杜 瀟，趙鵬飛，金 鑫

（神華哈爾烏素露天煤礦設(shè)備維修中心汽修車(chē)間，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

哈爾烏素露天煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗（薛家灣鎮(zhèn)）東部，屬晉陜蒙交界地區(qū)，北鄰已建成的黑岱溝露天煤礦?？刹稍簝?chǔ)量17.3億t，煤層平均厚度為21.01 m，全礦平均剝采比為6.626 m3/t，設(shè)計(jì)服務(wù)年限79年。首采區(qū)原煤儲(chǔ)量6.36億t，平均剝采比為4.099 m3/t，服務(wù)年限32年。目前哈爾烏素露天煤礦共有87臺(tái)礦用重型卡車(chē)從事黃土巖石剝離、原煤運(yùn)輸工作。礦用重型卡車(chē)是露天煤礦從事生產(chǎn)工作的重要運(yùn)輸設(shè)備，因哈爾烏素露天煤礦地處多風(fēng)沙地區(qū)，礦區(qū)作業(yè)環(huán)境惡劣、路況較差，加之潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷，極易出現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)件潤(rùn)滑不足現(xiàn)象，很大程度地縮短了結(jié)構(gòu)件的使用壽命。

1 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)由潤(rùn)滑泵、儲(chǔ)脂罐、電磁閥、定時(shí)器、手動(dòng)注油開(kāi)關(guān)、注油管等組成，礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。潤(rùn)滑泵位于平臺(tái)上，直接安裝于儲(chǔ)脂罐上；定時(shí)器安裝于駕駛室內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)潤(rùn)滑2種功能，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)某潤(rùn)滑點(diǎn)潤(rùn)滑不良操作人員可手動(dòng)操作，保證結(jié)構(gòu)件潤(rùn)滑良好[1]；定時(shí)器可控制潤(rùn)滑油自動(dòng)注入時(shí)間和頻率，定時(shí)器上T1、T2旋鈕調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油注入時(shí)間和頻率，T1控制注潤(rùn)滑油持續(xù)時(shí)間，T2控制注潤(rùn)滑油間隔時(shí)間；潤(rùn)滑脂注油器、電磁閥及注油管安裝于指定結(jié)構(gòu)件潤(rùn)滑點(diǎn)附近。

圖1 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（驅(qū)動(dòng)裝置）

1.2 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理

礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)動(dòng)力裝置為潤(rùn)滑泵，潤(rùn)滑泵由液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)一個(gè)偏心曲軸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)泵體上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑脂的排出[2]。設(shè)備啟動(dòng)后，系統(tǒng)逐漸建立壓力直至達(dá)到規(guī)定值，當(dāng)系統(tǒng)壓力正常且潤(rùn)滑系統(tǒng)達(dá)到定時(shí)器設(shè)定的工作時(shí)間后，定時(shí)器工作線(xiàn)路接通，林肯泵電磁閥接通，系統(tǒng)壓力驅(qū)動(dòng)林肯泵工作，潤(rùn)滑油通過(guò)注油管達(dá)到指定潤(rùn)滑區(qū)域完成潤(rùn)滑。

2 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)存在問(wèn)題

目前，礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)中未安裝潤(rùn)滑脂檢測(cè)及報(bào)警裝置，操作人員、維修人員憑經(jīng)驗(yàn)、定期加注方式補(bǔ)充油脂，不能及時(shí)、準(zhǔn)確掌握儲(chǔ)脂罐中潤(rùn)滑脂存儲(chǔ)量，極易帶來(lái)設(shè)備因潤(rùn)滑不良損壞[3]；加注油脂時(shí)，僅可通過(guò)潤(rùn)滑系統(tǒng)回油管中溢出油脂的方式確定潤(rùn)滑脂加注足量，極易造成潤(rùn)滑脂的浪費(fèi)。

1）不能有效回收、使用潤(rùn)滑脂，增加維修成本。礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)回油管路未設(shè)計(jì)截止閥，加注潤(rùn)滑脂時(shí)，儲(chǔ)脂罐中的空氣通過(guò)回油管排出，待油脂加注足量后，潤(rùn)滑通過(guò)回油管路溢出；因注油泵壓力作用，少量潤(rùn)滑將會(huì)溢出，且溢出的油脂不便回收使用，從而導(dǎo)致潤(rùn)滑脂的浪費(fèi)及維修成本增加。

