拉塞爾·A·卡特

新式礦用卡車車輪提高礦山生產(chǎn)率

拉塞爾·A·卡特

就像因為發(fā)動機(jī)或傳動系統(tǒng)失靈一樣,載重汽車會因其臨時的車輪維修或者輪胎維護(hù)而從車隊中快速脫離。為了節(jié)省更換車輪和輪胎維修服務(wù)時間,運載卡車制造商和車輪備件供應(yīng)商開發(fā)了相應(yīng)的新技術(shù)產(chǎn)品。

卡車車輪一般并不受業(yè)內(nèi)人士的重視,業(yè)內(nèi)人士一般比較注重引擎、傳動系統(tǒng)和輪胎技術(shù)的改進(jìn)。不過,卡車車輪是運輸作業(yè)中至關(guān)重要的一環(huán)。倘若載重車輪(按最大的車型計算大約載重為2497～2951 kg)損壞或從驅(qū)動軸上松落,就意味著這輛載重汽車就要停駛了。這會引起產(chǎn)量的下降,就如同其引擎、傳動系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題一樣,而且還可能造成昂貴的輪胎和設(shè)備的損壞。

為了響應(yīng)礦山提出的關(guān)于減小卡車非有效載荷重量和提供更加快捷的維護(hù)結(jié)構(gòu)的要求,原設(shè)備制造商表示,他們正在提高對車輪類型和選型的關(guān)注。例如卡特彼勒公司就計劃在該公司生產(chǎn)的較小的礦用卡車型號上擴(kuò)大車輪的選擇范圍,包括標(biāo)準(zhǔn)的無附加特征的車輪,以及標(biāo)準(zhǔn)的車輪加上可選的快速換裝輪輞。對于機(jī)械驅(qū)動更大噸位的礦用卡車來說(如793D/F和797F系列),取決于不同的車型和預(yù)期的用途,車輪直徑和寬度將有更多的選擇,以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的、快速換裝的和楔子形的輪轂。

近年來,這個不太引人關(guān)注的市場引來了幾個新的競爭者加入到現(xiàn)有的制造商中,諸如瑞美克斯公司、拓皮實業(yè)公司、OTR車輪工程公司和其他一些公司。在礦用車輪市場的生力軍中,有泰坦國際集團(tuán)泰坦車輪公司,該公司專門生產(chǎn)工程機(jī)械輪胎;也有吉凱恩股份有限公司吉凱恩車輪公司,該公司是英國大型汽車制造、工業(yè)和航空設(shè)備及技術(shù)的提供商。

1 泰坦車輪公司

泰坦車輪公司在3年前開始進(jìn)入礦用車輪市場,而吉凱恩車輪公司則于2009年進(jìn)入該市場。作為一家越野輪胎公司的姐妹公司,泰坦車輪公司宣稱,該公司是唯一一家同時具備設(shè)計、實驗和生產(chǎn)車輪、輪胎,并可向其客戶提供輪胎/車輪綜合產(chǎn)品的公司?？偟膩碚f,泰坦車輪公司可以生產(chǎn)數(shù)千種規(guī)格和型號的車輪和輪胎,并為數(shù)個礦用設(shè)備制造商提供車輪和輪胎。

泰坦車輪公司設(shè)有兩個通過ISO 9001:2008認(rèn)定的生產(chǎn)設(shè)備,一個生產(chǎn)設(shè)備在美國伊利諾伊州的昆西市,用來生產(chǎn)農(nóng)用、建筑用和工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)的車輪;一個面積為2.55萬m2的大型工廠和倉庫在美國弗吉尼亞州的索爾特維爾,用來生產(chǎn)大型土方車輛和運載卡車用車輪,以及大型建筑機(jī)械用車輪。

泰坦車輪公司最近開發(fā)了一種車輪快速更換技術(shù)(以下簡稱“ACT”)。這是一個位置敏感裝置,可使工人在礦用卡車上更換后輪輪胎時比一般的車輪節(jié)省很多時間。當(dāng)初泰坦國際集團(tuán)的子公司,現(xiàn)在作為獨立法人的泰坦歐洲有限公司,同樣也在推廣一種起源于澳大利亞的外部快速安裝車輪的理念。

這種ACT車輪/輪輞有兩個輪胎座圈和兩個擋圈,一個兩件式鎖圈和一個標(biāo)準(zhǔn)鎖圈。這種鎖圈的設(shè)計是為了使輪胎從車輪上脫離開來,從而易于拆下輪胎。泰坦車輪公司的客戶服務(wù)部門經(jīng)理杰里米·馬丁說:“這種ACT車輪是為礦用卡車的外后輪位置設(shè)計的。安裝后,不用拆下螺母或夾板就可將輪胎從卡車上旋擰下來?！碑?dāng)雙排車輪內(nèi)層的輪胎必須更換時,只需將外層的輪胎卸下,然后將內(nèi)層的輪胎穿過外層的ACT車輪就可以卸下。

