提高轨轮式凿岩台车可动率

提高轨轮式凿岩台车可动率

文胜

山西北方铜业有限公司铜矿峪矿  山西省  垣曲县 043700 

摘要：随着社会的快速发展，地下工程在我国基建工程中占有重要地位，凿岩台车作为隧道和地下工程施工的凿岩设备，具有不可替代的关键作用，推动凿岩作业实现机械化。但在多种因素影响下，现今凿岩台车的可动率偏低，严重阻碍掘进工作，降低挖潜效率，本文以北方铜业股份有限公司铜矿峪矿为例，通过查明轨轮式凿岩台车可动率低的主要原因，提出提高轨轮式凿岩台车可动率的具体对策。

关键词：轨轮式；凿岩台车；可动率

前言

轨轮式凿岩台车主要由凿岩机、钻臂、钢结构车架、走行机构和其它附属设备构成，有利于顺利开挖隧道，按照行走机构分为履带式、轨轮式、轮胎式，其中轨轮式凿岩台车应用范围广，具有噪音低、能耗小、爬坡能力强等优势，是地下工程、矿山挖掘、铁路隧道施工中的重要机械设备[1-2]。不过在使用过程中陆续出现主泵损坏、液压油乳化等故障，直接降低使用效率，可动率有待提高。在北方铜业股份有限公司铜矿峪矿实际应用现状中，2020年1月-3月凿岩台车可动率均未超过94%，见图1。对此，本文主要对提高轨轮式凿岩台车可动率进行综述，以确保掘进工作能够正常高效完成。

图1：2020年1月-3月凿岩台车可动率

1 轨轮式凿岩台车可动率低的主要原因

以北方铜业股份有限公司铜矿峪矿为例，经过调查发现，轨轮式凿岩台车可动率受作业面风水电、设备维护保养和凿岩台车故障影响，其中凿岩台车故障占比最高，见图2。针对这一因素再次展开调查，对凿岩台车故障进行分类，发现凿岩机故障是凿岩台车故障的主要原因，占总影响时间的75.46%，见如3，因此“凿岩机故障时间长”为轨轮式凿岩台车可动率的主要原因，而凿岩机故障时间长受以下因素干扰：（1）凿岩机密封寿命短；凿岩机的工作原理为冲击破碎，工作时活塞需做高频往复运动，不断冲击钎尾，若密封寿命较短，将由于磨损过大降低凿岩台车可动率[3]。在北方铜业股份有限公司铜矿峪矿实际工作中，2020年1月-3月轨轮式凿岩台车凿岩机密封使用时间平均为296h，远低于目标值800h。（2）马达旋转压力过高；马达旋转压力过高可缩短马达使用寿命，加快凿岩机故障发生，经过统计发现，北方铜业股份有限公司铜矿峪矿2020年1月-3月马达旋转压力平均为11.72Mpa，寿命约为1个月，远低于正常3个月的使用寿命要求。（3）主泵供油不足；主泵供油不足与凿岩机液压油温度密切相关，温度过高将导致主泵供油不足，在本案例中，随机抽取2020年4月15日-4月29日1-4#凿岩台车凿岩机液压油温度，显示13天内均超过规定温度80℃，严重影响凿岩机正常作业。

图2：2020年1~3月份轨轮式凿岩台车影响因素饼图

图3：凿岩台车故障分类占比柏拉图

2 提高轨轮式凿岩台车可动率的对策

2.1改变凿岩机前导壳材质

经过查阅学习《轨轮式凿岩车使用说明书》，并深入现场明确设备使用情况，发现凿岩台车作业环境十分恶劣，生产用水杂质多，对前导壳体造成腐蚀，缩短密封寿命。对此，与设备厂家进行有效沟通，把凿岩机前导壳体改为抗腐蚀能力强的42CrMo，改变后，凿岩机密封寿命均延长，1-4#凿岩机密封寿命均达到目标值800h，确定把凿岩机前导壳体材质更改为42CrMo。42CrMo为合金结构钢，具有良好的机械性能和超高强度，硬度≥60HRC，且可加工，一般用于制作要求一定强度与韧度的大中型塑料模具，将其作为凿岩机前导壳体材料，能够帮助凿岩机在恶劣环境中能够减少环境因素干扰，提高抗腐蚀能力。

2.2降低马达旋转压力

针对马达旋转压力过高问题，通过对使用说明书进行查看和与设备厂家沟通交流后，认为要提高轨轮式凿岩台车可动率必须降低凿岩机马达旋转压力，且由原来的11.72Mpa降低至8-10Mpa，在分析凿岩台车液压图基础上，确定具体方法为在旋转马达增加回油路。改造后，马达旋转压力均降低，1-4#凿岩台车压力均在8-10Mpa，达到目标值，马达寿命相应延长，达到3个月，满足要求。

2.3更改主泵进油管管径

经过查阅相关资料，同时结合北方铜业股份有限公司铜矿峪矿各类液压工作泵使用经验，认为要解决主泵供油不足问题，需更改主泵进油管管径，将其由原来的24mm更改为28mm与32mm，并进行试用，观察实际应用情况，以确定是否该措施是否可行。通过将28mm与32mm两种管径分别应用在2#、4#凿岩台车上，发现管径为28mm时虽然液压油温度有所下降，但依然存在凿岩机液压油高温状况，未解决实际问题，当管径为32mm时，凿岩机液压油温度在50-60℃之间，符合要求，远低于规定温度80℃，可保证凿岩机正常作业。采取上述对策后，凿岩机故障影响时间由75.46%降低为55.75%，见图4，效果显著。

图4：2020年9-11月份凿岩机故障时间统计图表

3 结语

经过多年的发展与探索，我国凿岩台车已经形成属于自己的产品规格及其系列，达到较高水平，而凿岩台车本身的出现为相关工程提供有利条件，一方面提高劳动生产率，另一方面加快施工速度。不过与国际先进水平相比，我国液压凿岩机在使用期间仍然存在许多不足，如可动率偏低。本文明确轨轮式凿岩台车可动率低的主要原因为凿岩机故障时间长，提出改变凿岩机前导壳材质、更改主泵进油管管径等对策，有效缩短故障时间，提高轨轮式凿岩台车可动率。

参考文献

[1]石少帅,孙昊政,李术才,等.凿岩台车钻头破岩震源地震记录重构方法[J].中南大学学报（自然科学版）,2021,52(12):4405-4414. 

[2]王培郦,刘望,梁凤远.单臂凿岩台车爬坡能力提升研究[J].凿岩机械气动工具,2022,48(1):9-11,39.

[3]刘立.三臂凿岩台车在隧道施工中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2022,21(1):24-27.