矿山自卸车牵引特性及滑水现象分析.pdf

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1、露天采矿技术2012年第5期·37·矿山自卸车牵引特性及滑水现象分析李兴发(中电投蒙车集团露天煤业公司安监部，内蒙古霍林郭勒029207)摘要：通过对矿山运输设备使用及工况条件的分析，确定影响矿用自卸车湿牵引特性及安全运行的重要因素；对常用轮胎花纹进行理论条件比较并结合现场使用情况选择适合矿山安全生产实际需要的轮胎花纹；应用动量定理，分别建立车轮在水膜较薄和较厚两种情况下的动力滑水临界速度公式。分析结果表明：在水膜较薄时充气压力决定滑水临界速度；当水膜较厚时充气压力对滑水临界速度已无意义，并讨论了水

2、膜厚度对滑水临界速度的影响。关键词：湿牵引特性；轮胎花纹；滑水现象；滑水临界速度。中图分类号：U463．341文献标识码：B文章编号：1671—9816(2012)05—0037—05扎哈淖尔露天矿因其独特的地理位置致使在春面难免会坑洼、起包、路基不实。季开化期冰雪消融，地表进入翻浆状态；夏季受降雨②道路条件：沙石泥土路决定了此种道路状况为因素影响采场内湿滑，地表径流严重；冬季降雪频粗糙、不平、遇气候影响多样化的特征，污染程度较高。繁，路面冻结光滑。在这种情况下运输设备不可避免③水的深度：对于露天矿

3、山生产现状，矿用自卸会受到在这些恶劣因素影响的道路上行驶时发生滑车涉水作业的情况是不常见的，当降水或地表径流跑、侧滑等情况。这种工况下运输设备容易产生滑水较大时设备会及时备停。(亦称“轮胎漂浮”)现象。此时，轮胎与道面完全分④温度：扎哈淖尔露天矿地区寒季时间较长，暑离或部分分离，轮胎与道面的接触性能恶化，摩擦系季时间短促总体温度不高。数急剧降低，导致运输设备刹车失效，地面稳定性变2)轮胎因素。差，最终造成设备在运行中打滑、运行方向难于掌控①胎面花纹：轮胎花纹大体上可分为横沟花纹、等后果。纵沟花纹、混

4、合花纹、砌块花纹、非对称性花纹。一般认为滑水临界速度决定于轮胎充气压力，②胎面胶料：轮胎的胎面胶料的选择需要生产商而在实际使用过程中轮胎滑水现象的产生与很多因针对露天矿山生产现场实际条件测算TKPH值，根素有关。本文从汽车轮胎学理论出发对露天矿山运据不同的TKPH值调整胶料配方，确定材料的使用。输自卸车的湿牵引性、轮胎花纹选型及滑水现象的③轮胎结构：轮胎结构大体可分为斜交胎和子午发生予以论述。线胎两大类。④载荷与气压：矿用自卸车的载荷都有额定标1湿牵引特性量，气压值按照设备使用说明有标准冷车充气压力

5、，在轮胎行业，载重汽车、公共汽车等车用轮胎的但是由于载重及现场工况的制约因素可根据实际情牵引性通常指的是湿牵引性，即轮胎在潮湿路面上况在不超出轮胎充气压力范围的条件下进行调整。的牵引特性。3)车辆因素。影响湿牵引性的因素有：①车速：矿山运输自卸车，由于自重与载重都很1)道路因素。大的原因，在设计要求上均为低速运行车辆。我矿自①道路表面特征：由于露天采剥生产的特性，露有运输设备的最高运行速度要求为：BELAZE一75473天矿山的卡车运输道路普遍以沙石泥土路为主，路为45km／h、BELAZE一751

6、31为42km／h、SF31904为收稿日期：2012—06—0235km／h、TR100一C为45km／h。作者简介：李兴发(1966一)，男，内蒙古霍林郭勒人，露天②工况：加速、制动、转向。机电工程师，现任中电投蒙东集团露天煤业安监部驻矿安全③动力操纵特性：BELAZE一75131型及SF31904监察主任。型自卸车为电动轮无级变速车型，TR100一C型为机·40·露天采矿技术2012年第5期气压力；水为不可压缩流体，并略去水的粘性；将坐轮胎负载；P为轮胎充气压力。道面干时轮胎的接地标固定于轮轴

7、，则车轮在有水膜覆盖的道面上的滑长度L=S／W；cot=／H；=Fx。当=G时，车轮跑可看成道面和厚度均匀宽度为(等于胎面宽处于临界滑水状态，联立以上公式可得度)的水膜以高速冲击胎面。那么从前方进人的水被V=道路表面和胎面拦住，从胎面的两侧流出[31。图7表4．2水膜较厚时示即将发生完全滑水现象之前后端部尚接触道面时当水膜较厚时(>3mm)，由于水膜与胎面的接的水的流线状态。由于流体各剖面都有大气压作用，触面积较大，此时水膜对作用胎面的平均压力无须由流体力学可知，各剖面处水速亦皆为。大于轮胎的充气压

8、力，水膜作用合力的垂直分量便流线可大于机轮负载，将轮胎举起，导致滑水现象发生。由于水膜对作用面的平均压力小于轮胎的充气压力，所以胎面能够恢复变形，车轮滑水的临界状态见图10图7发生完全滑水现象状态示意图4．1水膜较薄时当水膜厚度小于3mm时，很难出现滑水现象，此时水膜与胎面的接触面积近似等于轮胎的接地面图10水膜较厚时车轮滑水的临界状态示意图积}4】。显然，只有当水膜对作用胎面的平均压力大于对水膜作用的胎面进行受力分析(见图l1)，取或等于轮胎的充气压力，水膜作用合力