元寶山露天礦輪斗挖掘機(jī)使用情況概述

摘要：本文以元寶山露天礦所用SRs1602型輪斗挖掘機(jī)為例，針對其技術(shù)參數(shù)以及在實(shí)際應(yīng)用中存在的缺陷進(jìn)行深入剖析，并提出可行的技術(shù)改造措施。

關(guān)鍵詞：SRs1602型輪斗機(jī) 技術(shù)參數(shù) 缺陷 解決措施

元寶山露天礦連續(xù)工藝所選的挖掘設(shè)備是兩臺輪斗挖掘機(jī)，其型號為：SRs1602.25/3.0（1000kw）+VR101.10/10。該設(shè)備是德國塔克拉夫公司根據(jù)元寶山露天實(shí)際地質(zhì)條件和工作環(huán)境而設(shè)計(jì)的，由塔克拉夫公司、ABB公司、沈陽重型機(jī)械廠聯(lián)合制造。由塔克拉夫公司、ABB公司派人指導(dǎo)，沈陽重型機(jī)械廠、天津傳動研究所派人安裝調(diào)試。1990年10月用戶和塔克拉夫公司簽署制造合同，1993年9月開始安裝，1995年4月第一臺輪斗機(jī)安裝調(diào)試完畢，1996年4月第二臺輪斗機(jī)安裝調(diào)試完畢。1995年5月開始對輪斗機(jī)進(jìn)行性能試驗(yàn)，1997年7月正式移交元寶山露天礦使用。

1 SRs1602輪斗機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

1.1 設(shè)備的使用條件

①可使用的溫度范圍為-30℃-+40℃。

②風(fēng)速要求：設(shè)備挖掘作業(yè)時風(fēng)速不得超過20m/s；風(fēng)速超過20m/s時設(shè)備停止挖掘作業(yè)，調(diào)整設(shè)備擺放位置，使設(shè)備盡量順風(fēng)向，減少設(shè)備迎風(fēng)面；風(fēng)速達(dá)到35.8m/s時設(shè)備停止運(yùn)行，緊固上部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下部行走機(jī)構(gòu)的制動器。

③設(shè)備在作業(yè)平面和自行行走的路面上允許的坡度：設(shè)備挖掘作業(yè)時設(shè)備站立平面最大允許坡度為1：20=5%；設(shè)備行走（非作業(yè)狀態(tài)）最大允許坡度為1：15=6.67%。

1.2 設(shè)備參數(shù)

1.2.1 生產(chǎn)能力：理論設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為，松方3600m3/h，實(shí)方2600m3/h；實(shí)際使用時考核生產(chǎn)能力為1500m3/h。經(jīng)過十幾年的實(shí)際摸索使用和工藝改進(jìn)，我們使用的輪斗機(jī)實(shí)際年生產(chǎn)效率達(dá)到1650m3/h（1#輪斗）、1530m3/h（2#輪斗），最高月份效率達(dá)到2000m3/h（1#輪斗）。

1.2.2 年作業(yè)時間：設(shè)計(jì)時，考慮年不可抗拒原因停產(chǎn)天數(shù)在15天的情況下，輪斗機(jī)的作業(yè)時間為4000h；我們在實(shí)際使用時，由于保養(yǎng)得當(dāng)，推行強(qiáng)制檢修辦法，合理安排檢修保養(yǎng)時間，輪斗機(jī)運(yùn)行一直平穩(wěn)。在冬季強(qiáng)制停產(chǎn)三個月的情況下，年運(yùn)行作業(yè)時間仍能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。年最高運(yùn)行時間達(dá)4200h（1#輪斗2007年）。

1.2.3 設(shè)備的主要參數(shù)：

①設(shè)備設(shè)計(jì)時的重量為2570t，安裝時由于使用了非常多的國產(chǎn)件重量有所增加，以及后期我們技術(shù)革新所進(jìn)行的改造增加了部分重量，實(shí)際重量接近2700t。

