劉志鵬　邵澤龍　姜振波

摘 要：礦車是煤礦及其它采礦業(yè)大量使用的一種運(yùn)輸工具，消耗量特別大，其輪對(duì)的損壞尤為突出。近幾年推廣的新輪對(duì)也不太理想，除了使用條件惡劣及加工質(zhì)量問(wèn)題外，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)上亦存在不合理之處。

關(guān)鍵詞：煤礦;礦車輪對(duì);改進(jìn)設(shè)計(jì)

1 引言

礦車是煤礦井下的主要運(yùn)輸設(shè)備，由于井下運(yùn)輸條件較為惡劣，煤塵大，積水多，再加上運(yùn)輸軌道道況不佳，礦車壞損率很高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，60%以上的壞損礦車都是輪對(duì)損壞，不僅影響了礦車的正常周轉(zhuǎn)，而且在一定程度上制約著礦井生產(chǎn)。為此，對(duì)輪對(duì)進(jìn)行技術(shù)改造是十分必要的。

2 輪對(duì)的作用和常用結(jié)構(gòu)

輪對(duì)是礦車載荷的承受部件，需要承受固定載荷（自重、變載荷（荷載）、沖擊載荷（碰撞、彎道變向、卸載等）。圓錐滾子軸承開(kāi)式輪對(duì)主要用于礦山?jīng)_擊載荷較大的1.1m3以上礦車，這些礦車的維護(hù)往往需要定期進(jìn)行輪對(duì)間隙調(diào)整和注油。輪對(duì)的壽命直接影響礦車壽命，進(jìn)而影響礦石開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)性。常用的圓錐滾子軸承開(kāi)式輪對(duì)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由車輪1、石棉墊圈2、端蓋3、軸端螺母4、開(kāi)口銷5、圓錐滾子軸承6、孔擋圈7、軸承隔環(huán)8、注油螺栓9、毛氈密封圈10、軸端擋圈11等組成。因軸端開(kāi)放，端蓋方便調(diào)節(jié)軸承間隙而被稱為開(kāi)式輪對(duì)，內(nèi)軸端擋圈一般做成迷宮密封，這種結(jié)構(gòu)可有效阻擋灰塵，但對(duì)于礦山常有的泥水效果很差。閉式輪對(duì)是車輪軸端封閉、內(nèi)軸端蓋與車輪用螺栓連接，密封較開(kāi)式輪對(duì)好，但不能調(diào)整軸承間隙。圓錐滾子軸承基本采用開(kāi)式。

3 礦車輪對(duì)存在的問(wèn)題

3.1 密封差

由于裝在車輪內(nèi)的軸承密封裝置受到結(jié)構(gòu)制約，加之礦山生產(chǎn)環(huán)境差，車輪帶起的泥水導(dǎo)致密封與軸承的急劇磨損，軸承壽命僅為2-4個(gè)月。

3.2 掉脫車輪

由于軸承磨損太快，如檢修跟不上就會(huì)發(fā)生車輛脫輪傾復(fù)，造成損壞車輛與線路及人身傷亡的嚴(yán)重事故。

3.3 容易掉道脫軌。

礦車掉道脫軌原因很多，輪對(duì)的結(jié)構(gòu)即是一重要的因素。在我礦600mm軌距上，10t電機(jī)車很少掉道，而2m3礦車卻很頻繁，6m3底卸車固定裝配輪對(duì)比活動(dòng)式的掉道少得多。

3.4 故障處理困難

一旦礦車發(fā)生掉道、脫輪、軸承破損等故障只能在原地處理，且有諸多困難，耗費(fèi)時(shí)間，致使整條線路堵塞。因此，設(shè)計(jì)并改進(jìn)具有良好性能的礦車輪對(duì)是礦山生產(chǎn)中急需的課題。

4 輪對(duì)的設(shè)計(jì)方法

4.1 輪對(duì)的固定裝配設(shè)計(jì)

