礦用電機車車斗斷軸落道的原因分析及改進措施

董繼華

摘 要:文章針對電機車車斗斷軸落道的事故進行原因分析,提出改進措施及實施后的效果

關鍵詞:車斗切軸落道原因分析措施效果

中圖分類號:U29 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0100-01

天津市水泥石礦原礦運輸所使用的是常洲機車廠生產的ZL20-9750-B型直流架線式露天、平峒兩用電機車,時速19.8km/h,原礦運輸主要是靠電機車來完成,多年來為我礦生產發揮了重要作用。近年來隨著水泥石產量的逐漸提高,年產量由原來的90萬噸提高到300萬噸及電機車運輸速度的加快,車斗輪對經常發生斷裂,輪距迅速發生變化,造成脫軌落道。高速運行的機車重斗落道如在峒室內由于受空間限制,起重設備的陳舊簡單落后,工人們每次落道打斗身體疲勞都達到極限,苦不堪言。高速運行的機車如在岔尖處落道,情況更加嚴重,除重斗落道外大面積的摧毀鐵路。由于原礦運輸車間是水泥石礦聯系采場與破碎的樞紐,是水泥石礦生產線的咽喉要道,一旦出現問題,全礦的生產線就得停產,全礦因為車斗落道而造成的事故最近幾年時有發生,屢見不鮮,嚴重制約了礦山生產。由于斷軸造成的脫軌落道幾乎占落道事故的90%以上,致使設備損壞,威脅員工的人身安全。下面就斷軸的原因進行分析,提出改造措施并加以實施。

1斷軸原因分析

1.1 鐵路原因

我礦和現電機車配套使用的軌距為900mm的窄軌鐵路,鐵路全長為2800m,坡度比為1000∶3,是由鐵路信號自動控制道岔,主復線機車行駛,即越是重車拉料出來越是下坡運行速度越快。鐵軌是由大型鐵路淘汰下來的43kg/m鐵軌,鐵路施工是我礦工人自行施工,從路基的測量、布渣、鋼軌的鋪設搗固、道岔及轍尖軌布置和軌縫的連接均未達到正規鐵路的要求,特別是受地理位置的限制,機車轉彎的曲線半徑更是遠未達到合理要求。但是原來產量低,機車掛斗少,行駛速度慢,車斗運行時雖也左右搖擺,斷軸事故幾乎為零。近年來,隨著生產規模的擴大,電機車就得提速,特別是年產量達到300萬噸及以上時,斷軸脫軌事故頻發,嚴重影響了企業正常生產,因斷軸落道給企業造成很大損失。

(1)岔尖、轍盤長期不更換,年久失修加之道床不實,轍盤是雙道都軋的地方,軌道軋過一次,轍盤就軋兩次,轍盤心就凹進去,機車運行到此處都屬于砸軌,輪軸受力增加,形成撞擊,造成斷軸落道。

(2)道床不實,特別是峒室內的道床由于常年運行,機車運輸時掉料,大塊清理后,碎料及面子就落到道床上,經過雨水浸泡,本不堅硬的道床更加變軟,軌道不平,形成所謂的三角坑。軌道不平也使軌距發生變化,軌距有大有小,再加上軌縫熱漲冷縮,縫大的沖擊車輪,縫小的軌距彎形,造成機車運行時蛇形前進,車斗左右搖擺,對車輪風圈反復撞擊形成具大的沖擊力,對軸進行剪切,造成斷軸落道。

(3)彎道曲線不標準,隨著產量提高,車速加快,明顯的曲線半徑小的劣勢更加明顯,機車進入彎道時,車輪與道軌相磨擦發出刺耳的尖叫聲。速度越快,產生的離心力越大,車輪在離心力的作用下撞擊彎道鋼軌,反作用力傳到軸上。天長日久使軸肩受力瞬間反復沖擊,軸肩抗疲勞強度降低,造成斷軸落道。

