930E卡車廂斗舉升缸底座結構設計及改進措施

王艷利 神華準能哈爾烏素設備維修中心

一、項目研究的主要內容

結合930E卡車廂斗舉升缸底座使用的特點，重新設計舉升缸底座與底板的接觸面積，有效提高舉升缸底座的承重力，從根本上解決了廂斗舉升過程角度轉變而發生的舉升力作用在舉升缸底座外，而且改造后的舉升缸底座會更好的提高橫向U型梁處的支撐能力，從而降低了930E卡車運行及維修成本，提高了設備出動率。

二、解決關鍵技術問題及創新點

930E卡車是準能公司黑岱溝露天煤礦和哈爾烏素露天煤礦的主要運輸設備。該車已在礦內運行多年，隨著生產任務逐年增長，運行時間的增加，設備開始老化，尤其卡車廂斗最為嚴重，因廂斗是直接與物料接觸的總成件，承擔著承載運輸和舉升卸載的任務。在工作期間，將受到物料砸落的沖擊（對廂斗底板耐磨板沖擊變形），舉升卸貨時舉升缸對廂斗處的底座的舉升力（舉升缸底座處開裂），卸貨時貨物對廂斗的摩擦力（對廂斗內磨損）。在對930E卡車廂斗大修中發現，廂斗舉升缸底座開裂問題，在多次改進維修得不到有效的解決，導致因為廂斗舉升缸底座開裂問題促使卡車停機待修，嚴重影響卡車出動率。根據舉升缸的問題，通過與特雷克斯公司的MT5500卡車廂斗對比研究，發現其設計存在缺陷，舉升缸座達不到舉升廂斗舉升力的要求，從而導致舉升缸座經常開裂。根據這種情況，制定了對930E卡車廂斗舉升缸座整體設計改造。

三、原930E卡車廂斗舉升缸底座使用情況

930E卡車廂斗舉升缸底座安裝在廂斗背部兩根橫向U型梁的中間，前后與兩根橫向U型梁側面貼附焊接，底部與廂斗底板焊接，在廂斗卸貨舉升時，因為廂斗舉升缸的舉升力是垂直向上的，在廂斗舉升翻轉過程中，舉升缸作用在舉升缸底座的舉升力將隨著廂斗向后翻轉而發生改變，從最初的舉升力垂直作用在舉升缸底座，隨著廂斗向后翻轉的角度變化，舉升缸的舉升力將受力于舉升缸底座與前橫向U型梁處，廂斗底部橫向U型梁是為8mm厚鋼板，無法達到舉升力的要求，在對橫向U型梁進行改進后，將原有的橫向U型梁厚度增加到20mm厚，在使用中發現還是無法避免開裂。故將舉升缸座整體設計改造，使舉升力避免作用在橫向U型梁上，解決了舉升缸底座開裂的問題。

四、930E卡車廂斗舉升缸底座設計實施方案

為了徹底解決930E卡車廂斗舉升缸底座開裂的問題，我們對舉升缸底座進行設計改進，將原舉升缸底座加到U型梁上，使之前貼附在橫向U型梁的形式變成穿過橫向U型梁，避免橫向U型梁受力，舉升缸底座穿過橫向U型梁的部位要大于橫向U型梁的外邊20mm，以便后期與橫向U型梁的焊接能達到力學性能，并且加大了舉升缸底座與底板的接觸面積，有效提高舉升缸底座的承重力，從根本上解決了廂斗舉升過程角度轉變而發生的舉升力作用在舉升缸底座外，而且改造后的舉升缸底座會更好的提高橫向U型梁處的支撐能力，從而達到了一舉雙得的效果。

改進后的標準配件

五、更換與焊接新舉升缸底座

更換新舉升缸底座，需要對原有舉升缸底座進行定位，在利用氧乙炔切割將原舉升缸座和兩側貼附的橫向U型梁切割掉，為了保證廂斗底板不被氣割傷到，氣割時留有余量，剩余的余量用碳弧氣刨進行清除，以保證廂斗底板的平整度，安裝新舉升缸底座并調整尺寸，調整好后進行定位焊接，并有序進行底座焊接，以避免焊接變形，焊接完成后將橫向U型梁缺少部分完善并焊接。

1.對原舉升缸底座測量，確定舉升缸與廂斗大梁的距離并做好記錄，舉升缸底座銷孔中心點使用直角尺做廂斗底板平面的垂直點，并用樣沖打點，并測量銷孔距底板的距離。

2.使用氧乙炔切割將舉升缸底座和橫向U型梁進行切割去除，切割要在原有焊縫上側，不能過于切割過低，留有余量，避免將廂斗底板切割損傷，橫向U型梁切割取至距大梁一米處，方便后續焊接舉升缸底座。

3.切割完成后，使用碳弧氣刨對氣割剩余余量部分進行氣刨削平處理，保證廂斗底板的平整性，方便新舉升缸底座安裝。

4.安裝新舉升缸底座，將底座放置于削平處理的廂斗底板上，利用舊舉升缸底座銷孔中心垂直在廂斗底板的樣沖點，將新舉升缸底座銷孔中心垂直底板的垂直線對正樣沖點，在將舉升缸底座距大梁的距離校正，最后測量校正底板至銷孔中心的距離，新舉升缸座與舊舉升缸座尺寸無偏差將進行固定焊，固定焊是在舉升缸底座兩側四點進行焊接固定，固定點為100mm兩層三道，避免發生開裂變形。

5.焊接作業為兩側對稱焊接，以免發生單側焊接應力大出現的舉升缸底座變形現象，焊接過程中需要將舉升缸銷子穿入孔內，在焊接過程中要通過轉動銷子確定焊接是否出現變形，造成銷子卡死等現象。焊接前使用丙烷加熱裝置對舉升缸底座及廂斗底板進行加熱，加熱溫度為100攝氏度以上，焊接為多層多道焊接，焊接為三層六道，每層焊接完后，要用針束式風鏟對焊道進行消應力處理，焊接完成用丙烷加熱裝置加熱，并對其進行保溫緩冷處理。

6.最后將橫向U型梁進行安裝并焊接，橫向U型梁對接處要用20mm厚高強度板做加強筋板，以保證橫向U型梁對接強度。

六、焊接工藝

焊接舉升缸底座需要從兩側同時焊接，以確保焊接應力抵消，避免發生變形，導致銷孔不同心銷子安裝不上。舉升缸底座為高強度鋼板，焊前需要預熱，預熱溫度100攝氏度以上，層間溫度控制在260度以內，焊縫為角焊縫，要嚴格把握焊接質量，角焊縫要達到焊接標準，焊后用焊縫檢驗尺進行檢驗。

焊接方法：CO2氣體保護焊焊接，角焊縫，采用多層多道焊接方法。

焊材：LW-81Ni1

焊接設備及焊接參數：使用Miller Dimension.TM.812焊機及配套移動送絲機，用純度高于99.95%的CO2氣體為焊接保護，相關技術參數見表1。

表1 焊接參數

七、設計改造后的效果和經濟效益

本次在930E卡車廂斗舉升缸底座設計改造中，廂斗上車至今，已運行將近5000小時，在卡車例行保養時，針對廂斗進行查看，未發現有開裂現象，運行狀況良好，說明舉升缸底座改造圓滿成功，為今后930E卡車廂斗大修提供了真實有力的經驗及解決問題的原因，降低了卡車維修成本、提高了設備的出動率。