水泥石矿车斗轮断轴原因分析及改造措施

水泥石矿车斗轮断轴原因分析及改造措施

来自天津的水泥石矿开采使用了常洲机车厂生产的zl20-0950-b型直属链式间谍车和平乡酸盐车，速度为19.8km。原矿运输主要通过电机厂进行，多年来对我们的矿产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断轴分析1.1断轴落道事故频发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增加了推力作用到轴上,造成断轴落道(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φ100mm,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矿车轮断轴防治对策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增加轨距杆,保证列车平稳运行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轴类零件的加工。在充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φ140mm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加强生产管理(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