1.2 礦車車斗原因

(1)隨著產量的逐步提高,原礦運輸顯出力不從心。運力不足,是困繞產量不能提高的問題,想盡辦法由原來的每列9個車斗聚增到16個車斗,仍顯不足,采取了對車斗進行加邦、增容。由原來的6m3的容積增加到7m3,運輸能力暫時提高了,但整個礦車長期超載運行為斷軸落道埋下了隱患。斗邦增高后,礦車上晃嚴重,對軸重力增大;車斗拉出料時,由于下坡增加的車斗及車斗增容后,產生的重力加速度的推力作用到軸上,特別是進入彎道離心力加大,推力、離心力、加重力統一形成巨大合力作用到軸上,造成斷軸落道。另外,車斗增容后,顯示出車軸有點細,不堪重負,原來使用的車軸直徑φ140mm,軸承采用的7520型,軸承位直徑φ100mm,斷軸都是在軸承位與擋油圈的軸肩處,所以說軸細是斷軸的主要原因。

(2)礦車的車軸由于使用過程中,軸承損壞研磨軸承位補焊加工再用。加工過程中,軸肩過渡園角不規范,過渡園角變直角,機車運行時,車輪承受力集中在軸肩上,造成應力集中不能分散,車軸抗疲勞強度降低;另外,軸在補焊加工后未進行熱處理去應力的工序,也是斷軸的原因。

(3)車斗年久失修,一直使用1985年投產時的車斗,斗底在石料的沖擊下,斗底兩層鐵板及中間的防砸木有很大的一部分變形,嗆入泥土石料后形成巨大的包塊附著在斗底一側,空車運行時,車斗失去平衡形成三條腿走路,車輛搖擺,個別車輪單輪負載過重,力量集中,造成斷軸。

(4)由于企業受資金限制。車斗使用時減震彈簧經常斷裂,為了節少資金改為橡膠墩子代替彈簧減震,減震效果大打折扣,不在斷簧,但斷軸因素在增加。

2改進措施及實施后效果

針對我礦生產規模的不斷擴大,原礦運輸任務日趨繁重,機車提速,車斗增容所造成的礦車輪對發生斷軸的種種原因,制定卓有成效的防范措施。

2.1 鐵路大修

隨著企業形勢的好轉加大電機車軌道的資金投入,首先對鐵路進行大修,聘請鐵路有經驗的退休工人進行技術指導,對部分不合格的枕木、尖軌、轍盤等要害部位磨損嚴重的進行更換,對鋼軌尤其是曲線部分更換或調面,對全長2748m的鐵路,增加軌距桿,共計增加軌距桿1500根,軌爪3000對,平均2.1m根軌距桿,解決軌距不均的問題,對道路不平的地段找好基準點起道填渣、搗固,保持標準軌距,使機車運行中鋼軌不變形,以保證鐵路機車運輸時更加平穩。

2.2 對礦車斗輪軸進行改進

在礦車車斗底部整結構體尺寸不變的情況下,將原來車斗輪軸直徑φ140mm改為φ150mm,采用33024型軸承取代7520型軸承,軸承外徑尺寸不變,軸承位直徑增加20mm,對其它軸頭的配件尺寸進行相應的調整,在不改變軸承箱整體尺寸的前提下對車軸加粗,增加了軸的強度。同時在加工軸的過程中,嚴格按圖紙要求尺寸進行加工,特別階梯軸過渡園角,以及軸承位加工工序嚴格把關檢驗,確保輪軸受力均勻過渡,不集中在一個點上,裝配時調整好各部間隙,確保安裝使用后轉動靈活。對單列車斗進行改進實踐,效果良好,未發生斷軸現向,然后我們對整列車斗輪軸全部更換加粗軸,同時投資60萬元的大修資金,對全部車斗大梁校正,斗底重鋪。

2.3 加強管理

(1)設立專職的道班人員對鐵路進行巡視、檢修,發現問題及時解決,保證運輸任務完成。

(2)加強生產做業人員的管理,要求上崗前對車斗及斗間的連接部位進行檢查,把斷軸的因素降到最低點。

上述分析斷軸的原因及改造措施,實施后解決了斷軸落道,影響生產的問題,同時降低了生產運輸成本,減少了職工不必要的勞動。提高了礦山的經濟效益,為運輸安全保駕護航。