礦車輪對的維修與管理
2016-10-12賀玉龍
（大同同煤集團四臺礦盤管三隊）
摘 要：在煤礦運輸設備中，礦車作為一種重要的設備，為了確保其安全運行，需要對其加大維修和管理的力度。本文從輪對的角度進行分析，通過闡述礦車輪對結構和工況條件，分析常見故障及原因，同時提出相應的政策建議，為維修、管理礦車輪對提供參考依據。
關鍵詞 ：礦車輪對；故障；維修與管理
在煤礦運輸設備中，礦車的數量Z多，并且在維修改造數量方面，礦車也是Z大的設備。在礦車的各種部件中，輪對作為重要部件，是行走機構和承載機構的結合體。在礦車出現的各種損壞中，Z嚴重的損壞就是輪對損壞。結合多年的煤礦工作經驗，在礦車損壞中，由輪對故障引發的損壞比例超過70%。
1 礦車輪對結構和工況條件
1.1礦車輪對結構
通常情況下，車輪、軸、軸承、密封材料等共同組成礦車輪對。礦車在行駛過程中，尤其在彎道上運行時，需要承受重力、烽擦力，以及離心力的作用。車輪受摩擦力的影響和制約，其磨損程度不斷加劇。
1.2工作條件
①當礦車進行煤礦井下作業時，其Z高速度可達15km/h，其車輪的線速度、轉速分別為4～5m/s、120～350r/min。
②1.5t礦車作用到兩個輪對上，其Z大載荷一般為4.5t，當礦車處于運行、卸載過程中時，礦車輪對通常情況下需要承受沖擊負荷。
③對于礦車輪對來說，通常情況下主要運行在煤泥水環境中，并且這種環境含有酸、堿成分。
④礦車輪對還要在平整度、軌道都超標的軌道上行駛。
1.3礦車輪對失效的形式
①密封失效。礦車輪對在運行過程中，如果運行環境中含有酸、堿成分的煤泥水，在這種情況下，通過密封件的間隙煤泥水就會進入軸承滾道，使得煤泥堵塞鋼球，進而在一定程度上出現卡死現象，進一步引發失效。
②軸承失效。當軸承被卡死后，軸承的內圈、外圈與車軸或輪轂之間在一定程度上出現相對轉動，使得車軸磨損進一步加劇，當嚴重磨損輪轂內圓時，在這種情況下，就會增大車輪輪轂與軸承外圈的間隙，進而發生失效。
2 常見故障及原因
①密封差。目前，各種老式礦車在山西大同使用依然較為廣泛，并且采用迷宮式加羊毛氈結構對輪對密封進行處理，這種處理方式，一方面不能有效地防止水的浸入，另一方面潤滑油脂容易發生泄漏。在選擇潤滑脂的過程中，如果選擇不當，其機械安定性、抗水性、耐低溫性等就會遭到不同程度的弱化。
②礦車輪中的軸承出現非正常磨損。對于礦車來說，其軸承通常情況下采用普通圓錐滾子軸承，這種軸承的優勢是承載能力較強，并且軸向止推能力比較高，其不足主要表現為在防卡性能方面表現得較為薄弱。這種軸承在使用過程中，一旦浸入煤泥水，就會堵塞軸承管道，進而在一定程度上破壞軸承的潤滑性。
③礦車輪非正常磨損。礦車輪在運行過程中，如果缺乏潤滑性，在這種情況下就會增加滑動摩擦，進而導致礦車輪之間的磨損進一步增加；如果礦車運行的軌道中存在比較多的彎道，在這種情況下同樣會增加車輪的磨損。當礦車在彎道處運行時，其離心力、重力的合力不可能垂直于軌道面，因此會永遠存在離心力。礦車在離心力的作用下，運行一段時間后，彎道處軌距的負偏差和正偏差就會增大，當礦車從標準軌駛入時，車輪就會向外發生橫向滑動，進而引發事故。
