礦用特種無(wú)軌膠輪車(chē)的若干技術(shù)改造

王 浩

（陜西陜煤黃陵礦業(yè)公司一號(hào)煤礦，陜西 延安 727300）

礦用特種無(wú)軌膠輪車(chē)在礦井日常生產(chǎn)作業(yè)中承擔(dān)著重要的運(yùn)輸任務(wù)，各礦井產(chǎn)能的增加對(duì)礦用無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)行的安全性、高效性提出了更高要求。礦用無(wú)軌膠輪車(chē)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用年限并不是很長(zhǎng)，實(shí)際應(yīng)用中存在很多問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)黃陵一號(hào)煤礦無(wú)軌膠輪車(chē)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，結(jié)合本人實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)無(wú)軌膠輪車(chē)的一些關(guān)鍵部件提出了一系列具體的改造措施，以期能有效提高無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸效能，為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

1 車(chē)輛說(shuō)明

WC40Y(A、B)型支架搬運(yùn)車(chē)、WC40E型鏟板式搬運(yùn)車(chē)、WJ-7FB型鏟運(yùn)機(jī)均為萊州亞通公司生產(chǎn)的新型礦用重載車(chē)輛，該類(lèi)型車(chē)輛主要用于煤礦井下液壓支架、采煤機(jī)和運(yùn)輸機(jī)等重型設(shè)備的運(yùn)輸工作。該車(chē)具有承載能力大、鏟裝方便靈活、運(yùn)行速度快的特點(diǎn)，特別適用于綜采工作面設(shè)備的快速回撤、擺放及中遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。該類(lèi)型車(chē)輛的主要技術(shù)參數(shù)如下表1所示。

2 中冷器改造

2.1 改造背景

中冷器作為車(chē)輛散熱系統(tǒng)的主體，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前方，靠吸風(fēng)風(fēng)扇和車(chē)輛行駛的通面風(fēng)進(jìn)行冷卻，中冷器若冷卻不良將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，油耗增加，特別是煤礦井下作業(yè)環(huán)境的限制，車(chē)輛在高強(qiáng)度運(yùn)行后，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，散熱不暢，經(jīng)常出現(xiàn)高溫故障，影響車(chē)輛運(yùn)行。

2.2 改造方式

如圖1，改造前，中冷器（圖中長(zhǎng)方形部分）與發(fā)動(dòng)機(jī)水冷循環(huán)管路共同布置在車(chē)輛前方散熱口位置，通過(guò)布置圖可以看出，縱向的散熱片和橫向的水循環(huán)管路相互交錯(cuò)，遮擋了中冷器通風(fēng)面的大部分位置，極大地影響了散熱效率。

改造后，將中冷器從水循環(huán)管路中分離，對(duì)中冷器的布置位置和外形尺寸進(jìn)行改造。一方面，簡(jiǎn)化中冷器的結(jié)構(gòu)，將中冷器的外形尺寸由原來(lái)的1200×1000mm縮小為500×500mm；另一方面，調(diào)整中冷器的布置位置，將中冷器布置在車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)上方，布置方式由縱向變?yōu)闄M向。

通過(guò)改造使得車(chē)輛散熱口的有效通風(fēng)面積明顯增大，散熱效率大大提高。同時(shí)將中冷器尺寸縮小后，布置在靠近發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)，提高了中冷器的工作效率，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱可以及時(shí)被吸收散發(fā)，有效降低了車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫故障。

表1 礦用多功能車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)表

圖1 有效通風(fēng)面對(duì)照?qǐng)D

2.3 實(shí)用效果

通過(guò)對(duì)黃陵礦區(qū)一號(hào)煤礦使用的兩臺(tái)WJ-7FB型鏟運(yùn)機(jī)中冷器位置及結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，增大了車(chē)輛的有效散熱面積，提高了車(chē)輛的散熱效率，車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)高溫故障率降低40%，相關(guān)的維修費(fèi)用節(jié)約25萬(wàn)余元，車(chē)輛的運(yùn)行效率明顯提升。

3 排氣支管改造

3.1 改造背景

排氣支管是與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體相連，將各缸的排氣集中起來(lái)導(dǎo)入排氣總管，帶有分支的管路。在綜采工作面安裝及回撤過(guò)程中多功能車(chē)需要長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)行，加上井下環(huán)境的限制，排氣支管長(zhǎng)期在高溫循環(huán)交變狀態(tài)下工作，使得排氣支管高溫后產(chǎn)生變形，造成增壓器與排氣支管密封墊損壞，冷卻水進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，造成四配套損壞，影響車(chē)輛的正常運(yùn)行。

3.2 改造方式

通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣支管材質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)改造方案，分別做了3組對(duì)比試驗(yàn)。

第一組試驗(yàn)：未改造的5號(hào)車(chē)，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的不同路況試驗(yàn)，5號(hào)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中共出現(xiàn)7次排氣支管故障。

第二組試驗(yàn)：將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣支管材質(zhì)更換為鑄鐵的6號(hào)改裝車(chē)，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的不同路況試驗(yàn)，6號(hào)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)3次排氣支管故障。

第三組試驗(yàn)：將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣支管材質(zhì)更換為鑄鐵，且將排氣支管進(jìn)排水分離的7號(hào)車(chē)改裝車(chē)，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的不同路況試驗(yàn)，7號(hào)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中僅出現(xiàn)1次排氣支管故障。

