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海拔超过1500米，液压系统需采用预压式空滤，防止产生气穴；另外如果气温过低的话系统启动前需给液压油、润滑油等预热-高海拔矿井井筒穿越永冻层施工技术研究与应用高海拔、高寒地区施工机具设备使用及维护保养应注意的问题机具租赁分公司赵东国摘要:本文对高海拔、高寒地区对机械使用性能的影响因素作了分析,提出了一些在高海拔、高寒地区施工机具设备使用及保养的方法,通过这些方法的实际运用，可实现减少施工机具设备故障，保障施工，同时延长施工机具设备使用寿命。关键词:施工机械、大气压、低温、使用2010年公司承担的“班多送出”750KV线路项目工程地处青海共和县，海拔3100米左右，放线施工时间为11月至2011年1月，最低气温达-200C。在放线施工初期，由于初次在高海拔、高寒地区施工，对高海拔、高寒地区对机械使用性能的影响不了解，使张牵设备在使用过程中出现发动机启动困难、出力不够，液压系统故障，机动绞磨制动失灵，放线滑车冷脆等诸多问题，对施工进度造成了一定影响。经过对对高海拔、高寒地区对机械使用性能影响资料的查询，以及和设备生产厂家共同对设备故障的分析和解决措施的研讨与实施，同时也对当地冬季机械使用积累的经验进行了解与应用，对于解决高海拔、高寒地区施工机具设备使用出现的问题起到很好的作用。因此，对相关知识及使用、维护方法的总结，以便能够给在类似地区施工的施工机具设备使用及维护保养提供一些参考经验。一、高海拔、高寒地区对施工机械使用性能的影响1、高海拔地区对施工机械使用性能的影响高海拔地区由于其特殊的地理环境，空气稀薄，单位体积中氧气含量大大低于平原低海拔地区，气温低，多风沙，多雷暴，紫外线照射强度高。这些恶劣条件容易造成发动机过热、启动困难，积炭严重，低速喘震，涡轮增压器运行曲线与发动机运行曲线不匹配，机温增高，输出功率下降，工作效率低，轮胎气压增高等后果，给设备使用带来困难，减少设备的使用寿命。资料表明，高海拔气候对发动出力影响较大，如上柴6135发动机在101.3kPa大气压、大气温度20℃、相对湿度50%的条件下,输出功率为80.96kW,而在海拔4300m,大气压61kPa、外界温度38℃、相对湿度100%时，其输出功率为54.24kW，只相当于前者的67%。2、高寒地区对施工机具设备使用性能的影响（1）发动机：施工机具设备的发动机在低温气候下使用时,燃油的蒸发性、燃烧性和低温流动性降低,结柴油机启动造成一定的困难；同时柴油机的功率消耗较大，机器工作效率降低。（2）液压系统：由于低温使液压油变得很稠，张牵设备的泵、马达在冷机时难以形成润滑油膜，导致磨损加剧；由于液压油变得很稠，使得泵壳体内的回油不畅，回油压力增大，导致泵体轴头油封被冲，被迫停机修理，从而影响施工。（3）机动绞磨：由于低温使变速箱内润滑油变得很稠，制动时粘稠润滑油使超越离合器中的滚柱粘在自锁盘上，从而导致制动失效。（4）放线滑车：放线滑车的尼龙轮片在-100C及以下低温度情况下，会发生冷脆，当放线走板过滑车时给其一个冲击，滑车轮片就会发生脆裂。由于低温因素的影响，导致施工机具设备的机件磨损加剧，燃料消耗量增大，制动可靠性下降，安全性降低。另外，液压软管、橡胶密封件及金属构件易发生冷脆性断裂。二、高海拔、高寒地区施工机具设备的使用及保养1、高海拔地区施工机械的使用及保养（1）采用增压柴油机并增大柴油机供油提前角针对高原地区空气稀薄的特点，为保证柴油机的燃油与空气有适当的混合比，克服过快积炭、胶结，节约燃料，提高其输出功率，未安装空气增压器的柴油机应加装增压器，适当减少供油量。根据不同的海拔高度减少供油量，可在施工现场调整供油量，即调整高压油泵内的齿条行程，同时观察发动机的工作状况，将柴油机的供油提前角增大1～2°。但此方法不能解决发动机的输出功率下降问题。（2）加强冷却系统的密封性,缩短其清洗周期由于高海拔地区气压低,水的沸点在84～87℃时节温器不能全部打开，水箱盖则因水箱内蒸气压力升高而开启，影响冷却水的循环，从而导致发动机、液压系统和传动系统的温度升高，影响设备的正常工作。为加大冷却水在冷却系统中的压力，减少冷却水的蒸发和沸腾外溢，要加强冷却系统的密封性。在闭式冷却系统中，可通过调整水口盖蒸气阀弹簧压力使蒸汽阀开启压力增高(通常为20～30kPa)，提高水的沸点，加快水的循环，使其不致过早沸腾而溢出。由于冷却水沸点低，蒸发速度快，添加冷却水频繁，冷却系统的积垢大大增多，因此,冷却系统的清理周期应比普通情况下的冷却系统的清理周期要短。（3）改进进气装置由于海拔高、风沙大、气压低、空气稀薄，普通的纸质滤芯易变形、易堵塞，直接影响发动机的进气量，滤芯的寿命也将缩短。为此，可采取以下措施：换用大直径的空滤器，以增大发动机的进气量。