在煤礦運輸設備中，礦車的數量Z多，并且在維修改造數量方面，礦車也是Z大的設備。在礦車的各種部件中，輪對作為重要部件，是行走機構和承載機構的結合體。在礦車出現的各種損壞中，Z嚴重的損壞就是輪對損壞。結合多年的煤礦工作經驗，在礦車損壞中，由輪對故障引發的損壞比例超過70%。
1 礦車輪對結構和工況條件
1.1礦車輪對結構
通常情況下，車輪、軸、軸承、密封材料等共同組成礦車輪對。礦車在行駛過程中，尤其在彎道上運行時，需要承受重力、烽擦力，以及離心力的作用。車輪受摩擦力的影響和制約，其磨損程度不斷加劇。
1.2工作條件
①當礦車進行煤礦井下作業時，其Z高速度可達15km/h，其車輪的線速度、轉速分別為4～5m/s、120～350r/min。
②1.5t礦車作用到兩個輪對上，其Z大載荷一般為4.5t，當礦車處于運行、卸載過程中時，礦車輪對通常情況下需要承受沖擊負荷。
③對于礦車輪對來說，通常情況下主要運行在煤泥水環境中，并且這種環境含有酸、堿成分。
④礦車輪對還要在平整度、軌道都超標的軌道上行駛。
1.3礦車輪對失效的形式
①密封失效。礦車輪對在運行過程中，如果運行環境中含有酸、堿成分的煤泥水，在這種情況下，通過密封件的間隙煤泥水就會進入軸承滾道，使得煤泥堵塞鋼球，進而在一定程度上出現卡死現象，進一步引發失效。
②軸承失效。當軸承被卡死后，軸承的內圈、外圈與車軸或輪轂之間在一定程度上出現相對轉動，使得車軸磨損進一步加劇，當嚴重磨損輪轂內圓時，在這種情況下，就會增大車輪輪轂與軸承外圈的間隙，進而發生失效。
2 常見故障及原因
①密封差。目前，各種老式礦車在山西大同使用依然較為廣泛，并且采用迷宮式加羊毛氈結構對輪對密封進行處理，這種處理方式，一方面不能有效地防止水的浸入，另一方面潤滑油脂容易發生泄漏。在選擇潤滑脂的過程中，如果選擇不當，其機械安定性、抗水性、耐低溫性等就會遭到不同程度的弱化。
②礦車輪中的軸承出現非正常磨損。對于礦車來說，其軸承通常情況下采用普通圓錐滾子軸承，這種軸承的優勢是承載能力較強，并且軸向止推能力比較高，其不足主要表現為在防卡性能方面表現得較為薄弱。這種軸承在使用過程中，一旦浸入煤泥水，就會堵塞軸承管道，進而在一定程度上破壞軸承的潤滑性。
③礦車輪非正常磨損。礦車輪在運行過程中，如果缺乏潤滑性，在這種情況下就會增加滑動摩擦，進而導致礦車輪之間的磨損進一步增加；如果礦車運行的軌道中存在比較多的彎道，在這種情況下同樣會增加車輪的磨損。當礦車在彎道處運行時，其離心力、重力的合力不可能垂直于軌道面，因此會永遠存在離心力。礦車在離心力的作用下，運行一段時間后，彎道處軌距的負偏差和正偏差就會增大，當礦車從標準軌駛入時，車輪就會向外發生橫向滑動，進而引發事故。
④礦車移動頻繁，增加了處理故障的難度，并且沒有進行定期的檢修，經常帶病運行，整條運輸線路經常被堵塞。對于多數礦來說，由于沒有建立健全礦車檢修管理制度，進而難以對礦車進行及時的檢修，并且檢修人員和檢修班組等經常更換，同樣增加了礦車檢修管理的難度。
3 維修和改進
①密封件的型號選擇M型，同時改進該密封件。M型密封件的優勢主要表現為：組合式密封，并且這種密封件在主唇口內側設置相應的彈簧，進而在一定程度上增加了與軸頸之間嚴密性。通過對主副唇口進行外翻處理，能夠進一步阻止水、煤泥的浸入。