車輪與車軸采用H7/S6及以上的過(guò)盈配合，以輪對(duì)材料不產(chǎn)生塑性變形為原則。為了便于裝配，車輪內(nèi)孔進(jìn)人端要設(shè)計(jì)引導(dǎo)圓弧或引導(dǎo)圓錐。為了減小過(guò)盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中，車軸最好不設(shè)車輪的定位臺(tái)階。

4.2 適當(dāng)?shù)妮喚壠拭娼?/p>

當(dāng)輪緣剖面角增大時(shí)，水平推力增大。因此，適當(dāng)增大輪緣剖面角對(duì)增大出軌難度有好處。此外，增大輪緣剖面角還能增大輪緣截面，提高輪緣壽命;將輪緣剖面“頂尖”部位移近鋼軌邊緣，有利于輪緣過(guò)道岔。輪緣磨損后的輪緣剖面角為70°-73°（實(shí)測(cè)）。為了使輪緣與鋼軌不發(fā)生干涉，減少運(yùn)行阻力，新車輪的輪緣剖面角應(yīng)小于或等于這個(gè)角。因此，設(shè)計(jì)輪緣剖面角應(yīng)為69°-70°。

4.3 加強(qiáng)密封性

其重點(diǎn)在于軸承的密封及定期間隙調(diào)整、注油，調(diào)整結(jié)構(gòu)減小沖擊載荷影響。為改進(jìn)后，結(jié)構(gòu)上去掉了軸承隔環(huán)，也即去掉了隔環(huán)與車輪的間隙，有效減小了沖擊載荷的影響，但需工藝保證兩軸承室的同軸度;密封結(jié)構(gòu)上，端蓋端改石棉墊為耐油橡膠墊，迷宮氈密封端增加了0型密封圈，提高了防泥水的能力，端蓋裝配需要壓緊工裝。

首次改進(jìn)后雖提高了密封能力，但對(duì)礦山泥水特別大的防治效果不理想。為此將車輪改進(jìn)為圖2所示（1.車輪;2毛氈;3.螺栓;4.端蓋;5開(kāi)口銷;6.軸端螺母;7.圓錐滾子軸承;8.擋圈;9.耐油密封圈;10.內(nèi)擋圈）。端蓋端改為螺栓壓蓋密封，內(nèi)端密封為迷宮加耐油密封圈密封，使用后收到了良好的效果。第二次改進(jìn)車輪結(jié)構(gòu)有較大變化，加工精度提高，裝配技術(shù)性要求高，更適合礦山用戶泥水特別大的特點(diǎn)，提高了產(chǎn)品品質(zhì)。

5 改造效果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用驗(yàn)證，經(jīng)改造后的礦車輪對(duì)的損壞率大大降低，使用壽命大大提高，改造后新輪對(duì)的維護(hù)、保養(yǎng)、修理費(fèi)用等大大減少。軸承壽命提高3倍以上，輪對(duì)故障明顯下降，掉道次數(shù)減少50%以上。另外，輪對(duì)出現(xiàn)故障后，不必在現(xiàn)場(chǎng)就地維修，可以拖至檢修硐室進(jìn)行修理，不阻塞運(yùn)輸線路，大大降低了工人的維修勞動(dòng)強(qiáng)度，從而保證了礦車正常周轉(zhuǎn)，確保了煤礦正常穩(wěn)定的生產(chǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

礦車是煤礦井下的主要運(yùn)輸設(shè)備，承擔(dān)著95%以上的原煤、矸石、材料及人員的運(yùn)輸任務(wù)。由于井下運(yùn)輸條件較為惡劣，煤塵大，積水多，再加上運(yùn)輸軌道道況不佳，礦車壞損率很高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，60%以上的壞損礦車都是輪對(duì)損壞，不僅影響了礦車的正常周轉(zhuǎn)，而且在一定程度上制約著礦井生產(chǎn)。為此，對(duì)輪對(duì)進(jìn)行技術(shù)改造是十分必要的。

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