礦用卡車預(yù)防維修策略在勝利煤礦的應(yīng)用

薛 州

（神華北電勝利能源有限公司，內(nèi)蒙古錫林浩特 026015）

0 引言

勝利能源公司50 臺(tái)220 t 礦用卡車自2006年投入以來(lái)，隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，設(shè)備故障逐漸增多，設(shè)備狀態(tài)明顯下滑，消耗成本不斷增加。主要原因是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不佳，缺乏有效監(jiān)測(cè)手段；電動(dòng)輪主機(jī)架開裂嚴(yán)重，制約卡車整體出動(dòng)；電動(dòng)輪及主發(fā)電機(jī)等關(guān)鍵總成件軸承狀態(tài)不可預(yù)測(cè)，影響卡車出動(dòng)率。針對(duì)以上問(wèn)題，公司抓住問(wèn)題核心，總結(jié)近年維修經(jīng)驗(yàn)及有力舉措。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間探索，開展實(shí)施了“礦用卡車科學(xué)性預(yù)防維修策略”質(zhì)量管理項(xiàng)目，該項(xiàng)舉措有效保證了卡車的完好率與出動(dòng)率，設(shè)備狀態(tài)明顯改善，為公司節(jié)約了大量維修成本，保證了維修人員的人身安全。

1 主要內(nèi)容

礦用重型電傳動(dòng)自卸卡車的關(guān)鍵總成件包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)輪和主發(fā)電機(jī)，這些是交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總要組成部分。如果其中任何一個(gè)總成件的安全監(jiān)測(cè)及維護(hù)保養(yǎng)不到位，都會(huì)嚴(yán)重影響卡車的整體運(yùn)行狀況。因此，為切實(shí)做到科學(xué)預(yù)防維修，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際及卡車整體運(yùn)行狀況，勝利能源設(shè)備中心運(yùn)用“礦用卡車預(yù)防維修策略”實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維修。該策略主要由發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控、電動(dòng)輪主機(jī)架實(shí)時(shí)裂紋監(jiān)控系統(tǒng)，以及主發(fā)電機(jī)及電動(dòng)輪軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)等三大子系統(tǒng)構(gòu)成。通過(guò)引用發(fā)動(dòng)機(jī)C-LINK 實(shí)時(shí)監(jiān)控，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)磨損監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)和檢修數(shù)據(jù)建立發(fā)動(dòng)機(jī)大修理推算公式，使得發(fā)動(dòng)機(jī)大修更加科學(xué)。

（1）電動(dòng)輪主機(jī)架實(shí)時(shí)裂紋監(jiān)控系統(tǒng)。應(yīng)用銀粉涂層測(cè)量電動(dòng)輪主機(jī)架斷裂信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)裂紋的動(dòng)態(tài)監(jiān)控功能，遏制電動(dòng)輪主機(jī)架突發(fā)斷裂風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)電動(dòng)輪大修周期。

（2）主發(fā)電機(jī)及電動(dòng)輪軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)。引進(jìn)FAG 軸承振動(dòng)檢測(cè)儀，通過(guò)定期監(jiān)測(cè)電動(dòng)輪和主發(fā)電機(jī)軸承運(yùn)行狀態(tài)，避免因軸承損壞引發(fā)的重大故障。

2 主要做法

2.1 C-LINK 管理系統(tǒng)的應(yīng)用

C-LINK的成功開發(fā)和使用，提供了一套全新的發(fā)動(dòng)機(jī)管理模式，采用預(yù)警提示加特殊關(guān)注，實(shí)現(xiàn)了備機(jī)和大修機(jī)狀態(tài)監(jiān)控。針對(duì)有預(yù)警觸發(fā)或有需求的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行網(wǎng)上監(jiān)控或數(shù)據(jù)下載分析，生成月度使用報(bào)告等一系列功能，有效提高了維修效率，降低人、財(cái)、物的消耗。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)分析形成關(guān)鍵參數(shù)日趨勢(shì)圖，便于掌握設(shè)備使用狀態(tài)，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)較大故障的發(fā)生。C-LINK 管理系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)匯總設(shè)備月度內(nèi)使用狀況，生成月度使用報(bào)告，基于報(bào)告中的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備保養(yǎng)、維修、大修進(jìn)行預(yù)測(cè)。報(bào)告中涉及的關(guān)鍵參數(shù)有累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)、累計(jì)油耗、當(dāng)月累計(jì)怠速時(shí)長(zhǎng)、累計(jì)故障時(shí)長(zhǎng)和不同負(fù)載時(shí)長(zhǎng)等。

