采煤機牽引箱聯接耳斷裂的修復方案研究與應用

毋菊梅 朱旺虎

（焦作神華重型機械制造有限公司，河南 焦作 454000）

概述

采煤機是實現煤礦生產機械化和現代化的重要設備之一。機械化采煤可以減輕體力勞動、提高安全性，達到高產量、高效率、低消耗的目的。

雙滾筒采煤機是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復雜系統，工作環境惡劣，如果出現故障將會導致整個采煤工作的中斷，造成巨大的經濟損失.隨著煤炭工業的發展，采煤機的功能越來越多，其自身的結構、組成愈加復雜，因而發生故障的原因也隨之復雜。

2013年11月，焦煤集團趙固一礦MG300/700-WD型交流電牽引采煤機，因操作工人責任心不強，采煤機搖臂與牽引箱鉸接處的銷軸掉落時，工人沒有及時發現，而繼續操作采煤機工作，因此造成了牽引箱的聯接耳從根部開裂，采煤機損壞，整個工作面停產。因無牽引箱、搖臂配件，為了將因采煤機故障停產造成的損失降到最低，接到任務便針對使用條件及材料特點，制定出維修方案并編制嚴格的焊接工藝。

1 牽引箱問題分析

礦方提供的牽引箱資料相當有限，只有設備采購時廠家提供的一些簡單的裝配圖冊，沒有關鍵尺寸參數，而且從相關資料查閱不到牽引箱的材質。

牽引箱聯接耳斷裂處離箱體的幾個齒輪安裝位置比較近，而且是關鍵受力部位，斷裂面呈不規則形狀，為確保修復后的強度，將聯接耳從斷裂處割開，采取合理的焊接工藝，確保焊接強度和箱體不變形。

另外，因現有資料無法提供相關尺寸，必須安排質檢人員對牽引箱的齒輪安裝尺寸及聯接耳的尺寸進行測量并記錄，以確保修復后的尺寸精度。

2 牽引箱修復方案

2.1 確定材質

通過對牽引箱聯接耳進行測量可知，聯接耳的厚度為95mm，為了縮短維修時間，我們研究決定把原來的聯接耳重新焊接到殼體上。由于我們沒有焊接經驗，廠家售后人員說材質為ZG25，建議用422焊條焊接。因此，我們對牽引箱的材質進行了化驗，與ZG25的各種元素近似，決定采用廠家建議。

2.2 修復工序

2.2.1 清洗。將牽引部表面的灰塵污點油污煤塵銹斑清洗。

2.2.2 測繪。測量斷裂處損壞變形量及各孔的數據。

2.2.3 拆解、檢查。牽引部內部的傳動機構，清洗內部腔體，查看內部腔體損壞的程度。

2.2.4 打坡口。給斷裂的部位開破口，深度是斷裂處的厚度3/4.開破口的寬度是25mm～45mm.最寬不大于60mm.（內部是否有裂紋，根據實際情況再定）。

2.2.5 焊接。焊前加熱，兩面交替焊接，在時間間隔時進行清理焊渣后，在進行下一個焊接循環。開始焊接后就必須連續作業不能停。焊接后，緩慢降溫處理。各內孔焊接單邊留5 mm加工量。

2.2.6 探傷。進行探傷檢查，檢查是否有不合格的地方。

2.2.7 劃線。鉗工按圖紙尺寸檢查焊接情況。

2.2.8 加工。按圖紙尺寸加工各平面及內孔。

3 制定合適的焊接工藝

我們制定了焊接工藝并開始焊接，由于當時是冬天，溫度為零下10℃，如果直接焊接效果肯定不好，整體加熱怕影響箱體齒輪安裝尺寸。因此，采用局部加熱溫度方法進行焊接。當牽引箱焊接進行到第三遍時，焊縫焊接材料與母材開裂，焊接失敗。

我們通過對材質和工藝進行分析認為，由于天氣太冷，局部加熱散熱快，焊接效果不好，焊條強度也不高。因此，我們決定采用焊前牽引箱整體進爐加熱，為了防止殼體變形，溫度控制在180-

圖2 牽引箱焊接后

圖3 坡口示意圖

200℃，焊材采用強度高的506焊絲，重新制定了詳細的焊接工藝。

3.1 鉗工利用定位套定位，采用定位焊固定，耳板之間焊工藝拉筋。

3.2 碳弧氣刨修理坡口，刨出U型坡口，外口尺寸為70mm，內口尺寸為25 mm，刨出的坡口使用角磨機進行打磨修整。（見坡口示意圖）

3.3 坡口整修完畢后采用磁粉探傷，探傷無缺陷后進行預熱，如有缺陷補焊修復后重新探傷。

3.4 整體預熱溫度到150-180℃并保溫3小時。

3.5 預熱后立即進行焊接，連續焊接溫度不得低于150-180℃。內外兩側交替焊接，每道焊縫焊接結束進行錘擊釋放應力。

3.6 焊后緩慢加熱到180℃保溫2小時后，隨爐冷卻至常溫。坡口示意圖如圖3所示。

3.7 牽引箱修復效果

通過我們大家的努力，牽引箱聯接耳焊接完成后，上鏜床加工各平面及內孔達到圖紙要求。牽引箱下井并組裝，投入使用至今一切正常，不僅在短時間內為礦方解決了難題，也讓礦方減少了經濟損失。后來，焦煤有其他礦的采煤機搖臂和牽引箱有類似的損壞，我們都參照這個方案及工藝進行維修，確保礦方的正常生產，也極大地減少了零部件的采購。

[1]吳宗澤.機械零件設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2003.

[2]毋虎城.礦山運輸與提升設備[M].北京：煤炭工業出版社，2004.