495HR電鏟底架梁裂紋原因分析及焊修工藝

解惠盛

摘 要：本文針對495HR電鏟履帶架底架梁出現(xiàn)裂紋的原因進(jìn)行了分析，提出了防止裂紋出現(xiàn)的一些方法和一套底架梁焊修的工藝流程。

關(guān)鍵詞：495HR電鏟；行走系統(tǒng)；底架梁；焊修

1 背景介紹

495HR電鏟在高負(fù)荷的挖掘過程中，各部主要機(jī)構(gòu)承受著周期性的復(fù)雜的沖擊載荷。一般來說底架梁不會出現(xiàn)問題，事實(shí)上在行走檢修的過程中發(fā)現(xiàn)四臺495HR電鏟均出現(xiàn)不同程度的裂紋。提出了一套自己的檢修工藝流程。本文介紹了495HR電鏟可能導(dǎo)致底架梁出現(xiàn)裂紋的原因、工藝流程原理和過程，希望能給其他礦產(chǎn)挖掘機(jī)底架梁檢修提供一定的參考。

2 495HR電鏟行走裝置簡介和焊修工藝流程

495HR電鏟行走側(cè)機(jī)架，相當(dāng)于電鏟的兩條腿，主要是支撐電鏟整體機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)電鏟行走移動功能的組件。行走側(cè)機(jī)架分左右兩個。每個側(cè)機(jī)架都有20條3.5英寸的超級螺栓緊固到底盤上，如圖1：

通過對行走機(jī)構(gòu)的定期檢查、理論受力分析、整體結(jié)構(gòu)觀察及超級螺栓定期校驗(yàn)和生產(chǎn)現(xiàn)場維修經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，分析得出底架梁裂紋的主原因有幾方面：

2.1 側(cè)機(jī)架和底架連接整體機(jī)構(gòu)存在不足 由圖1可以看出，側(cè)機(jī)架是空格板狀拉筋結(jié)構(gòu)，且前后導(dǎo)向輪與驅(qū)動輪分別距螺栓緊固處距離較遠(yuǎn)，形成相對較長的力臂。當(dāng)設(shè)備扭動時，前后螺栓緊固處受到扭力最大，此時底架梁螺栓連接處受到扭力強(qiáng)度更大。根據(jù)觀察，電鏟底架梁裂紋多集中在前后兩側(cè)螺栓處，機(jī)構(gòu)本身的問題是主要誘因。

2.2 電鏟司機(jī)操作不當(dāng) 哈爾烏素露天煤礦的495HR電鏟經(jīng)常大角度扭鏟，在不平整地表強(qiáng)行扭鏟，甚至借助斜坡和電鏟自重進(jìn)行滑動扭鏟，等等這些不規(guī)范扭鏟操作給電鏟帶來極大損害。當(dāng)?shù)准芩艿脚ちΥ笥诘准艿臋C(jī)械強(qiáng)度時，底架就會發(fā)生變形乃至出現(xiàn)裂紋。

2.3 地表不平整 采掘面地表過硬，很多地方巖石大塊過多過大，而電鏟司機(jī)經(jīng)常存在因走鏟造成電鏟三條腿支撐的狀況，這對本身就承受著強(qiáng)大載荷的40條超級螺栓來說更是雪上加霜，個別螺栓處承受載荷更是數(shù)倍、數(shù)十倍于平時所受。此時螺栓的著力點(diǎn)是底架，通過杠桿原理我們知道底架梁連接處此時受力最大，造成了該處裂紋的大規(guī)模出現(xiàn)。

綜合多年維修經(jīng)驗(yàn)，提出是否將一側(cè)底盤用千斤頂支撐起來，將履帶架拆除，進(jìn)而將底架梁焊修。電鏟整體凈重1350噸左右，一側(cè)受力在700噸以下，根據(jù)現(xiàn)有條件，可以使用四臺300噸千斤頂將底盤支撐起來?，F(xiàn)場狀況和理論力學(xué)，得出四臺千斤頂?shù)闹挝恢?，如圖2：

