8-无轨设备多功能综合试验中心的应用

无轨设备多功能综合试验中心的应用

一、研发背景

芬兰山特维克公司生产的LH307型铲运机以及德国GHH公司生产的MK-A20.1型坑内卡车装配的变速箱均为DANA公司生产的R32421型双向四档平行轴式变速箱，同时，LH307型铲运机配备的是DANA公司生产的C273.1型液力变矩器。随着井下生产重心的逐步下移、设备工作年限的增加以及生产任务的逐步增加，加之井下深部工作环境的恶化，C273.1型变矩器和R32421型变速箱在井下实际生产过程中，常常出现变矩器漏油和变速箱档位打滑的现象。在实际解体维修变矩器和变速箱过程中，因拆修设备以及试验仪器的缺乏，车间自主维修变矩器、变速箱等总成件的成功率不高，返修现象时有发生，导致拆卸、装配、再拆卸、再装配的重复劳动，既影响设备恢复维修时间，也大大增加了维修工人的劳动强度，车间总成件维修成本也在逐步升高。

为了填补矿部车间无轨设备双变系统拆修平台及试验磨合设备的空白，提高自主维修总成件及试验磨合的综合维修能力，自2016年12月份开始，采矿车间在大修厂厂房内开辟独立工作室，逐步筹备设计及研发制造无轨设备多功能综合试验中心。该中心包含检测试验平台和拆修平台，设计拆修检测C270系列变矩器和R32000系列变速箱，涵盖拆装维修各类液压油缸、齿轮泵、柱塞泵，各类型主控阀、先导阀、充压阀、档位阀等阀体，各类液压马达、蓄能器、空调马达，HLX5凿岩机、H200凿岩机、H200锚杆机、COP1638凿岩机，、C8000系列变矩器、、T20000系列变速箱、Dana 5000系列变速箱、Dana 6000系列变速箱等各类液压系统、双变系统总成件。同时，中心能满足上述各类无轨设备维修件的试验、磨合及调试的工作要求，做到拆卸、清洗、维修、组装、试验、调试、磨合一体化的拆卸维修工作流程，达到“出中心、即成品”的备件维修能力。

二、研究内容

该平台基础结构利用报废铲运机的车体经切割、焊接、加工以及制造而成，同时经树桩、立柱、焊接基础完成平台搭建，在平台基础结构的基础之上，安装发动机完成动力部分、布置柱塞泵以及管路完成液压系统部分、布置管路及预留位置完成双变系统部分，同时，加装启动控制系统以及多路换向阀完成启动操作系统部分的布置。

图1 无轨设备检测试验平台

图2 无轨设备拆修平台

电气系统方面：模块之间采用J1939协议进行通讯，根据手柄输入的数据进行解码后实现电磁阀的控制，达到各电控部分协调工作；启动系统采用模块-ADM2-ECM控制方式，有效保证各传感器数据对发动机运行的检测。

图3 控制系统原理图

通过动力系统、电气系统、控制系统、操作系统、液压系统以及双变系统的统一协调作用，利用维修备件代入安装磨合运行，完成无轨设备各类泵阀及液压油缸，尤其是变矩器、变速箱等总成件的维修及试验、调试、磨合工作。

图4 无轨设备检测试验平台动力部分

图5 无轨设备检测试验平台液压部分

图6 无轨设备检测试验平台控制部分

三、主要技术创新点

1、立体剖割式框架结构，全方面模拟还原原车运行环境，电控系统控制、操作、监控、测试，准确直观、易于操作，无限制多条件进行磨合试验修复总成件及备品备件。

2、360°全方位观测双变系统、液压系统运行状态，无观测死角，利于及时发现修复件运行情况和故障隐患，同时，也可用于新工人教育、培训的试验用具，提高实践理论教学的结合力度。

3、多路换向阀以及后续凿岩机试验工器具、液压油缸试验工器具等之间相互配合，可实现凿岩机、油缸以及泵阀的试压、试漏以及行程试验工作。

4、电气系统方面采用模块化集成方式，模块之间采用J1939协议进行通讯，启动系统采用模块-ADM2-ECM控制方式，有效保证各传感器数据对发动机运行的检测。

5、提高了无轨设备零部件及总成件的维修合格率，避免了不合格维修件的投产运行，降低了因维修部件不合格造成的无轨设备故障发生率，减少了维修工人的无用劳动量，增加了无轨设备正常运行时间，提高了无轨设备实际生产作业量。

6、实现了变矩器、变速箱等总成件的维修及试验、调试、磨合工作，达到了维修专业化、标准化及一体化，是山东省乃至国内矿山单位第一个自主设计制造及正式投入运行的无轨设备双变系统多功能试验中心，项目填补了国内矿山单位无轨设备双变系统拆修平台及试验磨合设备的空白。

四、与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较

矿山单位总成件尤其是变矩器、变速箱的维修，大多依靠外修服务，自主维修也仅仅是维修完毕后，直接装车试机，若维修不到位，需再次拆卸进行二次甚至多次维修，不仅仅造成了配件的浪费也大大提高了维修、装配难度，同时，也提高了故障停机时间，对设备正常运行造成了严重的影响。

无轨设备多功能综合试验中心不仅实现了双变系统的拆卸、维修工作，而且满足了各类无轨设备维修件的试验、磨合及调试的工作要求，做到了拆卸、清洗、维修、组装、试验、调试、磨合一体化的拆卸维修工作流程，达到“出中心、即成品”的备件维修能力。

实现了变矩器、变速箱等总成件的维修及试验、调试、磨合工作，达到了维修专业化、标准化及一体化，是山东省乃至国内矿山单位第一个自主设计制造及正式投入运行的无轨设备双变系统多功能试验中心，项目填补了国内矿山单位无轨设备双变系统拆修平台及试验磨合设备的空白。

五、经济效益

1、该项目自投入运行以来，累计修复C273.1型变矩器6台，R32421型变速箱4件，HLX5凿岩机1台，H200凿岩机6台，H200锚杆机5台，LH307C铲运机翻斗油缸4件、举升油缸8件，SYG2600碎石机举升油缸1件、延伸油缸2件，BTI碎石机举升油缸1件、延伸油缸1件、仰俯油缸1件，空调马达、柱塞泵等，修复备件原值近600万元，直接节省成本达400万元，节约总成件外修费用约200万元（自主维修包含总成件零部件的购买成本）。

2、该项目同时也提高了无轨设备零部件及总成件的维修合格率，避免了不合格维修件的投产运行，降低了因维修部件不合格造成的无轨设备故障发生率，减少了维修工人的无用劳动量，获得了维修工人及操作人员的好评。