新式礦用卡車車輪提高礦山生產(chǎn)率

拉塞爾·A·卡特

新式礦用卡車車輪提高礦山生產(chǎn)率

拉塞爾·A·卡特

就像因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)或傳動(dòng)系統(tǒng)失靈一樣,載重汽車會(huì)因其臨時(shí)的車輪維修或者輪胎維護(hù)而從車隊(duì)中快速脫離。為了節(jié)省更換車輪和輪胎維修服務(wù)時(shí)間,運(yùn)載卡車制造商和車輪備件供應(yīng)商開發(fā)了相應(yīng)的新技術(shù)產(chǎn)品。

卡車車輪一般并不受業(yè)內(nèi)人士的重視,業(yè)內(nèi)人士一般比較注重引擎、傳動(dòng)系統(tǒng)和輪胎技術(shù)的改進(jìn)。不過,卡車車輪是運(yùn)輸作業(yè)中至關(guān)重要的一環(huán)。倘若載重車輪(按最大的車型計(jì)算大約載重為2497～2951 kg)損壞或從驅(qū)動(dòng)軸上松落,就意味著這輛載重汽車就要停駛了。這會(huì)引起產(chǎn)量的下降,就如同其引擎、傳動(dòng)系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題一樣,而且還可能造成昂貴的輪胎和設(shè)備的損壞。

為了響應(yīng)礦山提出的關(guān)于減小卡車非有效載荷重量和提供更加快捷的維護(hù)結(jié)構(gòu)的要求,原設(shè)備制造商表示,他們正在提高對(duì)車輪類型和選型的關(guān)注。例如卡特彼勒公司就計(jì)劃在該公司生產(chǎn)的較小的礦用卡車型號(hào)上擴(kuò)大車輪的選擇范圍,包括標(biāo)準(zhǔn)的無附加特征的車輪,以及標(biāo)準(zhǔn)的車輪加上可選的快速換裝輪輞。對(duì)于機(jī)械驅(qū)動(dòng)更大噸位的礦用卡車來說(如793D/F和797F系列),取決于不同的車型和預(yù)期的用途,車輪直徑和寬度將有更多的選擇,以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的、快速換裝的和楔子形的輪轂。

近年來,這個(gè)不太引人關(guān)注的市場(chǎng)引來了幾個(gè)新的競(jìng)爭(zhēng)者加入到現(xiàn)有的制造商中,諸如瑞美克斯公司、拓皮實(shí)業(yè)公司、OTR車輪工程公司和其他一些公司。在礦用車輪市場(chǎng)的生力軍中,有泰坦國(guó)際集團(tuán)泰坦車輪公司,該公司專門生產(chǎn)工程機(jī)械輪胎;也有吉?jiǎng)P恩股份有限公司吉?jiǎng)P恩車輪公司,該公司是英國(guó)大型汽車制造、工業(yè)和航空設(shè)備及技術(shù)的提供商。

1 泰坦車輪公司

泰坦車輪公司在3年前開始進(jìn)入礦用車輪市場(chǎng),而吉?jiǎng)P恩車輪公司則于2009年進(jìn)入該市場(chǎng)。作為一家越野輪胎公司的姐妹公司,泰坦車輪公司宣稱,該公司是唯一一家同時(shí)具備設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)車輪、輪胎,并可向其客戶提供輪胎/車輪綜合產(chǎn)品的公司?？偟膩碚f,泰坦車輪公司可以生產(chǎn)數(shù)千種規(guī)格和型號(hào)的車輪和輪胎,并為數(shù)個(gè)礦用設(shè)備制造商提供車輪和輪胎。

泰坦車輪公司設(shè)有兩個(gè)通過ISO 9001:2008認(rèn)定的生產(chǎn)設(shè)備,一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備在美國(guó)伊利諾伊州的昆西市,用來生產(chǎn)農(nóng)用、建筑用和工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)的車輪;一個(gè)面積為2.55萬(wàn)m2的大型工廠和倉(cāng)庫(kù)在美國(guó)弗吉尼亞州的索爾特維爾,用來生產(chǎn)大型土方車輛和運(yùn)載卡車用車輪,以及大型建筑機(jī)械用車輪。

泰坦車輪公司最近開發(fā)了一種車輪快速更換技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱“ACT”)。這是一個(gè)位置敏感裝置,可使工人在礦用卡車上更換后輪輪胎時(shí)比一般的車輪節(jié)省很多時(shí)間。當(dāng)初泰坦國(guó)際集團(tuán)的子公司,現(xiàn)在作為獨(dú)立法人的泰坦歐洲有限公司,同樣也在推廣一種起源于澳大利亞的外部快速安裝車輪的理念。

這種ACT車輪/輪輞有兩個(gè)輪胎座圈和兩個(gè)擋圈,一個(gè)兩件式鎖圈和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鎖圈。這種鎖圈的設(shè)計(jì)是為了使輪胎從車輪上脫離開來,從而易于拆下輪胎。泰坦車輪公司的客戶服務(wù)部門經(jīng)理杰里米·馬丁說:“這種ACT車輪是為礦用卡車的外后輪位置設(shè)計(jì)的。安裝后,不用拆下螺母或夾板就可將輪胎從卡車上旋擰下來?！碑?dāng)雙排車輪內(nèi)層的輪胎必須更換時(shí),只需將外層的輪胎卸下,然后將內(nèi)層的輪胎穿過外層的ACT車輪就可以卸下。