具體改造前后的排氣支管如圖2所示，將排氣支管材質(zhì)由不銹鋼更換為鑄鐵，避免排氣支管高溫后產(chǎn)生較大變形，增加排氣支管的塑韌性。同時(shí)改進(jìn)排氣支管原有的水循環(huán)路徑，將進(jìn)排水與進(jìn)氣口分離，設(shè)置專(zhuān)用的進(jìn)水、排水口，即使排氣支管高溫產(chǎn)生變形、增壓器密封墊損壞，冷卻水也不會(huì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，避免四配套損壞。

3.3 實(shí)用效果

通過(guò)對(duì)黃陵礦區(qū)一號(hào)煤礦使用的WC40E鏟板式搬運(yùn)車(chē)排氣支管進(jìn)行改造，排氣支管故障引發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)損壞率降低了80%，相關(guān)的維修費(fèi)用減少70萬(wàn)，提高了車(chē)輛的運(yùn)行效率，為礦井生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖2 排氣支管改造前后示意圖

4 集中注油臺(tái)

4.1 改造背景

該類(lèi)型的車(chē)輛采用液壓驅(qū)動(dòng)，日常使用過(guò)程中需要定期對(duì)車(chē)輛液壓油缸進(jìn)行潤(rùn)滑，由于全車(chē)液壓系統(tǒng)復(fù)雜，油缸較多，分布在車(chē)輛的各個(gè)部位，注油時(shí)需要在各個(gè)部位進(jìn)行操作，操作過(guò)程復(fù)雜且不便于管理和維護(hù)。

4.2 改造方式

未改造之前，車(chē)輛潤(rùn)滑注油口分布在車(chē)輛的各個(gè)部位，包括驅(qū)動(dòng)輪、轉(zhuǎn)向油缸、推移千斤等，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行保養(yǎng)潤(rùn)滑時(shí)，需要在各個(gè)部位單獨(dú)操作。

圖3 集中注油臺(tái)改造示意圖

通過(guò)在車(chē)輛中間鉸接部設(shè)置一個(gè)注油臺(tái)，注油臺(tái)上安裝5個(gè)注油口，并設(shè)5個(gè)分支管口，通過(guò)軟管將分支管口與驅(qū)動(dòng)輪、轉(zhuǎn)向油缸、推移千斤等需要潤(rùn)滑的部件之間連接（圖3）。車(chē)輛保養(yǎng)潤(rùn)滑時(shí)，只需要在集中注油口將潤(rùn)滑油注入集中臺(tái)，潤(rùn)滑油通過(guò)軟管流向各個(gè)潤(rùn)滑部件，達(dá)到集中操作的目的。

4.3 實(shí)用效果

通過(guò)車(chē)輛集中注油臺(tái)改造，注油不需要分個(gè)操作，避免了重復(fù)作業(yè)的繁瑣步驟，有效地簡(jiǎn)化了車(chē)輛注油潤(rùn)滑的操作流程，簡(jiǎn)化了車(chē)輛的結(jié)構(gòu)，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了車(chē)輛的保養(yǎng)效率。

5 主泵流量控制器

5.1 改造背景

萊州亞通公司生產(chǎn)的重載礦用車(chē)輛均采用液壓驅(qū)動(dòng)，液壓系統(tǒng)由泵站、行走馬達(dá)、油缸和散熱器組成。泵站由2個(gè)閉式變量主泵、1個(gè)變量輔泵組成。車(chē)輛在行走時(shí)，依靠閉式變量主泵帶動(dòng)同側(cè)的2個(gè)行走馬達(dá)，使得車(chē)輛行駛。由于兩個(gè)主泵分別控制一側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪，不能根據(jù)另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的受力來(lái)調(diào)節(jié)流量，當(dāng)車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎或在路況較差的路面行駛時(shí)，兩側(cè)主泵流量不均衡，經(jīng)常造成供液管路的爆裂、密封件的損壞，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行還會(huì)損壞主泵。

5.2 改造方式

對(duì)于主泵流量控制器的改造，可通過(guò)在支架搬運(yùn)車(chē)中間鉸接部安裝2個(gè)桿閥和一個(gè)半托圓，將頂桿閥A出口接到車(chē)輛差速A口，B出口接到車(chē)輛差速B口，形成一個(gè)回路。

圖4 主泵流量控制器原理示意圖

如圖4，半托圓及頂桿閥之間為機(jī)械連接，車(chē)輛在左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)的頂桿在半托圓的轉(zhuǎn)動(dòng)將左側(cè)頂桿閥關(guān)閉，使得左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪流量增大，右側(cè)的頂桿在半托圓的轉(zhuǎn)動(dòng)將右側(cè)頂桿閥打開(kāi)，使得右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪流量減小。車(chē)輛右轉(zhuǎn)時(shí)，相反。從而達(dá)到流量控制的效果，使得左右驅(qū)動(dòng)輪流量合理分配。

5.3 實(shí)用效果

該裝置已在黃陵礦區(qū)一號(hào)煤礦4號(hào)多功能車(chē)上試驗(yàn)應(yīng)用，經(jīng)過(guò)1年的實(shí)際應(yīng)用，該裝置對(duì)主泵流量起到很好的調(diào)節(jié)效果，每臺(tái)車(chē)液壓管路及主泵的損壞率降低了68%，每年節(jié)約維修費(fèi)用35萬(wàn)余元。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該類(lèi)型的車(chē)輛在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，針對(duì)性地提出了相關(guān)的技術(shù)改造方案，提高了車(chē)輛的運(yùn)行效率，節(jié)約了相關(guān)的維修成本，取得了良好的實(shí)用效果。但由于加工條件的限制，相關(guān)裝置的精確度及使用壽命還存在一定的缺陷，后期仍需要不斷完善和改造，提高相關(guān)裝置的精度和使用壽命。