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。
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) 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。
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。
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。
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。
(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。
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
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