矿用电机车车斗断轴落道的原因分析及改进措施

工 业 技 术
天津市水泥石矿原矿运输所使用的是常洲机车厂生产的ZL20-9 750-B型直流架线式露天、平峒两用电机车,时速19.8km/h,原矿运输主要是靠电机车来完成,多年来为我矿生产发挥了重要作用。

近年来随着水泥石产量的逐渐提高,年产量由原来的90万吨提高到300万吨及电机车运输速度的加快,车斗轮对经常发生断裂,轮距迅速发生变化,造成脱轨落道。

高速运行的机车重斗落道如在峒室内由于受空间限制,起重设备的陈旧简单落后,工人们每次落道打斗身体疲劳都达到极限,苦不堪言。

高速运行的机车如在岔尖处落道,情况更加严重,除重斗落道外大面积的摧毁铁路。

由于原矿运输车间是水泥石矿联系采场与破碎的枢纽,是水泥石矿生产线的咽喉要道,一旦出现问题,全矿的生产线就得停产,全矿因为车斗落道而造成的事故最近几年时有发生,屡见不鲜,严重制约了矿山生产。

由于断轴造成的脱轨落道几乎占落道事故的90%以上,致使设备损坏,威胁员工的人身安全。

下面就断轴的原因进行分析,提出改造措施并加以实施。

1 断轴原因分析
1.1铁路原因
我矿和现电机车配套使用的轨距为900mm的窄轨铁路,铁路全长为2800m,坡度比为1000∶3,是由铁路信号自动控制道岔,主复线机车行驶,即越是重车拉料出来越是下坡运行速度越快。

铁轨是由大型铁路淘汰下来的43kg/m铁轨,铁路施工是我矿工人自行施工,从路基的测量、布渣、钢轨的铺设捣固、道岔及辙尖轨布置和轨缝的连接均未达到正规铁路的要求,特别是受地理位置的限制,机车转弯的曲线半径更是远未达到合理要求。

但是原来产量低,机车挂斗少,行驶速度慢,车斗运行时虽也左右摇摆,断轴事故几乎为零。

近年来,随着生产规模的扩大,电机车就得提速,特别是年产量达到300万吨及以上时,断轴脱轨事故频发,严重影响了企业正常生产,因断轴落道给企业造成很大损失。

(1)岔尖、辙盘长期不更换,年久失修加之道床不实,辙盘是双道都轧的地方,轨道轧过一次,辙盘就轧两次,辙盘心就凹进去,机车运行到此处都属于砸轨,轮轴受力增加,形成撞击,造成断轴落道。

(2)道床不实,特别是峒室内的道床由于常年运行,机车运输时掉料,大块清理后,碎料及面子就落到道床上,经过雨水浸泡,本不坚硬的道床更加变软,轨道不平,
形成所谓的三角坑。

轨道不平也使轨距发
生变化,轨距有大有小,再加上轨缝热涨冷
缩,缝大的冲击车轮,缝小的轨距弯形,造
成机车运行时蛇形前进,车斗左右摇摆,对
车轮风圈反复撞击形成具大的冲击力,对
轴进行剪切,造成断轴落道。

(3)弯道曲线不标准,随着产量提高,车
速加快,明显的曲线半径小的劣势更加明
显,机车进入弯道时,车轮与道轨相磨擦发
出刺耳的尖叫声。

速度越快,产生的离心力
越大,车轮在离心力的作用下撞击弯道钢
轨,反作用力传到轴上。

天长日久使轴肩受
力瞬间反复冲击,轴肩抗疲劳强度降低,造
成断轴落道。

1.2矿车车斗原因
(1)随着产量的逐步提高,原矿运输显
出力不从心。

运力不足,是困绕产量不能提
高的问题,想尽办法由原来的每列9个车斗
聚增到16个车斗,仍显不足,采取了对车斗
进行加邦、增容。

由原来的6m3的容积增加
到7m3,运输能力暂时提高了,但整个矿车
长期超载运行为断轴落道埋下了隐患。

斗
邦增高后,矿车上晃严重,对轴重力增大;
车斗拉出料时,由于下坡增加的车斗及车
斗增容后,产生的重力加速度的推力作用
到轴上,特别是进入弯道离心力加大,推
力、离心力、加重力统一形成巨大合力作用
到轴上,造成断轴落道。