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)磨量監(jiān)測(cè)

從礦車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件磨損與油樣典型元素累計(jì)系數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，再經(jīng)過(guò)故障影響因子、運(yùn)行狀態(tài)影響因子修正，設(shè)計(jì)出礦車發(fā)動(dòng)機(jī)最佳大修理時(shí)機(jī)推算公式。

（1）決定發(fā)動(dòng)機(jī)大修理的主要因素：①零部件設(shè)計(jì)質(zhì)量（無(wú)量化）；②礦車實(shí)際運(yùn)行載荷及路況（變化大）；③維護(hù)保養(yǎng)質(zhì)量，用油污染控制（無(wú)量化）；④司機(jī)操駕習(xí)慣及水平（數(shù)百名司機(jī)）；⑤作業(yè)環(huán)境（氣候變化大）。

（2）公式的設(shè)計(jì)及應(yīng)用步驟。決定礦車發(fā)動(dòng)機(jī)大修理最根本原因是零部件磨損達(dá)到大修理基準(zhǔn)狀態(tài)，而不是使用達(dá)到多少時(shí)間。發(fā)動(dòng)機(jī)零部件磨損量與油樣典型元素累計(jì)系數(shù)之間存在一定的聯(lián)系，礦車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件與油樣元素之間的關(guān)系是判斷零部件損失量的重要依據(jù)。

推斷出決定礦車發(fā)動(dòng)機(jī)大修理最根本原因是零部件磨損達(dá)到大修理基準(zhǔn)狀態(tài)，零部件典型元素?fù)p失量計(jì)算公式為：Mx=∑Cxn×R-1×V，∑Cxn=（Cx1+Cx2+Cx3+…+Cxn），其中，∑Cxn是油樣中x 元素累計(jì)系數(shù)，mg/L；R 是油樣中x 元素檢出率，固定系數(shù)；V 是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油加注量，L；n 是換油次數(shù)。

2.3 主發(fā)電機(jī)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)

220 t 電傳動(dòng)卡車電動(dòng)輪及主發(fā)電機(jī)作為傳動(dòng)及發(fā)電核心部件，主要采用滾動(dòng)軸承與對(duì)應(yīng)主軸裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求。日常運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主發(fā)電機(jī)及電動(dòng)輪軸承未到大修理周期，頻繁出現(xiàn)點(diǎn)蝕、剝離、裂紋、潤(rùn)滑不良等現(xiàn)象，進(jìn)一步加速軸承的疲勞缺損?？ㄜ囋谶\(yùn)行過(guò)程中主發(fā)電機(jī)軸承及電動(dòng)輪軸承故障會(huì)快速發(fā)展為燃軸、切軸等惡性機(jī)械事故，經(jīng)濟(jì)損失巨大，存在較大的安全隱患。

設(shè)備維修中心引進(jìn)FAG 軸承檢測(cè)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)是集振動(dòng)測(cè)試、數(shù)據(jù)分析及平衡調(diào)整等多功能于一體的專用測(cè)試設(shè)備。結(jié)合自帶的系統(tǒng)趨勢(shì)分析軟件，能提高預(yù)防維修的計(jì)劃性及故障可控性，提高設(shè)備相關(guān)使用性能。振動(dòng)是機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)判定的一種重要依據(jù)，F(xiàn)AG 探測(cè)儀可依照ISO 10816 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)數(shù)據(jù)采集，軸承狀態(tài)通過(guò)調(diào)解檢測(cè)方法再加以系統(tǒng)分析。相關(guān)數(shù)據(jù)可以被系統(tǒng)調(diào)取及保存，便于日后進(jìn)一步進(jìn)行時(shí)頻信號(hào)分析，有效分析出部件的不對(duì)中與不平衡，并且可以更深層次判斷相關(guān)軸承磨損情況及相關(guān)齒輪嚙合情況是否存在異常狀態(tài)。探測(cè)儀能存儲(chǔ)1600 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的具體信息。在一個(gè)周期的測(cè)試完成后，所有信息都被導(dǎo)入FAG 分析系統(tǒng)中的Trendline 軟件，進(jìn)一步用來(lái)評(píng)估、分析和圖像生成。