②設(shè)備電氣安裝總功率3300kw，其中長時工作制的功率2300kw。

③設(shè)備總長度127m，設(shè)備高度38m，設(shè)備寬度25m；斗輪臂膠帶機(jī)長度33.8m；連接橋膠帶機(jī)長度74±11m；卸料臂膠帶機(jī)長度18.7m；挖掘機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)同處于統(tǒng)一工作平面時，挖掘機(jī)中心到卸料臂排料槽中心線的最大作用半徑為101m；斗輪直徑10.5m，鏟斗數(shù)量14個，單斗容積0.8m3，每分鐘卸載76鏟斗，單位挖掘力1.44kN/cm（切割刃），法向切線速度3.06m/s，斗輪驅(qū)動功率1000kw，法向圓周力302kN，最大法向圓周力450kN；主運(yùn)輸膠帶3條，膠帶寬度1.6m，膠帶運(yùn)行速度4.2m/s，輔助清掃膠帶4條，膠帶寬度1.8m，膠帶運(yùn)行速度1.1m/s；挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)由三組雙履帶組成，每條履帶架長8.5m，履帶板寬3m，履帶板節(jié)距0.65m，采用變頻調(diào)速，行走速度3-6m/min，對地比壓1.1kg/cm2。轉(zhuǎn)載機(jī)行走機(jī)構(gòu)由兩條履帶組成，履帶板寬度3.8m，履帶板節(jié)距0.65m，行走速度6m，對地比壓1.1kg/cm2，每條履帶架長度10.3m；主機(jī)上部回轉(zhuǎn)鋼球滾道直徑8.5m；斗臂提升速度6.4m/min，斗臂回轉(zhuǎn)速度6-36m/min；主機(jī)最小轉(zhuǎn)彎半徑為60m；上機(jī)電壓25kv。

④采礦參數(shù)：最大開采高度25m，一次最大開采深度3m。采寬原設(shè)計(jì)為30m，但實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行重新核定為開采第一幅時采寬設(shè)定為35-40m較為合理，開采第二幅時采寬設(shè)定為30-35m較為合理。邊坡角設(shè)定，側(cè)邊坡角為50°，正邊坡角為55°-60°。還可進(jìn)行分層組合開采，挖掘機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)站立水平最大可差±10m。

1.3 輪斗機(jī)的構(gòu)成

輪斗機(jī)主要有挖掘機(jī)、連接橋和轉(zhuǎn)載機(jī)三部分組成。

①挖掘機(jī)主要由斗輪挖掘裝置、斗輪臂、1B膠帶、配重臂、門型支撐行架、斗輪臂提升機(jī)構(gòu)、上部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、下部支撐平盤、行走機(jī)構(gòu)、行走轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)組等輔助機(jī)構(gòu)組成。

②連接橋主要由橋架、伸縮梁和2B膠帶組成。

③轉(zhuǎn)載機(jī)主要由卸料臂、3B膠帶、轉(zhuǎn)載機(jī)行走機(jī)構(gòu)、連接橋與轉(zhuǎn)載機(jī)連接的滑行臺車、伸縮梁吊掛裝置、轉(zhuǎn)載機(jī)相對連接橋的回轉(zhuǎn)裝置、電纜滾筒以及高壓配電等附屬裝置組成。

2 輪斗機(jī)的生產(chǎn)組織構(gòu)成

每臺輪斗機(jī)的人員配備按德國提供的操作標(biāo)準(zhǔn)要求需要7人，即：輪斗司機(jī)一人、轉(zhuǎn)載司機(jī)一人、膠帶機(jī)維護(hù)工一人、鉗工一人、電工一人、潤滑一人、地面觀察員和行走機(jī)構(gòu)維護(hù)工一人。元寶山露天煤礦從提高員工素質(zhì)入手，推行大工種作業(yè)法，強(qiáng)化員工的復(fù)合技能培訓(xùn)，對輪斗機(jī)作業(yè)人員進(jìn)行重新定員。現(xiàn)在每個小班配備作業(yè)人員5人，其中輪斗司機(jī)3人（包括一名帶班長，司機(jī)必須具備一定的電、鉗水平）、鉗工一人、電工一人（電、鉗工要求會操作設(shè)備）。實(shí)行四班三倒制作業(yè)。白班配備司機(jī)長一名、潤滑工一名、焊工一名。整臺輪斗機(jī)配備23人。