2）潤(rùn)滑不良導(dǎo)致設(shè)備故障、損壞，增加工作量。礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)未設(shè)計(jì)潤(rùn)滑脂油位檢測(cè)裝置，當(dāng)設(shè)備潤(rùn)滑脂不足或潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)備自有系統(tǒng)無(wú)法提醒，完全依靠維修人員和設(shè)備操作人員手動(dòng)檢查，這樣易造成設(shè)備結(jié)構(gòu)件連接處因潤(rùn)滑不足增加設(shè)備故障率，從而增加維修人員工作量，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件提前報(bào)廢[4]。

3）設(shè)備損壞給設(shè)備及人員帶來(lái)安全隱患。礦用重型卡車(chē)結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)期潤(rùn)滑不良作業(yè)，極易因磨損到限出現(xiàn)斷裂、開(kāi)裂等故障，從而給設(shè)備、人員帶來(lái)較大安全隱患。

3 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)檢測(cè)報(bào)警裝置改造原理

3.1 礦用重型卡車(chē)檢測(cè)報(bào)警裝置組成及功用

礦用重型卡車(chē)檢測(cè)報(bào)警裝置由潤(rùn)滑油高位傳感器、低位傳感器、潤(rùn)滑油高位/低位繼電器、加油截止電磁閥、高位/低位時(shí)間繼電器、油位高位/低位指示燈組成，礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)原理圖如圖2。

圖2 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)原理圖

高位/低位傳感器設(shè)計(jì)為檢測(cè)范圍0～100 cm的光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)檢測(cè)范圍內(nèi)無(wú)潤(rùn)滑油時(shí)會(huì)輸出電信號(hào)[5]；高位/低位繼電器控制檢測(cè)報(bào)警電路通斷的開(kāi)關(guān)，斷油電磁閥是控制注油口通斷的開(kāi)關(guān)，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到油位標(biāo)準(zhǔn)后，傳輸信號(hào)到斷油電磁閥，切斷油路避免潤(rùn)滑油溢油，油位高位/低位指示燈會(huì)提箱設(shè)備操作人員潤(rùn)滑油狀態(tài)，防止?jié)櫥筒蛔慊蚣幼⑦^(guò)量。

3.2 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)檢測(cè)裝置原理

礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)檢測(cè)裝置電路原理圖如圖3。

圖3 礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)檢測(cè)裝置電路原理圖

1）高位傳感器。改造后的礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)有高位傳感器，采用檢測(cè)范圍為0～30 cm的光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，高位傳感器安裝于儲(chǔ)脂罐頂蓋上方，安裝程序?yàn)椋翰鹦秲?chǔ)油罐端蓋－首次清潔端蓋－指定位置打孔－二次清潔端蓋及安裝孔－安裝、固定傳感器－連接線(xiàn)路[6]。為了預(yù)防火災(zāi)、保證改造質(zhì)量，安裝過(guò)程中必須做到作業(yè)前清潔、作業(yè)后檢查。高位傳感器的安裝位置設(shè)計(jì)于距離頂蓋（或傳感器）下方10～15 cm處，加注油面位上升到高位傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，高位傳感器感應(yīng)到油位觸發(fā)信號(hào)后，高位傳感器3號(hào)線(xiàn)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娢籟7]，與高位傳感器1號(hào)線(xiàn)及油脂高位繼電器線(xiàn)圈組成回路。高位繼電器線(xiàn)圈得電后立即發(fā)出聲光報(bào)警以及關(guān)閉安裝在注油管道中的斷油電磁閥，同時(shí)激活高位時(shí)間繼電器KT1，持續(xù)10 s后，高位時(shí)間繼電器KT1開(kāi)始動(dòng)作，斷開(kāi)油脂高位指示燈線(xiàn)路，并結(jié)束指示燈報(bào)警和釋放電磁閥，檢測(cè)報(bào)警裝置結(jié)束監(jiān)測(cè)后高位傳感器并沒(méi)有復(fù)位，直到潤(rùn)滑油被消耗到檢測(cè)位置以下高位傳感器才會(huì)復(fù)位[8]。如果加注潤(rùn)滑油過(guò)程中設(shè)備操作人員在潤(rùn)滑油高位報(bào)警后沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉加注，此時(shí)斷油電磁閥會(huì)強(qiáng)行關(guān)閉加注口，會(huì)導(dǎo)致加注管內(nèi)憋氣而無(wú)法取下加油槍情況發(fā)生，這種情況下設(shè)備操作人員需要關(guān)閉一次電瓶開(kāi)關(guān)后再次打開(kāi)電瓶開(kāi)關(guān)方可取下加油槍?zhuān)驗(yàn)橹匦麻_(kāi)啟電瓶開(kāi)關(guān)，會(huì)重置高位傳感器，檢測(cè)裝置會(huì)重新進(jìn)行一次高位報(bào)警[9]，報(bào)警期間斷油電磁閥會(huì)處于短暫的釋放狀態(tài)，加油管內(nèi)的氣壓會(huì)在瞬間得到釋放。