在該軟件幫助下，可以測(cè)量電動(dòng)輪轉(zhuǎn)子軸承及主發(fā)電機(jī)軸承的軸承間隙和軸向振動(dòng)量，通過(guò)軸承測(cè)試儀測(cè)試檢查，可以及時(shí)準(zhǔn)確判斷軸承運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取預(yù)防措施。同時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出一套220 t 卡車主發(fā)電機(jī)及電動(dòng)輪軸承檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化流程，準(zhǔn)確有效掌握卡車主要?jiǎng)恿鲃?dòng)部件的運(yùn)行狀態(tài)。

此外，針對(duì)電動(dòng)輪和主發(fā)電機(jī)軸承，每間隔3000 h 進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果不良的軸承按要求進(jìn)行注油或更換，有效避免了因軸承故障引發(fā)的重大故障。

3 取得成效

（1）使用C-LINK 平臺(tái)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)控及分析，采取前瞻性維護(hù)措施，避免重大資產(chǎn)損失及降低維修成本。利用C-LINK 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)下載功能、故障報(bào)警，提高了維修人員的工作效率，降低了維修人員出入礦山作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的頻次和安全風(fēng)險(xiǎn)。按日、周、月統(tǒng)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行報(bào)告，如出動(dòng)率、可利用率、各負(fù)載區(qū)間的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)告。監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，掌控發(fā)動(dòng)機(jī)總體情況，發(fā)動(dòng)機(jī)故障率明顯降低，未發(fā)生一起發(fā)動(dòng)機(jī)惡性故障，每年可節(jié)省大修理費(fèi)用357.5 萬(wàn)元。

（2）電動(dòng)輪主機(jī)架裂紋監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施以來(lái)，實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)輪主機(jī)架的應(yīng)變及裂紋的擴(kuò)展情況，可以在主機(jī)架徹底斷裂前發(fā)出報(bào)警，避免發(fā)生重大安全事故。如果運(yùn)行中的卡車電動(dòng)輪主機(jī)架開裂，勢(shì)必發(fā)生一起重大機(jī)械事故，電動(dòng)輪總成報(bào)廢，卡車其他部位相應(yīng)損壞。因此，監(jiān)測(cè)到1 臺(tái)電動(dòng)輪主機(jī)架的開裂，即避免了一起重大機(jī)械事故的發(fā)生。在不考慮卡車其他零部件損壞的情況下，按每年監(jiān)測(cè)到1 臺(tái)電動(dòng)輪主機(jī)架開裂計(jì)算，年節(jié)省維修費(fèi)用為598.17 萬(wàn)元。

（3）電動(dòng)輪和主發(fā)電機(jī)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)施以來(lái)，隨著設(shè)備逐年老化，預(yù)警故障數(shù)量明顯增大，設(shè)備得到及時(shí)維修保養(yǎng)，無(wú)因軸承損壞引發(fā)的重大故障，保證了卡車平穩(wěn)運(yùn)行，降低了維修成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

“礦用卡車科學(xué)性預(yù)防維修”策略的成功實(shí)踐應(yīng)用，發(fā)揮出強(qiáng)大的預(yù)防性維修作用，保證了卡車的完好率與出動(dòng)率，設(shè)備狀態(tài)明顯改善，為公司節(jié)約了大量維修成本，保證了維修人員的人身安全。該策略可在所有電傳動(dòng)礦用自卸卡車上進(jìn)行使用，其他礦山設(shè)備參照該維護(hù)策略的實(shí)施方案，也可研發(fā)設(shè)計(jì)出1 套切合實(shí)際的維修策略，具有較大推廣應(yīng)用價(jià)值。