司機(jī)長負(fù)責(zé)整臺輪斗機(jī)的使用、保養(yǎng)的全面管理工作和設(shè)備的定檢、大修項(xiàng)目計(jì)劃的提交，所需材料、配件的使用計(jì)劃。負(fù)責(zé)輪斗機(jī)的安全運(yùn)行管理以及機(jī)組人員的調(diào)配。冬季停產(chǎn)期間還要組織機(jī)組人員對設(shè)備進(jìn)行必要的檢修；潤滑工負(fù)責(zé)輪斗機(jī)的潤滑系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修工作。如有大的維修保養(yǎng)工作，由司機(jī)長負(fù)責(zé)調(diào)配其他機(jī)組人員予以配合；司機(jī)負(fù)責(zé)挖掘機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)以及設(shè)備上所有的轉(zhuǎn)換操作。帶班司機(jī)還要負(fù)責(zé)本作業(yè)班子的生產(chǎn)、安全工作的安排和管理。司機(jī)負(fù)責(zé)設(shè)備的檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，還要協(xié)助本班鉗工、電工進(jìn)行設(shè)備檢修；鉗工負(fù)責(zé)本班次設(shè)備的故障處理和設(shè)備機(jī)械部分的保養(yǎng)。故障處理時由本班司機(jī)幫助配合。停產(chǎn)期間，各班鉗工集中，由司機(jī)長統(tǒng)一安排對設(shè)備進(jìn)行檢修；電工負(fù)責(zé)設(shè)備的電控、電氣設(shè)施的檢查、保養(yǎng)和維修。由于每班只有一名電工，因此規(guī)定，處理低壓電氣設(shè)備故障時由帶班司機(jī)配合并負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)。處理高壓電氣設(shè)備故障時，由帶班司機(jī)負(fù)責(zé)聯(lián)系連續(xù)工藝系統(tǒng)其他專業(yè)電工來配合作業(yè)；輪斗機(jī)的電、鉗工除精通本專業(yè)工作外，還必須會挖掘機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)的操作，以便臨時替換司機(jī)操作；焊工負(fù)責(zé)白班停產(chǎn)檢修4小時期間的焊修工作，以及設(shè)備配件的準(zhǔn)備工作和機(jī)組的其他配合工作。

3 SRs1602型輪斗機(jī)在元寶山露天曝露出的缺陷和解決的技術(shù)措施

每一個新設(shè)備的第一次投入使用都會有一個逐步改進(jìn)和完善的過程。輪斗機(jī)在元寶山露天礦的使用也不例外，也出現(xiàn)了水土不服的情況。如大石塊采裝的難題，斗輪體塌陷變型問題等，但都被我礦的工人、技術(shù)人員逐一克服和解決掉。同時還推出一系列的技術(shù)創(chuàng)新。

3.1 研發(fā)“網(wǎng)格式輪斗”

1999年10月，1#輪斗在試生產(chǎn)的過程中，突遇始料不及的難題，輪斗采掘工作面出現(xiàn)賦存不均且有密集的大石塊。使輪斗作業(yè)受到了嚴(yán)重影響，并嚴(yán)重威脅著設(shè)備安全。起初的解決辦法就是用人工不斷清理出現(xiàn)的大石塊，這樣做的結(jié)果是設(shè)備轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)停停，人員投入的多，生產(chǎn)效率極低。為了解決這一難題，機(jī)組負(fù)責(zé)人在現(xiàn)場反復(fù)對采裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察研究，并發(fā)動機(jī)組人員集思廣益，會同技術(shù)人員深入研究探討，最后提出給輪斗鏟裝機(jī)構(gòu)的卸料口架設(shè)“#”格的方案。其原理就是鏟斗到達(dá)卸料位置時，松散物料經(jīng)網(wǎng)格過濾進(jìn)入1B膠帶運(yùn)走，大石塊被網(wǎng)格攔下，當(dāng)鏟斗轉(zhuǎn)出卸料點(diǎn)時，喂料口朝下，大石塊自動排至地面。這一技術(shù)革新攻破了大石塊影響生產(chǎn)效率的難題，同時“網(wǎng)格式斗輪”技術(shù)也誕生了，時間是2000年6月。

