一:现状调查及课题提出
白云鄂博铁矿公路运输作业部的主要任务是承担白云铁矿采剥总量的拉运任务,现运行矿用重型汽车26台,其中220t级4台、170t级12台、108t级10台。随着主、东采场进入“深深部”开采,矿用重型汽车“重载爬坡” 的“运距”逐年延长,导致“运矿车发动机长时间在高温临界状态”下运行,使用寿命缩短,维、检修费用大幅增加,为准确分析问题原因:我们对2015年度-2017年度导致运矿车故障时间超过4小时分类情况进行统计分析。在故障分类数据中,发动机高温能够引起的故障种类有4类:1)、漏压缩;2)、活塞故障;3)、涡轮故障;4)、密封件故障。从占比比例分析以上4类故障占发动机总故障的61%。
数据统计结果:发动机长时间高温运行是导致发动机故障高的主要因素。矿用重型汽车在厂家设计的8%额定坡度上运行,可连续爬坡1800米,但实际采场连续坡长已远超过设计值。最大运距有的已接近6公里。采场实际道路坡度有的已经达到12%甚至更高。目前,长时间、长距离连续重载爬坡运行,使得发动机始终处于满负荷状态,造成发动机气缸温度长期处于“极限值”工作,导致发动机使用寿命短,检修费用高。
原操作法为矿用汽车在铲位装载后连续重载爬坡至翻卸地点,由于运距长且矿山道路坡度大,使得运矿车拉运一车矿石几乎是长时间满负荷作业20分钟,真是举步维艰。作业部在东采场38#电动轮上安装了温度监测装置,设置报警温度为92℃,在32#铲装载一车矿石,拉运至2#转载台,运距为5.15公里,运行途中出现16次报警。说明原操作法致使发动机长期处于高温临界状态运行。
二:定时停车法理论分析与实际操作
1:制定定时停车法方案
矿用汽车发动机冷却液温度:从93℃降至85℃时,康明斯K38发动机需3-5分钟,康明斯K2000E发动机需2-4分钟,根据数据分析、总结,制定相关制度。夏季拉运矿石的运矿车从电铲装完货物起步运行开始到矿石倒装台卸货为止,中间停车凉车两次,每次凉车时间为5分钟;冬季凉车一次,可以根据冬季温度情况变化酌情缩短凉车时间,让发动机温度降到85度方可正常运行。凉车地点司机可根据实际情况自行掌握,使得两次停车凉车时间和距离尽量均匀,使得发动机温度始终保持在合理区间,停车凉车时车停靠在平坦路面,给上所有制动,方向盘向右旋转2圈,使得轮胎与车身形成30度的夹角,以防止误操作而造成溜车。为了保证凉车时间准确,行车段为司机配置了定时器,每次停车凉车时,司机定好时间,到规定时间定时器会蜂鸣报警提示司机。
2制定相关制度保证发动机运行良好
为了保证发动机运行良好,作业部制定了相关管理制度及考核标准,进行监督管理,保障本操作法顺利实施。公路运输作业部制定“5公里时速进出场坪”制度,为预防矿用汽车发动机停机时温度过高,对发动机造成损坏,行车段实施车辆限速5公里/小时,车辆停机前怠速运转5分钟,发动机冷却液温度低于70℃时,才允许停机。运矿汽车要有良好的道路条件和空气湿度,保证运矿道路洒水降尘,配有专门的水车为道路洒水降温,矿用汽车发动机在潮湿路面行驶时,运矿车的运行环境得到改善,降低发动机进气系统的灰尘颗粒量,可以延长发动机的使用寿命。
3新操作法实施的科学依据
新操作法利用“OSA原子发射光谱检测仪器”,对发动机的油脂进行数据采集,平均每月采集分析106个油样,通过大量数据分析,发动机油脂出现“高温”状态后,油脂中“铁、铝、铅”等金属含量超标,更换油脂后数据恢复正常值。
结论:发动机油脂出现高温后,不影响发动机的暂时运行,但严重影响发动机的使用寿命,使发动机早期异常磨损,该观点在司机中广泛宣传,使司机主动实施先进操作法。通过对大量的机油化验结果进行分析,当运行时间达到250小时进行更换机油时,未执行新操作法的机油各项金属指标明显 偏高,执行新的操作法后,各项指标均有明显降低。新的操作法可以保证在机油更换周期内,润滑油品质的稳定性。
4新旧操作法对比
原操作法理念:铁矿采场生产是以完成任务为中心,追求矿用汽车的生产台效为目标。
新操作法理念:以经济效益为中心,科学合理安排生产模式,节约设备检修成本,改变传统“操作法”。
科学性:“创新管理思路”改变完成生产任务为中心的生产模式,转变成“经济效益型”,由“粗旷型”转变成“质量效益型”,真正实现“效益为中心”的经营模式。
先进性:通过发动机油中金属含量检测,找出规律,总结出“发动机油脂出现高温后,不影响发动机的暂时运行,但严重影响发动机的使用寿命”结论,针对问题提出“先进操作法”,对发动机运行时冷却液高温状态进行“数据”监测,总结出定点、定时停车操作方案,保证矿用汽车发动机的良好运行。
实施前:没有实施新操作法,总结近几年数据,K38发动机平均运行时间3711小时,K2000E发动机平均运行时间6830小时。
实施后:2018年新操作法实施:K38发动机平均运行时间7256小时,K2000E发动机平均运行时间11919小时。
5经济效益分析
年度减少K38发动机大修9台次,减少K2000E发动机大修1台次。
年度节约发动机检修成本:9×30万元+1×70万元=340万元。
结语:本操作法的推出,可解决矿用汽车发动机持续在高温临界状态运行问题,有效缓解发动机早期磨损,延长其使用寿命,降低检修成本,减少职工劳动强度,意义非凡,前景远大。此操作法的实施,长远效益非常明显,本操作法已经应用五年了,效果非常好。适用于车辆连续爬坡超过设计极限的金属、非金属露天开采矿山公路运输,具有科学推广价值。
参考文献:
[1]《矿用汽车管理手册》冶金工业矿山司编著.
[3]《矿用汽车驾驶员》气象出版社.国家经贸委安全局编著.