ACT車輪采用雙鎖圈系統(tǒng),用于阻止輪緣的旋轉(zhuǎn),以防輪緣突出,并有助于控制輪胎打滑。其背面和止口部分組成一個(gè)連續(xù)的撬棒槽,有助于維護(hù)人員從車輪上卸下輪胎。在輪胎座圈內(nèi)部的“超級(jí)鎖”——輪轂組件是為了防止在鎖圈錯(cuò)誤安裝時(shí)給輪胎充氣。

ACT車輪提高了作業(yè)安全,同時(shí)減輕了維護(hù)人員的勞動(dòng)量,工人們從此不用再去搬運(yùn)重量超過3t的外層車輪了。另外,在拆卸車輪和輪胎時(shí),ACT車輪省去了用笨重的沖擊扳手拆卸50～60個(gè)螺母的工作。

據(jù)泰坦車輪公司介紹,ACT車輪可以與市場(chǎng)上現(xiàn)有的每一種規(guī)格和品牌的礦用輪胎匹配,也適用于各種型號(hào)的礦用卡車。據(jù)該公司提供的數(shù)據(jù)顯示,更加快捷的輪胎服務(wù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。例如,在一個(gè)ACT車輪測(cè)試的露天金礦,工人們要用5 h對(duì)卡特彼勒793型卡車通常的29×57車輪和40.00 R57雙排輪胎進(jìn)行更換,而在外后輪位置使用ACT車輪后,該環(huán)節(jié)的作業(yè)時(shí)間可減少至2.7 h。

根據(jù)這些節(jié)省的時(shí)間,每輛卡車因減少停工時(shí)間而產(chǎn)生的生產(chǎn)效益和增加的收益預(yù)計(jì)將達(dá)到6位數(shù)。

泰坦車輪公司也生產(chǎn)泰坦超重型機(jī)加工錐度(以下簡(jiǎn)稱“STMT”)系列的車輪。該公司表示在設(shè)計(jì)過程中使用有限元素分析法,可以使生產(chǎn)的長(zhǎng)度為1.6 m的車輪重量減輕約454 kg。這些車輪包括STMT系列和ACT系列車輪。

2 吉?jiǎng)P恩車輪公司的業(yè)務(wù)擴(kuò)展

吉?jiǎng)P恩車輪公司負(fù)責(zé)越野車輪的技術(shù)董事棱·亨塞爾表示,在開發(fā)新型礦用車輪過程中,該公司采用了最先進(jìn)的工程技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。

吉?jiǎng)P恩車輪公司長(zhǎng)期向原設(shè)備制造廠商提供中小型車輪。亨塞爾指出,對(duì)于該公司最近開始介入長(zhǎng)度為1.14 m以上大型車輪的市場(chǎng),這是很自然的業(yè)務(wù)擴(kuò)展。據(jù)亨塞爾介紹,該公司初期的目標(biāo)是逐漸成為礦山大型車輪備件的供應(yīng)商,而長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)則是成為大型礦用運(yùn)輸車輛制造廠的車輪供應(yīng)商。

亨塞爾說,“目前最大的礦用卡車的載重已達(dá)到400 t,這種車輛的車輪必須應(yīng)付最為艱巨的運(yùn)行條件,展示出強(qiáng)度和可靠性,吉?jiǎng)P恩礦用車輪自2009年在各個(gè)礦山投入使用以來,表現(xiàn)出了出乎意料的性能。”

他表示,“在很大程度上,礦用車輪市場(chǎng)許多年以來都沒有多大變化,在引入更多選擇和競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),我們還向礦用設(shè)備制造廠商提供了提高其礦用卡車可靠性并同時(shí)把運(yùn)行效率提高的效益帶給礦山的機(jī)會(huì)。”

他還預(yù)測(cè)該公司將在不久的將來,推出更加有效利用原材料、輪胎和車輪維修服務(wù)更快的車輪設(shè)計(jì)。吉?jiǎng)P恩車輪公司在其北美技術(shù)中心設(shè)計(jì)礦用系列車輪,之后在位于中國(guó)柳州的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。

3 瑞美克斯公司滿足子午線輪胎的需求

位于加拿大不列顛哥倫比亞省的瑞美克斯公司參與大型車輪市場(chǎng)已經(jīng)有幾十年的時(shí)間,并以生產(chǎn)MES系列與TSR系列車輪和輪輞聞名于世。

根據(jù)瑞美克斯公司的描述,相對(duì)于斜交輪胎來說,子午線輪胎作用在車輪或輪輞筒體上的載荷將增加75%,而設(shè)計(jì)的MES系列車輪就是用來承載這部分增加的載荷的。與此同時(shí),通過機(jī)加工后的車輪達(dá)到了“真正”的圓度,從而使輪胎止口可以獲得均勻的密封,輪緣、輪胎座圈和鎖圈的配合也更好,因此車輪/輪輞的強(qiáng)度也將更高。TSR系列車輪具有穩(wěn)定輪胎止口和側(cè)壁的超強(qiáng)能力,因此可以在很大程度上消除輪緣的運(yùn)動(dòng),從而進(jìn)一步提高輪輞的壽命。

瑞美克斯公司設(shè)計(jì)的MSS系列車輪是用來滿足其他采礦需求的。這種車輪的生產(chǎn)成本比MES系列與TSR系列車輪的生產(chǎn)成本都要低。

(劉德健譯自美國(guó)《煤時(shí)代》2010年第9期,劉祖春校)

(責(zé)任編輯 溫子伯)