3.2 開發(fā)輪斗下挖組合開采功能，獨(dú)創(chuàng)“邁步式退采擴(kuò)幫工藝”

2002年，輪斗機(jī)組工作人員在有關(guān)技術(shù)部門的指導(dǎo)下，大膽地提出利用位置在440水平的2#輪斗下挖進(jìn)行組合臺階開采試驗(yàn)。機(jī)組成員將輪斗機(jī)調(diào)至121膠帶外側(cè)，轉(zhuǎn)載機(jī)仍處在440水平與121連接，而主機(jī)以1：25坡度，采用盡頭式開采方式進(jìn)行下挖，下挖層面達(dá)10米時落平推進(jìn)，這時主機(jī)的站立水平為430。歷時17天，成功地進(jìn)行了下挖試驗(yàn)，完成了組合臺階的開采。同時，在下挖過程中又獨(dú)創(chuàng)出一個新的開采工藝，就是“邁步式退采擴(kuò)幫工藝”。工藝原理也就是充分利用輪斗機(jī)連接橋的長度，分段將轉(zhuǎn)載機(jī)行走機(jī)道退采回來。從而拓寬了輪斗機(jī)的使用空間，也為元寶山露天提高采礦技術(shù)、降低剝離成本做出了貢獻(xiàn)。

3.3 斗輪鏟斗改造

元寶山露天礦的輪斗挖掘機(jī)的鏟斗，原設(shè)計(jì)是實(shí)體的。但是，由于元寶山露天是賦水露天礦，物料較濕，容易粘接，經(jīng)常造成鏟斗粘料空間減小，影響輪斗機(jī)的作業(yè)效率。為克服這種情況，經(jīng)改造，將原來的實(shí)體斗子改為鏈斗，即將鏟斗的斗底由鋼板的改為鐵鏈的，鐵鏈?zhǔn)腔顒拥模锪险辰硬蛔　＝?jīng)過幾年的使用發(fā)現(xiàn)，鏈斗雖然不沾料了，但存在很多不足。①大鏈之間漏料，影響鏟斗的裝載效率。②由于元寶山露天的剝離物料，以河卵石為主，大鏈的磨損非常快，一個月就得換一次大鏈或每天都得焊修大鏈，即費(fèi)時又費(fèi)力，還影響生產(chǎn)，增加了生產(chǎn)成本。

解決的辦法和措施：利用廢舊膠帶，按照鏟斗底大鏈部分的面積，裁成膠皮簾子，固定在鏟斗里側(cè)，大鏈上面。這樣既防止了粘料，又減少了鏈斗的漏料，提高了鏟斗的裝載效率，還減輕了大鏈的磨損程度，延長了鏟斗的使用壽命。經(jīng)過一年的使用檢驗(yàn)，改造非常成功，效果明顯。從年初開工到年底，輪斗機(jī)的鏟斗沒有一個大鏈損壞和磨損過限的，與以前相比，減少了鏟斗的更換次數(shù)和焊修次數(shù)，從而節(jié)約大量的維修成本和減少了維修時間。僅一年鏟斗維修一項(xiàng)就節(jié)約維修費(fèi)8萬余元。通過改造，減少了鏟斗工作時的漏撒料，提高了輪斗鏟斗的裝載效率。

