電制造公司研制的108T礦車無氣化技術(shù)改造方案，成功于2013年陸續(xù)安裝在霍林河露天煤業(yè)的100臺108T礦車、包鋼巴潤分公司的22臺108T礦車和準能公司的100m3灑水車上，使用效果非常好。

1 SF31904C型108T氣路系統(tǒng)簡介

SF31904C型108T礦車控制氣路主要是為車輛的各氣控執(zhí)行元件提供控制氣源?？刂茪饴钒ǎ嚎諌簷C、空氣干燥濾清器、防凍泵（潤滑器）、單向閥、壓力調(diào)節(jié)閥、牽引閥、牽引電磁閥、高怠電磁閥、減壓閥、百葉窗及其電磁閥、自動潤滑電磁閥等元件。

控制氣路的作用：①為氣路系統(tǒng)提供清潔干燥的壓縮空氣。②調(diào)節(jié)氣路系統(tǒng)的空氣壓力。③控制車輛的前進，后退，加速。④控制百葉窗的開關(guān)。⑤控制自動潤滑系統(tǒng)的開關(guān)。

由于氣路系統(tǒng)穩(wěn)定性差，冬季易結(jié)冰凍結(jié)等缺陷，導(dǎo)致該型礦車易發(fā)氣路系統(tǒng)故障，嚴重影響車輛效率的發(fā)揮，研究并對氣路系統(tǒng)進行技術(shù)升級改造意義重大。圖1為氣路系統(tǒng)原理圖。

圖1 氣路系統(tǒng)原理圖

2 無氣化技術(shù)升級改造方案

2.1 柴油機油門控制采用電子油門控制技術(shù)升級改造

取消原車氣路控制柴油機轉(zhuǎn)速裝置，改用全電化油門控制柴油機轉(zhuǎn)速。解決柴油機工作時氣路及元器件(尤其冬季氣路凍結(jié))原因所造成的氣路、閥類、氣缸故障。工作原理簡介見如圖2。

駕駛員踏下油門踏板，油門踏板電位器給出一個油門位置信號給電子油門控制器，電子油門控制器根據(jù)柴油機油門推桿位置，內(nèi)部計算輸出相應(yīng)的控制命令PWM信號到步進電機控制器，步進電機控制器控制精密步進電機的步長，通過凸輪連接柴油機油門(PT泵)推桿，控制柴油機到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

SF31904C型108T礦車采用電子油門控制，不但減少了車輛故障、提高車輛出動率，同時油門控制精度更高，轉(zhuǎn)速整定更方便（有專門的手持調(diào)節(jié)器進行低怠速、高怠速、最高轉(zhuǎn)速整定），也為將來采用智能節(jié)油控制打下基礎(chǔ)。

2.2 氣動反相器采用電磁式反向器技術(shù)升級改造

反向器是車輛運行的核心部件，車輛前進和倒車靠該反向器改變電機勵磁電流方向，從而改變電機運轉(zhuǎn)方向。原車反向器是壓縮空氣傳動的轉(zhuǎn)換開關(guān)，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)主要是由電磁閥、氣缸、推桿組成的氣動傳動機構(gòu)及靜觸頭、轉(zhuǎn)軸聯(lián)動的動觸頭、輔助開關(guān)組成的接觸系統(tǒng)和機座等構(gòu)件組成。

新開發(fā)的電磁式反向器，用電磁驅(qū)動機構(gòu)操作取代電磁閥及汽缸傳動機構(gòu)，從總體機構(gòu)上取消氣路，可杜絕氣路系統(tǒng)缺陷引起的電器故障，大大提高轉(zhuǎn)換開關(guān)的可靠性，減少維修工作量，提升電氣系統(tǒng)的整體質(zhì)量水平，確保車輛正常運行。

電磁式反向器結(jié)構(gòu)原理：電磁式反向器采用工作更加安全可靠和節(jié)電，且結(jié)構(gòu)更加簡潔、控制更加簡單的永磁式電磁反向轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)并可與原反向器安裝緊固位置完全互換，方便了用戶的更換工作。永磁驅(qū)動的實現(xiàn)是由電磁線圈產(chǎn)生轉(zhuǎn)換的驅(qū)動力，通過裝在主軸上的永磁鐵芯運動，實現(xiàn)動作的轉(zhuǎn)換及最終位置的磁保持。

控制電路采用儲能驅(qū)動電路控制二個電磁線圈勵磁達到主軸轉(zhuǎn)換的目的。該新型反向器采用電磁系統(tǒng)驅(qū)動。控制觸點為速動開關(guān)觸點模塊，該模塊具有高可靠性、觸點速動、自凈且分斷容量大等特點，從而進一步提高了輔助觸點動作的安全可靠性，使整體結(jié)構(gòu)簡潔、美觀。控制觸點采用模塊式組合方式，可按不同需求進行組合。

在主軸的動鐵芯上安裝永久磁鋼，配合電磁線圈實現(xiàn)動作的轉(zhuǎn)換及換位的保持。該種電磁與永磁復(fù)合驅(qū)動機構(gòu)與傳統(tǒng)氣動驅(qū)動機構(gòu)相比，既保持了其以較小電磁力控制較大機械力的優(yōu)點，又克服了氣路結(jié)構(gòu)繁瑣，難以維護的缺點；具有結(jié)構(gòu)新穎簡潔，控制簡單，工作可靠性高、節(jié)能、體積小，使用材料新，制造工藝先進等特點，可以滿足大型電動輪自卸車上對牽引電器使用的特殊需求。（如圖3、圖4）。

2.3 水箱散熱百葉窗電動推桿技術(shù)升級改造

原108T礦車百葉窗的動作是通過百葉窗電磁閥控制百葉窗氣缸氣路，帶動推桿動作來打開和關(guān)閉百葉窗。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)主要是由百葉窗電磁閥、氣缸、推桿組成的氣動傳動機構(gòu)等構(gòu)件組成。尤其在嚴冬季節(jié)工作時，氣路易凍結(jié)，氣缸動作呆滯或不動作，造成百葉窗動作失靈。

圖3 觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖4 擺動式永磁驅(qū)動機構(gòu)示意圖

將原百葉窗電磁閥、氣缸和推桿裝置取消，改用安全可靠電控制電動推桿裝置，與原百葉窗氣缸推桿總成安裝緊固位置完全互換，安裝方便簡捷，百葉窗開啟和關(guān)閉更加靈活、可靠無故障。

2.4 液壓林肯潤滑系統(tǒng)技術(shù)升級改造

（1）系統(tǒng)采用液壓泵取代氣泵，可靠性更高。

（2）系統(tǒng)無氣化，系統(tǒng)更穩(wěn)定，故障率低，特別是可解決冬季氣動泵故障頻繁的問題。

（3）結(jié)構(gòu)簡單，控制方式只需外部提供外接DC24V電源即可。

（4）可進入車輛管理系統(tǒng)，注油時間、注油間隔時間連續(xù)可調(diào)。

（5）現(xiàn)場更換方便，可利用原車所有注油器及管路。

3 結(jié)語

SF31904C型108T礦車通過無氣化技術(shù)升級改造后，大大減少車輛故障率，提升車輛出動率，同時減少維修工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，為礦山創(chuàng)造了經(jīng)濟價值。此外，通過無氣化改造，車上總成件的工作環(huán)境得到改善，如反相器接觸可靠，牽引電機因反向器引起的環(huán)火也減少了，還消除了各種安全隱患，經(jīng)濟效益明顯。