或将纸质空滤器改成油浸式或复合式空滤器，既增大进气量，又不易堵塞，还可减少发动机的非正常磨损。另外，蓄电池的电解液蒸发较快，应及时补加蒸馏水，对机器的传动和控制操作部分做到勤检查，勤调整。由于大气压力低，对轮胎的充气不可太足，一般只需充到标定气压的90%～95%即可。2、高寒地区施工机械的使用及保养（1）柴油机启动前先进行预热柴油机启动前进行预热可减少曲轴转动阻力，便于启动。水冷式柴油机一般采用加入热水或过饱和蒸气预热的方法。加入热水预热中一种简单易行的方法是将90～95℃的热水通过散热器加水口注入冷却系统。当水注满冷却系统后，打开放水开关，待流出的水温达到30～40℃时，将放水阀关闭。10～15min后，柴油机水套里的水温与气缸的温度逐渐趋于一致，此时便可启动柴油机（采取这种加热水的方法比较麻烦，但可以预热汽缸，更利于发动机启动）。采用这种预热方法仅能使柴油机气缸得到预热，而曲轴轴承和连杆轴承未得到预热，曲轴的旋转阻力仍然很大，可用炭火(指无明火的木炭火；但绝对杜绝使用明火)烘烤油底壳，使机油加热，安全而又可靠的方法是往油底壳内注入预先加热过的机油。当地柴油车司机采用在燃油箱内安装一个电加人装置，其效果很好，也是值得我们借鉴的。应特别指出的是，严禁先启动后加水，以免造成气缸盖燃烧室连接处产生裂纹。（2）使用启动燃料启动燃料是由易挥发、易自燃的液体组成，目前柴油机启动燃料的主要成分是乙醚,其自燃点约为100℃。使用启动燃料进行启动时，只要将10～25ml的启动液喷入柴油机进气室即可保证柴油机迅速启动，但要注意,一般情况下应尽量少用乙醚辅助启动装置，因长期使用乙醚助燃会加速发动机零部件的磨损。(3)对柴油机进行保温严冬季节为防止柴油机冷却系统中冷却水结冻而造成散热器、气缸盖和气缸体的损坏，每日使用完毕停车时,应及时放尽冷却水，将水放出后须再启动柴油机并以低速运转2～3min,使冷却系统内的水完全排出或蒸发掉。放完水后，放水开关和散热器盖应处于开放位置。在气温过低而条件允许的情况下可使用防冻液，夜晚采用棉帐篷等覆盖、包裹设备，防止设备被冻坏。(4)加强蓄电池的维护冬季蓄电池放电较快，因此停车后应拆下蓄电池送室内保温，并注意检查蓄电池电解液的比重，一般应保持为1.28。为了避免蓄电池放电较多，还可适当提高调节器的充电电压(较夏季可高出0.6V)。(5)正确选用合适牌号的轻柴油轻柴油的牌号即表示该牌号柴油的凝固点,柴油机所用柴油的凝固点应低于环境最低温度5～6℃,以保证最低气温时柴油不凝固并使柴油具有较好的低温流动性。柴油机油牌号的选用主要取决于机械使用时气温的高低。当气温在-15～0℃范围时，柴油机油应选用CC20W/40号、CD20W/40号或CD15W/40号；气温在-20～-15℃范围内时应选用CC15W/40号或CD15W/40号；气温在-25～-20℃范围内时应选用CC10W/30号或CD10W/40号；气温在-30～-25℃范围内时应选用CC5W/40号、CC5W/30号、CD5W/40号或CD5W/30号。（6）加强低温气候下施工机械的保护Ⅰ、传动系统:严寒冬季应对施工机械动力系统的变矩器、变速箱、分动器、减速器以及工作装置等需润滑的地方更换冬季润滑油；对轴承应更换冬季使用的低凝固点的润滑脂。Ⅱ、操作系统:操作系统包括制动等装置，为了使制动可靠,操作轻便,对液压制动装置要换用凝固点低的制动液；对于机动绞磨，为保证制动的可靠性，变速箱的润滑油一定要根据气温情况更换相应的油液，在施工现场，发现润滑油变稠，可临时加一定量的汽油进行稀释。Ⅲ、液压系统:冬季外界气温较低，而液压油在工作时又具有一定的温度,所以要防止储油箱和管道内空气冷凝后产生的水分混入油中而降低液压油的质量。液压系统中高压软管和密封元件在严冬季节易发脆变质,密封性能降低并发生渗漏。为保证冬季施工时设备的液压系统能正常工作,应注意选择适合低温条件下使用的工作油液,同时也要对系统采取保温措施,以保证系统的传动效率。选用液压油时,主要应注意其凝固点与使用温度。同时，可以在液压管路结构上做一些改变，如为防止泵体轴头油封被冲，在泵壳体回油油上路加装一个直接回油箱的回油管路，在开机时打开该回路，让泵壳体回油不经过过滤器直接回油箱，减小回油压力，当机器运转一定时间后液压油温起来后，关闭该回油回路（操作人员必须按要求操作），设备液压系统按正常回路工作。以上是我们对施工机具设备在“班多线”施工中，高海拔、高寒地区对施工机具设备性能的影响及使用及维护保养中的经验、方法的总结。虽然总结还很不全面和完善，但对于我们在高海拔、高寒地区施工正确使用及保养施工机具设备具有一定的指导作用，特别希望能在气候条件更加恶劣的“青藏直流”工程施工中对于施工机具设备的使用及维护起到一定的参考作用。2011年1月12日