淺談礦用無軌設(shè)備的安全可靠性分析

佘千根

摘 要：通過無軌化采礦方式在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用，使礦山的生產(chǎn)能力獲得了大幅提升。同時，還降低了采礦工人的勞動強(qiáng)度，為我國采礦領(lǐng)域的健康發(fā)展做出了積極的貢獻(xiàn)。然而，由于采礦作業(yè)條件非常艱苦，對礦用無軌設(shè)備的安全可靠性提出了諸多挑戰(zhàn)。本文結(jié)合銅陵有色某礦山井下的環(huán)境特點(diǎn)，對礦用無軌設(shè)備的安全可靠性進(jìn)行專項(xiàng)分析，相關(guān)觀點(diǎn)及建議供廣大礦區(qū)管理人員參考。

關(guān)鍵詞：礦用無軌設(shè)備;安全可靠性;采礦方式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.039

技術(shù)人員在針對礦用無軌設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，就應(yīng)該充分考慮到井下巷道中的諸多復(fù)雜因素。所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案當(dāng)中借鑒了國際上先進(jìn)的同類技術(shù)，并且針對礦用無軌設(shè)備的安全可靠性進(jìn)行了反復(fù)多次的分析論證，力求最大限度的保障系統(tǒng)的安全可靠性。但是，在實(shí)際采礦作業(yè)的過程中，難免存在一些無法預(yù)料的突發(fā)情況和不確定因素，有必要針對礦用無軌設(shè)備的安全可靠性進(jìn)行動態(tài)跟蹤管理，為礦區(qū)生產(chǎn)提供安全性保障。

1 發(fā)動機(jī)及部件選配

發(fā)動機(jī)是礦用無軌設(shè)備的動力之源。但是，由于礦山井下環(huán)境十分惡劣并且復(fù)雜，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)故障發(fā)生機(jī)率非常高。因此，在選配無軌內(nèi)燃采礦設(shè)備發(fā)動機(jī)及相關(guān)部件時，有必要針對各種型號發(fā)動機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比分析。在此基礎(chǔ)上，再最終決定選用何種發(fā)動機(jī)，銅陵有色某礦山區(qū)結(jié)合井下的實(shí)際情況，并且針對多款發(fā)動的性能進(jìn)行對比之后，選擇了符合國家排放要求的低污染發(fā)動機(jī)。而且由于發(fā)動機(jī)與液力變矩器、車架之間采用的是柔性聯(lián)接結(jié)構(gòu)，使傳動系統(tǒng)和車架的振動幅度得到有效控制。從這款發(fā)動機(jī)的使用情況上看，具有性能穩(wěn)定、污染小、故障率低等一系列技術(shù)優(yōu)勢。因此，應(yīng)將該款發(fā)動機(jī)列為礦用無軌設(shè)備發(fā)動機(jī)的首選。

2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在礦用無軌設(shè)備轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的選擇上，銅冠機(jī)械采的是目前國際上比較先進(jìn)的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向器、流量放大器和液壓泵等部件構(gòu)成。與其它轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)相比，銅冠機(jī)械的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可與工作液壓系統(tǒng)進(jìn)行合流，并且具有結(jié)構(gòu)合理、操作輕便、性能穩(wěn)定等技術(shù)優(yōu)勢。在車輛行駛的過程中，通過優(yōu)先分配閥的特有功效可優(yōu)先滿足轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作需要;當(dāng)車輛在執(zhí)行舉升或者卸載作業(yè)時，還可以通過分配閥將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與工作系統(tǒng)合流，從而滿足工作系統(tǒng)大流量用油這一需求;當(dāng)車輛急轉(zhuǎn)彎或在凹凸不平的路面上行駛時，緩沖閥可發(fā)揮出緩沖作用，使系統(tǒng)的瞬間高壓或者吸空現(xiàn)象得到有效消除，避免對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成不利影響。

