提高轨轮式凿岩台车可动率

(整期优先)网络出版时间:2022-09-28
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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。

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.