WK-10立鏟邊軸軸承改造

張世賢

摘 要：wk-10立鏟是首鋼水廠鐵礦主要的挖掘設(shè)備，肩負(fù)著水廠鐵礦每年的生產(chǎn)任務(wù)。該設(shè)備主要是由提升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、推壓機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)組成。通過操作人員的操作，這四個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作，進(jìn)行挖掘作業(yè)。該設(shè)備總體重量為460噸左右，由于日常作業(yè)任務(wù)的要求，電鏟需要在坡道、低洼帶、地板松軟的等惡劣的環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)，而且在作業(yè)過程中需隨時(shí)進(jìn)行鏟位調(diào)節(jié)，電鏟移動(dòng)的頻率較高。沉重的設(shè)備在移動(dòng)過程中對(duì)行走系統(tǒng)的帶來了巨大的影響，其行走機(jī)構(gòu)常見故障有：主動(dòng)輪損壞，大、小人字齒輪磨損，齒輪斷齒，花鍵磨損，邊軸軸承損壞，行走離合器損壞等現(xiàn)象。尤其是行走邊軸軸承部位，原來的滾動(dòng)軸承在更換維修過程中非常麻煩，浪費(fèi)了大量的人力物力。由于生產(chǎn)要求的緊迫性，為提高工作效率，將該部位的軸承改造為銅材質(zhì)的滑動(dòng)軸承，便于日常檢修的拆卸更換，同時(shí)能夠滿足設(shè)備使用需求，降低成本的支出。

關(guān)鍵詞：軸承改造; 便于拆卸; 降低成本

一、WK-10立鏟邊軸軸承改造的起因

1、通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的調(diào)研，了解邊軸軸承的使用情況

WK-10鏟中，邊軸軸承原設(shè)計(jì)為滾動(dòng)軸承，軸承型號(hào)2097160，為什么提出在011號(hào)鏟大修將邊軸軸承由滾動(dòng)軸承改滑動(dòng)軸承呢？通過走訪調(diào)查，其主要原因是軸承使用時(shí)間太短，短到哪種程度呢？回答是只用幾天，一臺(tái)鏟一個(gè)月用6套軸承，那么是不是所有的鏟都是這樣呢？回答是否定的，有的鏟的軸承能用幾個(gè)月，甚至幾年，通過這種現(xiàn)象可以斷定不是設(shè)計(jì)產(chǎn)生的原因。通過調(diào)查分析使邊軸軸承損壞的其主要原因有兩種。第一：大小人字齒輪磨損太大時(shí)，使齒輪的徑向力增大，邊軸軸承增加額外負(fù)荷。第二：行走減速機(jī)地腳螺絲松動(dòng)，也增加了邊軸軸承的額外負(fù)荷。

2、通過邊軸軸承的安裝對(duì)軸承的影響

安裝邊軸步驟：（1）首先將一側(cè)邊軸軸承和內(nèi)側(cè)擋油盤裝進(jìn)翻板減速箱內(nèi)側(cè)孔中;（2）將小人字齒放入翻板減速箱安裝位置;（3）將邊軸從翻板減速箱外側(cè)進(jìn)入，與小字齒對(duì)上花鍵穿過;（4）安裝邊軸的外側(cè)擋油盤和軸承;（5）最后將邊軸及外側(cè)軸承安裝到位置。由于此件較重，大約800多公斤，另一方面邊軸軸承內(nèi)徑與邊軸，外徑與基體孔配合較緊，而且件又很大，光靠人力是不能進(jìn)行安裝的，一般情況下是使用天車或吊車吊起重物撞擊邊軸，邊軸軸承雖然較大，但軸承的內(nèi)外圈并不太厚，不可避免地造成裝軸承時(shí)，軸承受到損傷。

二、滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)思路和方案的確定

滑動(dòng)軸承俗稱銅套，與鋼套是過盈配合，也就是鋼套、銅套與行走支架是相對(duì)靜止的，否則鋼套轉(zhuǎn)動(dòng)將使基體孔變大，行走支架就要報(bào)廢。如果行走支架安裝上鋼套和銅套，邊軸就無法安裝。

解決方法是，將邊軸里鋼套、銅套安裝好后與行走支架焊接，然后再安裝邊軸和小人字齒輪，最后安裝邊軸外鋼套和銅套，邊軸外鋼套用螺栓固定在行走支架上。也就是邊軸鋼套、銅套一頭是固定的，另一端是可拆卸的，這樣就極大的方便了拆、裝的操作，使檢修時(shí)間大大的縮短。

2、設(shè)計(jì)過程參數(shù)的確定

A、鋼套與行走支架基體孔的配合，因?yàn)殇摰膭傂蕴珡?qiáng)，不用說過盈配合，就是間隙太小就很難裝進(jìn)去，當(dāng)然間隙太大也不行，最后確定過盈量為0.05mm～0.10mm之間。

B、鋼套與銅套的配合，從上述了解到鋼套固定到行走支架上，那么銅套也必須是靜止的，所以鋼套與銅套采用過盈配合，過盈量按0.7‰[3]計(jì)算，340mm*0.7‰=0.238mm? 確定偏差范圍為+0.22mm～+0.26mm。

C、銅套與邊軸的配合，應(yīng)采用間隙配合，而且間隙量不能太小，因?yàn)樵O(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較多的熱量，如間隙太小，很容易使銅套將軸抱死，所以間隙量控制在銅套安裝到鋼套內(nèi)保證銅套內(nèi)徑比軸外徑大0.5mm[2]。

