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電鏟中心軸出現裂紋的原因進行了分析，提出了防止裂紋出現的一些方法和一套中心軸焊修的工藝流程。

關鍵詞：395B電鏟;回轉系統;中心軸;焊修

一、背景介紹

由BUCYRUS公司生產的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問題，事實上，我們在回轉檢修的過程中發現395B電鏟出現環狀的裂紋。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裂紋的原因、工藝流程的原理和過程，希望能給其他礦產挖掘機底架梁檢修提供一定的參考。

二、395B電鏟回轉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平臺、配重、A型架、提升機構裝置、回轉機構裝置、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、驅動輪、導向輪、支重輪與傳動裝置、回轉支撐部分等。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電鏟上車部分旋轉功能的組件。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現場維修經驗的總結，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。

發現裂紋以后，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。根據我們的現有條件，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。我們綜合現場狀況和理論力學，得出了千斤頂的支撐位置。

根據多年來電鏟檢修經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，要注意以下幾點：①將焊接區域分成四部分，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，轉到下個對角焊位置，如此循環焊接;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定的數值，這是保證傳動穩定的基本要求。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定可靠、側機架的不變形。

三、使用效果和經濟效益

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。