另外,车斗增容后,
显示出车轴有点细,不堪重负,原来使用的
车轴直径φ140mm,轴承采用的7520型,轴
承位直径φ100m m,断轴都是在轴承位与
挡油圈的轴肩处,所以说轴细是断轴的主
要原因。

(2)矿车的车轴由于使用过程中,轴承
损坏研磨轴承位补焊加工再用。

加工过程
中,轴肩过渡园角不规范,过渡园角变直
角,机车运行时,车轮承受力集中在轴肩
上,造成应力集中不能分散,车轴抗疲劳强
度降低;另外,轴在补焊加工后未进行热处
理去应力的工序,也是断轴的原因。

(3)车斗年久失修,一直使用1985年投
产时的车斗,斗底在石料的冲击下,斗底两
层铁板及中间的防砸木有很大的一部分变
形,呛入泥土石料后形成巨大的包块附着
在斗底一侧,空车运行时,车斗失去平衡形
成三条腿走路,车辆摇摆,个别车轮单轮负
载过重,力量集中,造成断轴。

(4)由于企业受资金限制。

车斗使用时
减震弹簧经常断裂,为了节少资金改为橡
胶墩子代替弹簧减震,减震效果大打折扣,
不在断簧,但断轴因素在增加。

2 改进措施及实施后效果
针对我矿生产规模的不断扩大,原矿
运输任务日趋繁重,机车提速,车斗增容所
造成的矿车轮对发生断轴的种种原因,制
定卓有成效的防范措施。

2.1铁路大修
随着企业形势的好转加大电机车轨道
的资金投入,首先对铁路进行大修,聘请铁
路有经验的退休工人进行技术指导,对部
分不合格的枕木、尖轨、辙盘等要害部位磨
损严重的进行更换,对钢轨尤其是曲线部
分更换或调面,对全长2748m的铁路,增加
轨距杆,共计增加轨距杆1500根,轨爪3000
对,平均2.1m根轨距杆,解决轨距不均的
问题,对道路不平的地段找好基准点起道
填渣、捣固,保持标准轨距,使机车运行中
钢轨不变形,以保证铁路机车运输时更加
平稳。

2.2对矿车斗轮轴进行改进
在矿车车斗底部整结构体尺寸不变的
情况下,将原来车斗轮轴直径φ140m m改
为φ150mm,采用33024型轴承取代7520型
轴承,轴承外径尺寸不变,轴承位直径增加
20mm,对其它轴头的配件尺寸进行相应的
调整,在不改变轴承箱整体尺寸的前提下
对车轴加粗,增加了轴的强度。

同时在加工
轴的过程中,严格按图纸要求尺寸进行加
工,特别阶梯轴过渡园角,以及轴承位加工
工序严格把关检验,确保轮轴受力均匀过
渡,不集中在一个点上,装配时调整好各部
间隙,确保安装使用后转动灵活。

对单列车
斗进行改进实践,效果良好,未发生断轴现
向,然后我们对整列车斗轮轴全部更换加
粗轴,同时投资60万元的大修资金,对全部
车斗大梁校正,斗底重铺。

2.3加强管理
(1)设立专职的道班人员对铁路进行巡
视、检修,发现问题及时解决,保证运输任
务完成。

(2)加强生产做业人员的管理,要求上
岗前对车斗及斗间的连接部位进行检查,
把断轴的因素降到最低点。

上述分析断轴的原因及改造措施,实
施后解决了断轴落道,影响生产的问题,同
时降低了生产运输成本,减少了职工不必
要的劳动。

提高了矿山的经济效益,为运输
安全保驾护航。

矿用电机车车斗断轴落道的原因分析及改进措施
董继华
(天津市水泥石矿 天津 301900)
摘 要:文章针对电机车车斗断轴落道的事故进行原因分析,提出改进措施及实施后的效果
关键词:车斗切轴 落道原因分析 措施 效果
中图分类号:U29文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0100-01
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