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(shí)，還降低了采礦工人的勞動(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)礦用無軌設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)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(duì)礦用無軌設(shè)備的安全可靠性進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤管理，為礦區(qū)生產(chǎn)提供安全性保障。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)及部件選配

發(fā)動(dòng)機(jī)是礦用無軌設(shè)備的動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)及相關(guān)部件時(shí)，有必要針對(duì)各種型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上，再最終決定選用何種發(fā)動(dòng)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(duì)多款發(fā)動(dòng)的性能進(jìn)行對(duì)比之后，選擇了符合國家排放要求的低污染發(fā)動(dòng)機(jī)。而且由于發(fā)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)和車架的振動(dòng)幅度得到有效控制。從這款發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)列為礦用無軌設(shè)備發(fā)動(dòng)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(shí)，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(shí)，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(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成不利影響。

3 制動(dòng)系統(tǒng)性能

礦用無軌設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能是完成行車制動(dòng)和停車制動(dòng)。銅冠機(jī)械所選用的是全封閉多盤濕式制動(dòng)器，它與傳統(tǒng)的制動(dòng)器相比，具有以下優(yōu)勢特點(diǎn)：首先，該制動(dòng)器屬于全封閉式結(jié)構(gòu)，可有效阻擋泥水及粉塵對(duì)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(dòng)器的制動(dòng)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(dòng)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(dòng)壓力比較小的情況下，依然可以獲得較大的制動(dòng)力矩。鑒于上述技術(shù)優(yōu)勢，全封閉多盤濕式制動(dòng)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(dòng)液壓系統(tǒng)時(shí)，銅冠機(jī)械選用的是全液壓雙管路蓄能制動(dòng)回路。該制動(dòng)系統(tǒng)與氣動(dòng)式和氣液式制動(dòng)回路相比，其制動(dòng)壓力更為穩(wěn)定。即使遇到發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火的情況，仍然可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急制動(dòng)。除了上述制動(dòng)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(dòng)器管路都是獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的，即使某個(gè)制動(dòng)管路出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響其它制動(dòng)器造的正常運(yùn)行，從而有效提高了制動(dòng)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(dòng)回路和全封閉多盤濕式制動(dòng)器所組成的制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)性能

在傳動(dòng)系統(tǒng)方面，銅冠機(jī)械所采用的是液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由液力變矩器、動(dòng)力換檔變速箱、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等部分組成。其技術(shù)優(yōu)勢包括以下幾個(gè)方面：首先，通過液力變矩器的應(yīng)用，使動(dòng)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(shí)增大輸出扭矩，避免發(fā)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)中的液力變矩器是以流體作為傳送動(dòng)力的工作介質(zhì)，而且發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的礦用無軌設(shè)備，與其它傳動(dòng)系統(tǒng)相比，發(fā)動(dòng)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(gè)無級(jí)自動(dòng)變速箱，又進(jìn)一步擴(kuò)大了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)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(dòng)化的動(dòng)力換檔。這樣一來，大幅降低了工作人員的勞動(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)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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