3.4 斗輪體改造

由于元寶山露天礦地質(zhì)條件特殊，以砂礫石為主，因此斗輪體錐面耐磨板、弧形導(dǎo)料板上的耐磨板磨損的非常快，更換頻繁。且有大石塊的沖擊，造成斗輪體錐面塌陷，錐面母板損傷嚴(yán)重，斗輪輪體面臨報廢。造成損傷的原因：①更換耐磨板頻繁，耐磨板是采用斷續(xù)焊工藝焊接在斗輪體錐面母板上的。每更換一次都需進(jìn)行打磨，對母板損傷嚴(yán)重。②錐體內(nèi)部支撐錐面的筋板設(shè)計(jì)不合理，原設(shè)計(jì)為10個支撐筋板，每36°一個呈放射形設(shè)置，筋板之間空間過大經(jīng)石塊和物料沖擊很容易塌陷。③錐面母板厚度選型太薄。④耐磨板質(zhì)量不過關(guān)。

采取的改進(jìn)措施：①增設(shè)錐體內(nèi)支撐錐面的筋板，由10個增至20個，由每36°一個減小到每18°一個。②增加錐體錐面的母板厚度。③對耐磨板重新選型，重新選用既易焊接又耐磨的耐磨板，減少更換耐磨板的次數(shù)。

3.5 增設(shè)1B改向滾筒的防護(hù)裝置

元寶山露天礦的輪斗挖掘機(jī)在設(shè)計(jì)上存在一個重大缺陷，那就是斗輪的錐體和1B受料槽的矸石門之間的密封不嚴(yán)，存在間隙，當(dāng)斗輪運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)時，部分物料就會在這個間隙泄漏，直接灑落在1B改向滾筒處，造成滾筒嚴(yán)重磨損，即滾筒包膠脫落和筒皮損傷。從輪斗機(jī)幾年的運(yùn)行情況來看，每年由此原因造成的1B改向滾筒的更換都在兩次以上（每個滾筒的價值在5萬元以上）。僅此一項(xiàng)每年消耗的直接生產(chǎn)成本都在10萬元以上，這還不包括由此造成的停產(chǎn)影響。以前，針對此缺陷也專門進(jìn)行攻關(guān)處理，由于受設(shè)備的結(jié)構(gòu)和空間的限制，始終沒能從根本解決這一難題，只是被動地在斗輪錐體和矸石門之間用膠條密封，但由于斗輪體是轉(zhuǎn)動的，而矸石門是固定的，因而密封效果并不理想。

解決的辦法和措施是：

①充分利用1B改向滾筒和斗輪體之間不到300毫米的空間，利用廢舊膠帶，吊掛和固定兩個膠簾子，罩住滾筒的側(cè)面，擋住由斗輪錐體和矸石門之間的間隙灑出的物料，使之直接落地，不能進(jìn)入滾筒的轉(zhuǎn)動范圍傷及滾筒。

②根據(jù)輪斗機(jī)作業(yè)的實(shí)際，在上挖第一分層式，鏟斗的環(huán)形空間溢料，也會灑向1B的改向滾筒，造成滾筒損傷。針對這一情況，提出在弧形擋料板的側(cè)面加設(shè)擋料溜板，使鏟斗上挖時的溢料不能灑向滾筒。以上方案實(shí)施后。經(jīng)過一年的實(shí)踐檢驗(yàn)證明，這一改造是非常成功的。輪斗機(jī)一年未換過一次1B改向滾筒。

類似以上的技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新大小有幾十項(xiàng)，在這就不再敘述。總之，從輪斗挖掘機(jī)在元寶山露天煤礦的使用經(jīng)驗(yàn)來看，只有不斷地采用技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造，才能發(fā)揮和挖掘出輪斗機(jī)這一現(xiàn)代化設(shè)備的最大潛能。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊華.淺談連續(xù)工藝輪斗挖掘機(jī)通訊系統(tǒng)電氣故障診斷與處理[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011（06）.

[2]彎勇，王蘭省.元寶山露天礦輪斗挖掘機(jī)斗輪驅(qū)動電機(jī)支承梁壽命評估[J].中國機(jī)械工程，1998（11）.

[3]梁輝.對露天礦輪斗挖掘機(jī)連續(xù)工藝的基本認(rèn)識及存在的問題和改進(jìn)意見[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2004（24）.