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(jiān)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(jī)及平路機(jī)將工作場地平整出來；②與電鏟司機(jī)配合，把設(shè)備停放到維修場地；③用吊車把履帶吊松，將聯(lián)接銷子拆下；④緩慢地動行走機(jī)構(gòu)，把履帶鏈拆除；⑤用吊車將電纜滾筒吊起并取出聯(lián)接銷子；（注：電纜滾筒要放到待維修的履帶一側(cè)。）⑥把電鏟旋轉(zhuǎn)到要維修的一側(cè)，留出吊點(diǎn)的位置，并用推壓機(jī)構(gòu)將大臂支撐起來；⑦準(zhǔn)備好的鋼板焊上固定底座，把千斤頂放好，并用推土機(jī)拉到指定位置，對底盤進(jìn)行支撐；（注：要求支重輪和履帶的間隙是100mm。）⑧拆除相關(guān)聯(lián)的輔助元件，其中包括油管、風(fēng)管、電機(jī)線、風(fēng)機(jī)、測速電機(jī)；⑨用吊車把側(cè)機(jī)架吊住，防止拆超級螺絲時側(cè)機(jī)架向外側(cè)倒塌，這樣拆除螺絲比較方便；（注：拆除超級螺絲時，每個小螺絲1/5圈的循環(huán)松動，防止松動過大而無法拆除超級螺絲大帽。）⑩與吊車配合，將底盤和側(cè)機(jī)架分離，并對側(cè)機(jī)架進(jìn)行支護(hù)，焊工對需要焊接的位置進(jìn)行焊接（按焊接工藝要求進(jìn)行焊接），組裝側(cè)機(jī)架的工序和拆除的工序相反；11緊固超級螺絲時，要注意以下幾點(diǎn)：a使用一個小號的力矩扳手，將力矩調(diào)整到最終力矩的10%（約23英尺·磅）進(jìn)行緊固；b調(diào)整力矩到50%再進(jìn)行緊固（約117英尺·磅）；c調(diào)整力矩到75%緊固（約175英尺·磅）；d調(diào)整力矩到110%緊固（約256英尺·磅）；e最終調(diào)整到233英尺·磅進(jìn)行緊固；12支撐底盤。a保證每個千斤頂受力均勻，防止電鏟底盤受力不均而傾斜；b支撐起底盤后，要用同高度的支座進(jìn)行支撐，防止千斤頂泄壓電鏟傾斜；13維護(hù)和保養(yǎng)要求：底架與履帶裝置連接時，要求上部接觸面、側(cè)部接觸面用塞尺檢測，不允許有縫隙，因?yàn)檫@些面是用于定位的，工作時要承受相當(dāng)大的載荷。底架與履帶架的連接螺栓必須達(dá)到規(guī)定的預(yù)緊力矩，需逐個檢查，確保螺栓全部達(dá)到力矩要求，對于超級螺栓，檢測每個小螺母擰緊力矩，這樣能保證底盤穩(wěn)定可靠。

3 使用效果和經(jīng)濟(jì)效益

傳統(tǒng)底架梁檢修工藝要耗費(fèi)大量人力和設(shè)備拆卸安裝上車部分，拆除下車部分步驟繁多，檢修工期長，保守估計(jì)檢修期一個月；按照新工藝檢修四臺495HR電鏟所需人力和設(shè)備少，平均十天左右。僅四臺495HR電鏟因采取新工藝節(jié)省時間能夠剝離的巖石量一年多達(dá)2112000立方米。哈爾烏素露天煤礦年任務(wù)剝離量是13213萬立方米，僅實(shí)施該項(xiàng)新工藝相當(dāng)于完成1.6個百分點(diǎn)，新檢修工藝所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價值可見一斑。建議將這項(xiàng)工藝流程向其他電鏟推廣使用。