395B電鏟中心軸裂紋原因分析及焊修工藝

孫雨峰

摘要：本文針對395B電鏟中心軸出現(xiàn)裂紋的原因進行了分析，提出了防止裂紋出現(xiàn)的一些方法和一套中心軸焊修的工藝流程。

關鍵詞：395B電鏟;回轉(zhuǎn)系統(tǒng);中心軸;焊修

一、背景介紹

由BUCYRUS公司生產(chǎn)的395B電鏟是哈爾烏素露天煤礦進行巖土剝離及煤炭開采的主要采掘設備，電鏟在高負荷的挖掘過程中，各部主要機構承受著周期性的復雜的沖擊載荷，整個電鏟的中心軸是焊接件主要承力機構，必須擁有良好的抗擊打性和可靠性，否則會對整個電鏟的安全性造成很大程度的損害。一般來說中心軸不會出現(xiàn)問題，事實上，我們在回轉(zhuǎn)檢修的過程中發(fā)現(xiàn)395B電鏟出現(xiàn)環(huán)狀的裂紋。在和廠家溝通過后，我們自己設計的檢修工藝流程。本文詳細介紹了395B電鏟可能導致中心軸出現(xiàn)裂紋的原因、工藝流程的原理和過程，希望能給其他礦產(chǎn)挖掘機底架梁檢修提供一定的參考。

二、395B電鏟回轉(zhuǎn)裝置簡介和焊修工藝流程

395B電鏟從結構角度來說，通常分為上車部分、下車部分和工作部分。上車部分主要分為回轉(zhuǎn)平臺、配重、A型架、提升機構裝置、回轉(zhuǎn)機構裝置、電氣控制部分、機棚部分、司機室、除塵裝置等。下車部分主要分為底座、履帶架、履帶板、驅(qū)動輪、導向輪、支重輪與傳動裝置、回轉(zhuǎn)支撐部分等。工作部分分為鏟斗、斗桿、起重臂、開斗裝置等。行走機構、回轉(zhuǎn)機構、提升機構、推壓機構、開斗機構是貫穿于上述部分實際相互配合進行挖掘工作的五大機構。

395B電鏟中心軸，相當于電鏟的兩條腿，它主要是起到支撐電鏟上車部分構和實現(xiàn)電鏟上車部分旋轉(zhuǎn)功能的組件。行走側機架分左右兩個，相互獨立。每個側機架都有20條3.5英寸的超級螺栓緊固到底盤上，事實上，整個電鏟的重量都是通過兩側40條超級螺栓來承受的。

通過對回轉(zhuǎn)機構的定期檢查、理論受力分析、整體結構的觀察及超級螺栓的定期校驗和生產(chǎn)現(xiàn)場維修經(jīng)驗的總結，分析得出可能導致395B電鏟中心軸裂紋的原因：

中心軸老化存在不足

中心軸兩端螺栓緊固處距離較遠，形成相對較長的力臂。如果露天煤礦巖石爆破經(jīng)常存在地表不夠平整的狀況，這就導致地表過硬，前后螺栓緊固處受到的扭力最大，當設備挖貨時，此時中心軸螺栓連接處受到的扭力強度更大。根據(jù)我們的觀察，395B電鏟中心軸裂紋多集中上端螺栓處，機構本身的問題是主要誘因。

發(fā)現(xiàn)裂紋以后，如何焊修，我們就該問題咨詢了廠家。焊修中心軸的做法是：將電鏟置于一空地，將上車部分拆除，從中心軸上邊進行焊修。我們認為這種檢修方法既會浪費大量的檢修時間，也需要很多設備人員配合，預計395B電鏟焊修底中心軸的難度不亞于組裝一臺電鏟。

我們綜合多年來維修經(jīng)驗，提出是否可以將中心軸用千斤頂支撐起來，進而將中心軸螺帽進行焊修。根據(jù)我們的現(xiàn)有條件，可以使用一臺300噸千斤頂將中心軸支撐起來。我們跟廠家闡述了我們的想法，廠家表示雖然沒有先例，但是理論上可行。我們綜合現(xiàn)場狀況和理論力學，得出了千斤頂?shù)闹挝恢谩?/p>

根據(jù)多年來電鏟檢修經(jīng)驗和其他檢修工藝流程，焊修底架梁的工藝如下：

由于底盤要求用千斤頂支撐起來，所以地表必須平整，地面必須堅硬，保證千斤頂受力均勻。

1.選擇比較寬敞的維修場地，用推土機及平路機將工作場地平整出來;2.與電鏟司機配合，把設備停放到維修場地;3.用千斤頂起中心軸，將聯(lián)接銷子拆下;4.刨除大螺帽的螺紋，將中心軸螺紋裂紋處刨除;5.對中心軸進行焊接（按焊接工藝要求進行焊接）;6.焊接作業(yè)，要注意以下幾點：①將焊接區(qū)域分成四部分，使用兩套二氧化碳氣體保護焊，進行對角焊;②每焊接完成一層對角焊接，轉(zhuǎn)到下個對角焊位置，如此循環(huán)焊接;③充分保證中心軸的焊接作用力均勻平衡;

2.焊接工藝

（1）現(xiàn)將整圈360度焊縫鐵銹、油漆、油脂及其它污物移除;（2）氣刨刨除螺紋處的裂紋;（3）焊接接頭預熱至150℃;（4）使用E71T-5焊條焊接;（5）最后使用焊趾回火技術，將表層焊趾加熱到620℃并自然冷卻;（6）焊接完成后打磨光滑并拋光;（7）最后著色探傷檢查焊縫無缺陷。

3.支撐中心軸

①保證千斤頂受力均勻，防止電鏟中心軸受力不均而傾斜;②支撐起中心軸后，要用同高度的支座進行支撐，防止千斤頂泄壓電鏟傾斜;③支撐配重箱時，壓力不易過高;

4.維護和保養(yǎng)要求：

行走減速箱和履帶架的連接螺栓的預緊力必須達到規(guī)定的數(shù)值，這是保證傳動穩(wěn)定的基本要求。底架與履帶裝置連接時，要求上部接觸面、側部接觸面用塞尺檢測，不允許有縫隙，因為這些面是用于定位的，工作時要承受相當大的載荷。底架與履帶架的連接螺栓必須達到規(guī)定的預緊力矩，而且必須逐個檢查，以確保所有螺栓全部達到力矩要求，對于超級螺栓，檢測每個小螺母的擰緊力矩。這樣方能保證底盤的穩(wěn)定可靠、側機架的不變形。

三、使用效果和經(jīng)濟效益

395B電鏟開始進行焊修中心軸新工藝測試，取得了良好的效果，傳統(tǒng)中心軸檢修工藝需要耗費大量的人力和設備拆卸安裝上車部分，拆除下車部分步驟繁多，而且檢修工期長，保守估計檢修工期是20天;而我們按照新工藝檢修395B電鏟不僅所需的人力和設備少，而且檢修工期短，平均4天。