2）低位傳感器。礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)有低位傳感器，其采用檢測(cè)范圍為0～100 cm的光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，低位傳感器安裝于潤(rùn)滑脂儲(chǔ)脂罐頂蓋上，根據(jù)不同車(chē)型的潤(rùn)滑儲(chǔ)脂罐高度不同進(jìn)行檢測(cè)距離設(shè)置（實(shí)際位置為罐體高度下方10 cm處）。當(dāng)潤(rùn)滑脂油位距離罐底10 cm的位置時(shí)，檢測(cè)報(bào)警裝置就會(huì)發(fā)出報(bào)警，提醒設(shè)備操作人員潤(rùn)滑油不足，當(dāng)潤(rùn)滑油被消耗下降超過(guò)報(bào)警位置后，油面超出低位檢測(cè)傳感器感應(yīng)范圍，傳感器將復(fù)位，低位傳感器與高位傳感器的檢測(cè)方式是相反的，即3號(hào)線(xiàn)由低電位恢復(fù)到高電位，低位繼電器線(xiàn)圈失電，繼電器常閉點(diǎn)恢復(fù)通路，低位時(shí)間繼電器KT2線(xiàn)圈得電，持續(xù)10 s后低位時(shí)間繼電器，KT2發(fā)出低位警示信號(hào)接通駕駛室的低位報(bào)警燈并向卡車(chē)制動(dòng)信號(hào)接線(xiàn)端子（或者后橋風(fēng)壓接線(xiàn)端子）發(fā)送一個(gè)電壓信號(hào)使卡車(chē)進(jìn)入10 km限速模式，提醒設(shè)備操作人員立即加注潤(rùn)滑油脂。

3）檢測(cè)電路。礦用重型卡車(chē)檢測(cè)報(bào)警裝置高位檢測(cè)電路由電瓶直接供電，即當(dāng)電瓶處于打開(kāi)位置時(shí)，該裝置開(kāi)始運(yùn)行；有效避免了人員因誤操作鑰匙開(kāi)關(guān)意外關(guān)閉報(bào)警檢測(cè)裝置，從而引起報(bào)警裝置失效現(xiàn)象[10]。因低位檢測(cè)電路由啟動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)控制、供電，所以設(shè)備運(yùn)行中低位檢測(cè)電路始終處于工作狀態(tài)；檢測(cè)報(bào)警裝置中報(bào)警指示燈接入到設(shè)備的二極管電路中，降低了燈泡燒毀頻率，大大減少了維修工作量。

4）加油截止電磁閥設(shè)計(jì)及應(yīng)用。改造后，在設(shè)備潤(rùn)滑脂加注口處設(shè)計(jì)加油截止電磁閥，該電磁閥由高位傳感器及檢測(cè)電路控制，當(dāng)潤(rùn)滑脂油位接觸高位傳感器時(shí)，檢測(cè)電路接通，加油截止電磁閥關(guān)閉，報(bào)警裝置啟動(dòng)、提示，操作人員即可停止?jié)櫥幼ⅲ划?dāng)儲(chǔ)脂罐中潤(rùn)滑脂油位下降到高位傳感器下方后，檢測(cè)電路斷電，加油截止閥打開(kāi)，便于再次加注潤(rùn)滑脂。

4 檢測(cè)裝置安裝調(diào)試與效果分析

礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)檢測(cè)裝置改造后，必須進(jìn)行可靠性測(cè)試，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.1 潤(rùn)滑脂高位檢測(cè)裝置安裝調(diào)試

考慮到加注潤(rùn)滑脂時(shí)啟動(dòng)鑰匙處于關(guān)閉狀態(tài)，維修人員將高位檢測(cè)電路電源直接連接24 V端子排[11]，潤(rùn)滑脂高位報(bào)警時(shí)直接使用油脂輔助車(chē)輛加注潤(rùn)滑脂，觀(guān)察溢油口溢油前高位報(bào)警裝置是否提前報(bào)警，記錄加入潤(rùn)滑油數(shù)量，與其他未安裝檢測(cè)報(bào)警裝置設(shè)備對(duì)比加油量，確保安裝報(bào)警裝置設(shè)備注油量正常。