ACT車輪采用雙鎖圈系統(tǒng),用于阻止輪緣的旋轉(zhuǎn),以防輪緣突出,并有助于控制輪胎打滑。其背面和止口部分組成一個連續(xù)的撬棒槽,有助于維護(hù)人員從車輪上卸下輪胎。在輪胎座圈內(nèi)部的“超級鎖”——輪轂組件是為了防止在鎖圈錯誤安裝時給輪胎充氣。

ACT車輪提高了作業(yè)安全,同時減輕了維護(hù)人員的勞動量,工人們從此不用再去搬運重量超過3t的外層車輪了。另外,在拆卸車輪和輪胎時,ACT車輪省去了用笨重的沖擊扳手拆卸50～60個螺母的工作。

據(jù)泰坦車輪公司介紹,ACT車輪可以與市場上現(xiàn)有的每一種規(guī)格和品牌的礦用輪胎匹配,也適用于各種型號的礦用卡車。據(jù)該公司提供的數(shù)據(jù)顯示,更加快捷的輪胎服務(wù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。例如,在一個ACT車輪測試的露天金礦,工人們要用5 h對卡特彼勒793型卡車通常的29×57車輪和40.00 R57雙排輪胎進(jìn)行更換,而在外后輪位置使用ACT車輪后,該環(huán)節(jié)的作業(yè)時間可減少至2.7 h。

根據(jù)這些節(jié)省的時間,每輛卡車因減少停工時間而產(chǎn)生的生產(chǎn)效益和增加的收益預(yù)計將達(dá)到6位數(shù)。

泰坦車輪公司也生產(chǎn)泰坦超重型機(jī)加工錐度(以下簡稱“STMT”)系列的車輪。該公司表示在設(shè)計過程中使用有限元素分析法,可以使生產(chǎn)的長度為1.6 m的車輪重量減輕約454 kg。這些車輪包括STMT系列和ACT系列車輪。

2 吉凱恩車輪公司的業(yè)務(wù)擴(kuò)展

吉凱恩車輪公司負(fù)責(zé)越野車輪的技術(shù)董事棱·亨塞爾表示,在開發(fā)新型礦用車輪過程中,該公司采用了最先進(jìn)的工程技術(shù)和計算機(jī)模擬技術(shù)。

吉凱恩車輪公司長期向原設(shè)備制造廠商提供中小型車輪。亨塞爾指出,對于該公司最近開始介入長度為1.14 m以上大型車輪的市場,這是很自然的業(yè)務(wù)擴(kuò)展。據(jù)亨塞爾介紹,該公司初期的目標(biāo)是逐漸成為礦山大型車輪備件的供應(yīng)商,而長遠(yuǎn)的目標(biāo)則是成為大型礦用運輸車輛制造廠的車輪供應(yīng)商。

亨塞爾說,“目前最大的礦用卡車的載重已達(dá)到400 t,這種車輛的車輪必須應(yīng)付最為艱巨的運行條件,展示出強(qiáng)度和可靠性,吉凱恩礦用車輪自2009年在各個礦山投入使用以來,表現(xiàn)出了出乎意料的性能?！?/p>

他表示,“在很大程度上,礦用車輪市場許多年以來都沒有多大變化,在引入更多選擇和競爭的同時,我們還向礦用設(shè)備制造廠商提供了提高其礦用卡車可靠性并同時把運行效率提高的效益帶給礦山的機(jī)會?！?/p>

他還預(yù)測該公司將在不久的將來,推出更加有效利用原材料、輪胎和車輪維修服務(wù)更快的車輪設(shè)計。吉凱恩車輪公司在其北美技術(shù)中心設(shè)計礦用系列車輪,之后在位于中國柳州的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。

3 瑞美克斯公司滿足子午線輪胎的需求

位于加拿大不列顛哥倫比亞省的瑞美克斯公司參與大型車輪市場已經(jīng)有幾十年的時間,并以生產(chǎn)MES系列與TSR系列車輪和輪輞聞名于世。

根據(jù)瑞美克斯公司的描述,相對于斜交輪胎來說,子午線輪胎作用在車輪或輪輞筒體上的載荷將增加75%,而設(shè)計的MES系列車輪就是用來承載這部分增加的載荷的。與此同時,通過機(jī)加工后的車輪達(dá)到了“真正”的圓度,從而使輪胎止口可以獲得均勻的密封,輪緣、輪胎座圈和鎖圈的配合也更好,因此車輪/輪輞的強(qiáng)度也將更高。TSR系列車輪具有穩(wěn)定輪胎止口和側(cè)壁的超強(qiáng)能力,因此可以在很大程度上消除輪緣的運動,從而進(jìn)一步提高輪輞的壽命。

瑞美克斯公司設(shè)計的MSS系列車輪是用來滿足其他采礦需求的。這種車輪的生產(chǎn)成本比MES系列與TSR系列車輪的生產(chǎn)成本都要低。

(劉德健譯自美國《煤時代》2010年第9期,劉祖春校)

(責(zé)任編輯 溫子伯)