三、邊軸軸承改造后與改造前的對(duì)比

我們從滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承性能的比較的表格可以看出滑動(dòng)軸承的優(yōu)越性，但在一般情況下只適應(yīng)低速，WK-10鏟行走電機(jī)740r/min[4]，電機(jī)與行走減速箱一軸聯(lián)接，四軸通過離合器與邊軸聯(lián)接，從下表可以看出行走減速箱各軸速比，邊軸轉(zhuǎn)速740/306.89=2.411r/min。從邊軸的使用環(huán)境，不需旋轉(zhuǎn)精度，要求使用壽命長(zhǎng)，耐沖擊（抗過載），檢修更換備件方便，對(duì)密封和同軸度要求較低等特點(diǎn)，這些都適合邊軸的工作情況，以上所述是邊軸軸承由滾動(dòng)軸承改滑動(dòng)軸承的理論根據(jù)。

在前面敘述了邊軸安裝的情況，但拆卸邊軸更是困難，邊軸安裝是從外向里安裝，而拆卸則是從里向外拉出，因?yàn)樾凶邷p速機(jī)在中間，兩側(cè)是離合器，在離合器外側(cè)是邊軸，邊軸加上在其軸上安裝的小人字齒輪和軸承等有1噸多，關(guān)鍵的的問題還不在這，主要是滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合和外圈與基體的配合，這個(gè)力不止是幾噸的問題，甚至達(dá)到幾十噸，使用手拉倒鏈達(dá)不到，使用千斤頂又無處頂，即使能夠使用千斤頂，1米多長(zhǎng)的邊軸要頂?shù)胶文旰卧?，如果你想用破壞軸承的方法都不能全部破壞，只能破壞外邊的軸承，通過對(duì)鏟修人員的調(diào)研，他們是將邊軸壓蓋和端蓋拆除后，在邊軸端面焊上類似吊耳的鐵板，用電鏟的鏟斗向外拉，因?yàn)檫呡S材質(zhì)是35Cr2MnSi[5]，屬中碳合金鋼，我們知道焊接可焊性對(duì)于碳鋼來講，隨含碳量增加則可焊性降低，對(duì)于合金鋼可焊性是比較差的，又加上含碳量較高，這樣可焊性就很差，經(jīng)常是鐵板焊不住，有時(shí)將邊軸揪下一大塊來，有時(shí)不得以將行走減速機(jī)拆下，行走減速機(jī)拆、裝一次至少需要40多小時(shí)。

俗話說實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，產(chǎn)品只有通過使用看其是否發(fā)揮應(yīng)有的效能，是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。說來也巧，在011鏟大修進(jìn)入采場(chǎng)作業(yè)后不到兩個(gè)月，行走離合器壞，更換離合器比較快捷的方法是將邊軸拆出進(jìn)行更換，這就顯示出改造后的邊軸軸承具有拆、裝方便的優(yōu)越性來，更換行走離合器最短工期需要兩個(gè)白班還要加班，總共需要20個(gè)小時(shí)。有時(shí)需要兩天兩夜，48個(gè)小時(shí)，而改造后的邊軸軸承，更換行走離合器只需12個(gè)小時(shí)，比改造前最短的工期還節(jié)省了8個(gè)小時(shí)，大大降低了檢停率，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于用戶可提前8個(gè)時(shí)投入作業(yè)，按WK-10鏟裝車效率為6000噸/小時(shí)計(jì)算，8個(gè)小時(shí)可生產(chǎn)4800噸礦石，可獲利潤(rùn)十幾萬(wàn)元。

改造后的邊軸軸承，降低用戶的材料、備件費(fèi)用，一套邊軸滾動(dòng)軸承7800元，而一個(gè)銅套4100元，相差3700元，一般更換都需兩套軸承一起換，一次檢修費(fèi)用就省7400元。如果滑動(dòng)軸承在保持良好的潤(rùn)滑的條件下，長(zhǎng)時(shí)間使用是沒有問題的。

結(jié)? 論

對(duì)于礦山企業(yè)，要想有一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)空間，那么它所使用的設(shè)備必須有一個(gè)先進(jìn)的管理團(tuán)隊(duì)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)來護(hù)航。WK-10立鏟投入水廠鐵礦已經(jīng)有20多年的歷史了，水廠鐵礦設(shè)備技術(shù)人員通過長(zhǎng)時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐摸索，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于WK-10立鏟出現(xiàn)的各類問題能夠采取最有效的方式進(jìn)行分析處理?，F(xiàn)在首鋼水廠鐵礦對(duì)設(shè)備的管理已形成一個(gè)非常成熟的管理模式，組成了由車間點(diǎn)檢員、設(shè)備機(jī)長(zhǎng)、操作工人三級(jí)點(diǎn)檢制度，負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備的技術(shù)狀況、維護(hù)狀況進(jìn)行檢查維護(hù)，并且還在不斷地更改與創(chuàng)新，水廠鐵礦也在有意識(shí)的進(jìn)行技術(shù)人才和管理人才的培養(yǎng)與儲(chǔ)存，老師傅做好傳道授業(yè)解惑，小徒弟們做到勤思敏學(xué)不怕苦，相信在以后的工作當(dāng)中，會(huì)形成一個(gè)橫向和縱向的管理網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，為水廠鐵礦設(shè)備長(zhǎng)周期的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的支柱。

參考文獻(xiàn)：

[1]張漢柏.首鋼水廠鐵礦采掘車間設(shè)備操作規(guī)程（12）頁(yè)2006年.

[2]何香橋，杜文國(guó).首鋼水廠鐵礦計(jì)財(cái)科生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表.

[3]張漢柏，張小巖.首鋼水廠鐵礦wk-10立鏟講義.

[4]張立國(guó). 首鋼水廠鐵礦采掘車間設(shè)備技術(shù)說明書.

[5]WK-10立鏟備件圖冊(cè)