3 制動系統(tǒng)性能

礦用無軌設(shè)備制動系統(tǒng)的主要功能是完成行車制動和停車制動。銅冠機(jī)械所選用的是全封閉多盤濕式制動器，它與傳統(tǒng)的制動器相比，具有以下優(yōu)勢特點(diǎn)：首先，該制動器屬于全封閉式結(jié)構(gòu)，可有效阻擋泥水及粉塵對設(shè)備性能造成不利影響，確保無軌設(shè)備運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性;其次，收于該制動器的制動盤完全浸泡在循環(huán)的油液當(dāng)中，所以散熱性能非常好，其使用壽命也因此而實(shí)現(xiàn)了大幅提升;再者，該制動器采用的是多盤式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了工作面的最大化。即使在制動壓力比較小的情況下，依然可以獲得較大的制動力矩。鑒于上述技術(shù)優(yōu)勢，全封閉多盤濕式制動器使礦井下的水衰退現(xiàn)象和熱衰退現(xiàn)象得到了有效解決，使無軌設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性得到了大幅提升。在選擇制動液壓系統(tǒng)時，銅冠機(jī)械選用的是全液壓雙管路蓄能制動回路。該制動系統(tǒng)與氣動式和氣液式制動回路相比，其制動壓力更為穩(wěn)定。即使遇到發(fā)動機(jī)突然熄火的情況，仍然可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急制動。除了上述制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)以外，銅冠機(jī)械還采用了雙管路設(shè)計(jì)。這樣一來，所有車輪的制動器管路都是獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的，即使某個制動管路出現(xiàn)故障，也不會影響其它制動器造的正常運(yùn)行，從而有效提高了制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。由此看來，由全液壓雙管路蓄能制動回路和全封閉多盤濕式制動器所組成的制動系統(tǒng)，非常適合在礦山巷道這種惡劣的環(huán)境下使用，是礦用無軌設(shè)備安全可靠性能的重要保障。

4 傳動系統(tǒng)性能

在傳動系統(tǒng)方面，銅冠機(jī)械所采用的是液力機(jī)械傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由液力變矩器、動力換檔變速箱、傳動軸、驅(qū)動橋等部分組成。其技術(shù)優(yōu)勢包括以下幾個方面：首先，通過液力變矩器的應(yīng)用，使動力裝置的輸出特性得到了大幅提升。尤其在外載荷突然加大的情況下，變矩器在降低轉(zhuǎn)速的同時增大輸出扭矩，避免發(fā)動機(jī)發(fā)生熄火，這一性能有效提高了無軌設(shè)備的安全可靠性;其次，液力機(jī)械傳動系統(tǒng)中的液力變矩器是以流體作為傳送動力的工作介質(zhì)，而且發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)之間采用的是柔性連接，從而有效吸收來自于外界或者其它系統(tǒng)部件的沖擊力，降低了傳動系統(tǒng)中的動載荷，進(jìn)而延長了設(shè)備的使用壽命。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，凡是采用液力機(jī)械傳動系統(tǒng)的礦用無軌設(shè)備，與其它傳動系統(tǒng)相比，發(fā)動機(jī)、變速箱和差速器的使用壽命都實(shí)現(xiàn)了大幅提升;另外，由于液力變矩器其本身就是一個無級自動變速箱，又進(jìn)一步擴(kuò)大了發(fā)動機(jī)的動力范圍，而且變速箱的檔位數(shù)還可以視情況而減少，實(shí)現(xiàn)自動化的動力換檔。這樣一來，大幅降低了工作人員的勞動強(qiáng)度，使設(shè)備的安全行駛能力獲得有效提升。

5 結(jié)束語

通過對銅陵有色某礦山區(qū)井下無軌設(shè)備使用性能進(jìn)行研究，選擇使用壽命長、性能穩(wěn)定、故障率低等優(yōu)勢的傳動部件具有使用壽命長、性能穩(wěn)定、故障率低等優(yōu)勢，非常適合用于井下這種惡劣環(huán)境。而且，從銅陵有色某礦山區(qū)井下開采現(xiàn)場情況來看，該套整車系統(tǒng)具有較高的安全性及可靠性，而且動力性能非常穩(wěn)定，故障率較低，可有效滿足礦山井下這種特殊的作業(yè)環(huán)境，確保安全生產(chǎn)。在今后的工作中，還需要針地礦用無軌設(shè)備的安全可靠性進(jìn)行持續(xù)不斷的研究，并且將這一課題研究作為生產(chǎn)制造者和使用者的重要使命，結(jié)合開采現(xiàn)場的實(shí)際情況，進(jìn)行調(diào)查研究及科學(xué)論證，為礦山開采過程中的安全性及可靠性提供全方位的保障。

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