②在軸承選用方面，一般選擇新型310KA礦車專用軸承，在一定程度上提高軸承的使用壽命。對于新型310KA礦車專用軸承來說，由于選用的鋼球直徑比較大，進一步增加了軸承的徑向游隙，在耐沖擊能力、承載能力方面，使得軸承大幅度提高。
③調整軸與軸承之間的配合。對于軸與軸承之間的配合，將傳統的過盈配合改為間隙配合，使得軸與軸承內圈之間在一定程度上保持適當的轉動間隙，通過上述處理可以延長軸承的使用壽命。
④設置相應的緩沖裝置。對于礦車來說，在行駛過程中，為了進一步降低附加的沖擊載荷，通常情況下，需要將橡膠沖墊設置在軸承與軸之間，借助橡膠沖墊降低軸承壓力瞬時刷值，確保礦車的平穩性，掉道現象在一定程度上得以避免，并且礦車運行的安全性、平穩性得以大大增加。
⑤潤滑脂選用鋰基潤滑脂。潤滑脂對于輪對來說，其作用主要表現為：一方面潤滑軸承和橡膠唇口，另一方面具有防水和防塵的功效。在機械安定性、抗水性等方面，礦用Ⅱ號鋰基潤滑脂表現良好。另外，這種潤滑脂具有遇水不易發生皂化，不易流失等特點。
⑥通過對彎道軌距進行加寬處理，適當抬高外軌的高度。當車輛運行在彎道上時，使得車輪的輪緣與軌道不出現平行現象。與直道處相比，如果彎道處的軌距與之相同，輪對在這種情況下就會被卡住。
⑦對彎道礦車的運行速度進行控制，同時平衡離心力與重力的分布情況，避免礦車發生運行事故。
4 管理
在生產作業的過程中，礦車的移動比較頻繁，并且損壞故障沒有固定的地點，在這種情況下，對礦車實行周期定點檢修，可以確保礦車安全運行。
①建立和完善規章制度及檢驗驗收制度，對礦車進行定點檢修。
②安排專職檢修人員對礦車進行檢修，同時配備一名電焊工。
③設置專門的檢修場所，配備相應的安裝工具。
④全面檢查修理修礦車輪對各部位，同時嚴格遵守檢修項目要求，填寫相應的檢修記錄，并且對檢修礦車進行編號處理。
⑤為了激發檢修人員工作的積極性，通過定額計件方式進行管理，同時按照檢修內容進行考核。
⑥在維修管理過程中，推廣日檢修驗收制度，嚴禁檢修不合格礦車運行。
⑦為了確保礦車檢修質量，需要確保礦車周期檢修的資金和材料。
⑧控制礦車的檢修質量：在檢修礦車的過程中，需要事先準備需要更換的零件，提高檢修礦車的質量；對礦車軸承進行清洗和加油；如果軸承磨損過度，在這種情況下，需要立即更換，不得投入使用。
⑨驗收檢修質量：一是每天定時對礦車進行檢修，二是派工程技術人員對檢修質量進行把關，在技術人員的指導下，提出檢修要求。
⑩建立巡檢制度。通過對礦車進行周期檢修后，一般情況下，能夠確保礦車平穩運行。但是，受各種原因的影響，在運行過程中，少數礦車會失去效用。通過巡檢制度，在井口運輸巷兩側對礦車進行搶換，一方面不影響運行的時間，另一方面可確保礦車安全運行。
采用定點周期輪換檢修和定期巡檢管理辦法對礦車進行維修管理，其軸承壽命大大提高，并且輪對的常見故障明顯減少，掉道次數大大減少，進一步確保95%的礦車正常運行，同時可以節約材料費用的支出，延長礦車的使用年限。
參考文獻：
[1]曹建全.礦車輪對的維修與管理[J].山西建筑，2007（07）.
[2]張洋坡.礦車輪對的故障維修與管理策略[J].科技與企業，2012（04）.
[3]陳虹微.礦車輪對的維修與管理[J].煤炭科技，2002（03）.
[4]王榮杰.礦車輪對常見故障分析及改進[J].礦山機械，2001（12）.
