礦車輪對的常見故障與維修

在煤礦運(yùn)輸設(shè)備中，礦車的數(shù)量最多，并且在維修改造數(shù)量方面，礦車也是最大的設(shè)備。在礦車的各種部件中，輪對作為重要部件，是行走機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的結(jié)合體。在礦車出現(xiàn)的各種損壞中，最嚴(yán)重的損壞就是輪對損壞。結(jié)合多年的煤礦工作經(jīng)驗(yàn)，在礦車損壞中，由輪對故障引發(fā)的損壞比例超過70%。

　　1 礦車輪對結(jié)構(gòu)和工況條件

　　1.1 礦車輪對結(jié)構(gòu)

　　通常情況下，車輪、軸、軸承、密封材料等共同組成礦車輪對。礦車在行駛過程中，尤其在彎道上運(yùn)行時(shí)，需要承受重力、烽擦力，以及離心力的作用。車輪受摩擦力的影響和制約，其磨損程度不斷加劇。

　　1.2 工作條件

　?、佼?dāng)?shù)V車進(jìn)行煤礦井下作業(yè)時(shí)，其最高速度可達(dá)15km/h，其車輪的線速度、轉(zhuǎn)速分別為4～5m/s、120～350r/min。

　?、?.5t礦車作用到兩個(gè)輪對上，其最大載荷一般為4.5t，當(dāng)?shù)V車處于運(yùn)行、卸載過程中時(shí)，礦車輪對通常情況下需要承受沖擊負(fù)荷。

　?、蹖τ诘V車輪對來說，通常情況下主要運(yùn)行在煤泥水環(huán)境中，并且這種環(huán)境含有酸、堿成分。

　　④礦車輪對還要在平整度、軌道都超標(biāo)的軌道上行駛。

　　1.3 礦車輪對失效的形式

　?、倜芊馐?。礦車輪對在運(yùn)行過程中，如果運(yùn)行環(huán)境中含有酸、堿成分的煤泥水，在這種情況下，通過密封件的間隙煤泥水就會進(jìn)入軸承滾道，使得煤泥堵塞鋼球，進(jìn)而在一定程度上出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，進(jìn)一步引發(fā)失效。

　?、谳S承失效。當(dāng)軸承被卡死后，軸承的內(nèi)圈、外圈與車軸或輪轂之間在一定程度上出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動(dòng)，使得車軸磨損進(jìn)一步加劇，當(dāng)嚴(yán)重磨損輪轂內(nèi)圓時(shí)，在這種情況下，就會增大車輪輪轂與軸承外圈的間隙，進(jìn)而發(fā)生失效。

　　2 常見故障及原因

　?、倜芊獠?。目前，各種老式礦車在山西大同使用依然較為廣泛，并且采用迷宮式加羊毛氈結(jié)構(gòu)對輪對密封進(jìn)行處理，這種處理方式，一方面不能有效地防止水的浸入，另一方面潤滑油脂容易發(fā)生泄漏。在選擇潤滑脂的過程中，如果選擇不當(dāng)，其機(jī)械安定性、抗水性、耐低溫性等就會遭到不同程度的弱化。

　?、诘V車輪中的軸承出現(xiàn)非正常磨損。對于礦車來說，其軸承通常情況下采用普通圓錐滾子軸承，這種軸承的優(yōu)勢是承載能力較強(qiáng)，并且軸向止推能力比較高，其不足主要表現(xiàn)為在防卡性能方面表現(xiàn)得較為薄弱。這種軸承在使用過程中，一旦浸入煤泥水，就會堵塞軸承管道，進(jìn)而在一定程度上破壞軸承的潤滑性。

　　③礦車輪非正常磨損。礦車輪在運(yùn)行過程中，如果缺乏潤滑性，在這種情況下就會增加滑動(dòng)摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致礦車輪之間的磨損進(jìn)一步增加;如果礦車運(yùn)行的軌道中存在比較多的彎道，在這種情況下同樣會增加車輪的磨損。當(dāng)?shù)V車在彎道處運(yùn)行時(shí)，其離心力、重力的合力不可能垂直于軌道面，因此會永遠(yuǎn)存在離心力。礦車在離心力的作用下，運(yùn)行一段時(shí)間后，彎道處軌距的負(fù)偏差和正偏差就會增大，當(dāng)?shù)V車從標(biāo)準(zhǔn)軌駛?cè)霑r(shí)，車輪就會向外發(fā)生橫向滑動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)事故。

　?、艿V車移動(dòng)頻繁，增加了處理故障的難度，并且沒有進(jìn)行定期的檢修，經(jīng)常帶病運(yùn)行，整條運(yùn)輸線路經(jīng)常被堵塞。對于多數(shù)礦來說，由于沒有建立健全礦車檢修管理制度，進(jìn)而難以對礦車進(jìn)行及時(shí)的檢修，并且檢修人員和檢修班組等經(jīng)常更換，同樣增加了礦車檢修管理的難度。

　　3 維修和改進(jìn)

　?、倜芊饧男吞栠x擇M型，同時(shí)改進(jìn)該密封件。M型密封件的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為：組合式密封，并且這種密封件在主唇口內(nèi)側(cè)設(shè)置相應(yīng)的彈簧，進(jìn)而在一定程度上增加了與軸頸之間嚴(yán)密性。通過對主副唇口進(jìn)行外翻處理，能夠進(jìn)一步阻止水、煤泥的浸入。

　?、谠谳S承選用方面，一般選擇新型310KA礦車專用軸承，在一定程度上提高軸承的使用壽命。對于新型310KA礦車專用軸承來說，由于選用的鋼球直徑比較大，進(jìn)一步增加了軸承的徑向游隙，在耐沖擊能力、承載能力方面，使得軸承大幅度提高。

　　③調(diào)整軸與軸承之間的配合。對于軸與軸承之間的配合，將傳統(tǒng)的過盈配合改為間隙配合，使得軸與軸承內(nèi)圈之間在一定程度上保持適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)間隙，通過上述處理可以延長軸承的使用壽命。

　　④設(shè)置相應(yīng)的緩沖裝置。對于礦車來說，在行駛過程中，為了進(jìn)一步降低附加的沖擊載荷，通常情況下，需要將橡膠沖墊設(shè)置在軸承與軸之間，借助橡膠沖墊降低軸承壓力瞬時(shí)刷值，確保礦車的平穩(wěn)性，掉道現(xiàn)象在一定程度上得以避免，并且礦車運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性得以大大增加。

　?、轁櫥x用鋰基潤滑脂。潤滑脂對于輪對來說，其作用主要表現(xiàn)為：一方面潤滑軸承和橡膠唇口，另一方面具有防水和防塵的功效。在機(jī)械安定性、抗水性等方面，礦用Ⅱ號鋰基潤滑脂表現(xiàn)良好。另外，這種潤滑脂具有遇水不易發(fā)生皂化，不易流失等特點(diǎn)。

　　⑥通過對彎道軌距進(jìn)行加寬處理，適當(dāng)抬高外軌的高度。當(dāng)車輛運(yùn)行在彎道上時(shí)，使得車輪的輪緣與軌道不出現(xiàn)平行現(xiàn)象。與直道處相比，如果彎道處的軌距與之相同，輪對在這種情況下就會被卡住。

　?、邔澋赖V車的運(yùn)行速度進(jìn)行控制，同時(shí)平衡離心力與重力的分布情況，避免礦車發(fā)生運(yùn)行事故。