4.2 潤(rùn)滑脂低位檢測(cè)裝置安裝調(diào)試

低位檢測(cè)報(bào)警裝置需要設(shè)備操作人員運(yùn)行設(shè)備，直至設(shè)備潤(rùn)滑油低于低位報(bào)警位時(shí)才判斷是否成功[12]。低位報(bào)警測(cè)試時(shí)啟動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)必須打開(kāi)，記錄上一次注入潤(rùn)滑油時(shí)間，通知設(shè)備操作人員調(diào)試期間禁止加注潤(rùn)滑油，但是必須每天檢查潤(rùn)滑油高度和各結(jié)構(gòu)件連接處潤(rùn)滑情況，防止新系統(tǒng)意外停機(jī)導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)件受損。

4.3 效果分析

2018年已改造礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)，應(yīng)用效果主要體現(xiàn)以下2個(gè)方面：

1）解決了設(shè)備在加注潤(rùn)滑油時(shí)意外溢油產(chǎn)生的潤(rùn)滑油浪費(fèi)現(xiàn)象以及造成的環(huán)境污染問(wèn)題。哈爾烏素露天煤礦有礦用重型卡車(chē)87臺(tái)，每臺(tái)礦用重型卡車(chē)平均每周加注潤(rùn)滑油1次，由于設(shè)備沒(méi)有檢測(cè)報(bào)警裝置，設(shè)備操作人員每次加注都是依靠工作經(jīng)驗(yàn)添加，或者通過(guò)觀(guān)察溢油管是否流出潤(rùn)滑油判斷加注是否到位，這種普遍采用的觀(guān)察方法，造成每次加注潤(rùn)滑油至少浪費(fèi)約3～5 L潤(rùn)滑油，全年累計(jì)上萬(wàn)升潤(rùn)滑油，造成極大的生產(chǎn)成本浪費(fèi)。同時(shí)潤(rùn)滑油是一種黏稠油類(lèi)物質(zhì)，在自然界中降解程度極低，大量的浪費(fèi)同時(shí)也造成了很?chē)?yán)重的環(huán)保問(wèn)題，而且這種油污染不易處理，浪費(fèi)成本同時(shí)，也增加了環(huán)保方面的投入，只有從源頭進(jìn)行遏制才能杜絕這種污染，所以，對(duì)每臺(tái)礦用重型卡車(chē)加裝潤(rùn)滑油位檢測(cè)報(bào)警裝置是非常有必要和迫切需要的。

2）改善了設(shè)備結(jié)構(gòu)件潤(rùn)滑狀況，有效降低了設(shè)備故障率及維修成本。以往礦用重型卡車(chē)加注潤(rùn)滑油完全是憑借工作經(jīng)驗(yàn)加注，每周固定加注1次潤(rùn)滑油，由于沒(méi)有相應(yīng)的檢測(cè)裝置，根本無(wú)法得知潤(rùn)滑油是否耗盡，如果發(fā)生潤(rùn)滑油泄露，下一周期加注潤(rùn)滑油時(shí)間間隔長(zhǎng)，極易導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)件中各類(lèi)軸承和銷(xiāo)子常處于潤(rùn)滑不良的狀態(tài)，縮短各類(lèi)軸承和銷(xiāo)子使用壽命。根據(jù)哈爾烏素設(shè)備維修中心2018年全年統(tǒng)計(jì)，因潤(rùn)滑不良導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向助力缸軸承、前后懸掛軸承、扁擔(dān)梁軸承及銷(xiāo)子、舉升缸銷(xiāo)子等各類(lèi)軸承和銷(xiāo)子提前損壞的約300余件，支出維修成本200余萬(wàn)元。2018年改造后，因潤(rùn)滑不良導(dǎo)致故障降低了50%，節(jié)約成本約100余萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

礦用重型卡車(chē)潤(rùn)滑油位檢測(cè)報(bào)警裝置的應(yīng)用解決了潤(rùn)滑系統(tǒng)加注潤(rùn)滑油時(shí)溢油情況發(fā)生，同時(shí)設(shè)備在運(yùn)行中缺少潤(rùn)滑油也進(jìn)行報(bào)警，不僅有效地延長(zhǎng)了礦用重型卡車(chē)結(jié)構(gòu)件中軸承、銷(xiāo)子使用壽命，降低了維修成本，同時(shí)也踐行了國(guó)家能源集團(tuán)提倡的環(huán)保工作和要求，還大自然一片凈土。