3 維修和改進
①密封件的型號選擇M型，同時改進該密封件。M型密封件的優勢主要表現為：組合式密封，并且這種密封件在主唇口內側設置相應的彈簧，進而在一定程度上增加了與軸頸之間嚴密性。通過對主副唇口進行外翻處理，能夠進一步阻止水、煤泥的浸入。
②在軸承選用方面，一般選擇新型310KA礦車專用軸承，在一定程度上提高軸承的使用壽命。對于新型310KA礦車專用軸承來說，由于選用的鋼球直徑比較大，進一步增加了軸承的徑向游隙，在耐沖擊能力、承載能力方面，使得軸承大幅度提高。
③調整軸與軸承之間的配合。對于軸與軸承之間的配合，將傳統的過盈配合改為間隙配合，使得軸與軸承內圈之間在一定程度上保持適當的轉動間隙，通過上述處理可以延長軸承的使用壽命。
④設置相應的緩沖裝置。對于礦車來說，在行駛過程中，為了進一步降低附加的沖擊載荷，通常情況下，需要將橡膠沖墊設置在軸承與軸之間，借助橡膠沖墊降低軸承壓力瞬時刷值，確保礦車的平穩性，掉道現象在一定程度上得以避免，并且礦車運行的安全性、平穩性得以大大增加。
⑤潤滑脂選用鋰基潤滑脂。潤滑脂對于輪對來說，其作用主要表現為：一方面潤滑軸承和橡膠唇口，另一方面具有防水和防塵的功效。在機械安定性、抗水性等方面，礦用Ⅱ號鋰基潤滑脂表現良好。另外，這種潤滑脂具有遇水不易發生皂化，不易流失等特點。
⑥通過對彎道軌距進行加寬處理，適當抬高外軌的高度。當車輛運行在彎道上時，使得車輪的輪緣與軌道不出現平行現象。與直道處相比，如果彎道處的軌距與之相同，輪對在這種情況下就會被卡住。
⑦對彎道礦車的運行速度進行控制，同時平衡離心力與重力的分布情況，避免礦車發生運行事故。
4 管理
在生產作業的過程中，礦車的移動比較頻繁，并且損壞故障沒有固定的地點，在這種情況下，對礦車實行周期定點檢修，可以確保礦車安全運行。
①建立和完善規章制度及檢驗驗收制度，對礦車進行定點檢修。
②安排專職檢修人員對礦車進行檢修，同時配備一名電焊工。
③設置專門的檢修場所，配備相應的安裝工具。
④全面檢查修理修礦車輪對各部位，同時嚴格遵守檢修項目要求，填寫相應的檢修記錄，并且對檢修礦車進行編號處理。
⑤為了激發檢修人員工作的積極性，通過定額計件方式進行管理，同時按照檢修內容進行考核。
⑥在維修管理過程中，推廣日檢修驗收制度，嚴禁檢修不合格礦車運行。
⑦為了確保礦車檢修質量，需要確保礦車周期檢修的資金和材料。
⑧控制礦車的檢修質量：在檢修礦車的過程中，需要事先準備需要更換的零件，提高檢修礦車的質量；對礦車軸承進行清洗和加油；如果軸承磨損過度，在這種情況下，需要立即更換，不得投入使用。
⑨驗收檢修質量：一是每天定時對礦車進行檢修，二是派工程技術人員對檢修質量進行把關，在技術人員的指導下，提出檢修要求。
⑩建立巡檢制度。通過對礦車進行周期檢修后，一般情況下，能夠確保礦車平穩運行。但是，受各種原因的影響，在運行過程中，少數礦車會失去效用。通過巡檢制度，在井口運輸巷兩側對礦車進行搶換，一方面不影響運行的時間，另一方面可確保礦車安全運行。
采用定點周期輪換檢修和定期巡檢管理辦法對礦車進行維修管理，其軸承壽命大大提高，并且輪對的常見故障明顯減少，掉道次數大大減少，進一步確保95%的礦車正常運行，同時可以節約材料費用的支出，延長礦車的使用年限。
參考文獻：
[1]曹建全.礦車輪對的維修與管理[J].山西建筑，2007（07）.
[2]張洋坡.礦車輪對的故障維修與管理策略[J].科技與企業，2012（04）.
[3]陳虹微.礦車輪對的維修與管理[J].煤炭科技，2002（03）.
[4]王榮杰.礦車輪對常見故障分析及改進[J].礦山機械，2001（12）.
來源：《中小企業管理與科技》2015年3期
