SF31904型自卸車前氮缸離縫治理

劉秋軍，馮俊青

（內蒙古霍林河礦山機電檢修公司，內蒙古霍林郭勒 029200）

0 引言

內蒙古霍林河露天煤礦是全國5大露天煤礦之一，南露天礦現在年生產量1800萬t，有礦用自卸車103臺，其中SF31904型自卸車63臺，TR100自卸車25臺，BELAZ75306型自卸車15臺。SF31904型自卸車是從2002年開始陸續投入使用，該車型是由湘電重型裝備股份有限公司生產制造，是礦里的主要運輸設備，載重量為108 t，年生產能力80萬m3/臺。

前氮缸離縫是指由于前氮缸固定螺栓松動或斷裂后，前氮缸與車架立板配合面之間出現縫隙。2013年礦里使用的SF31904型自卸車經常出現前氮缸離縫故障，該故障的頻繁發生，不僅降低了設備的出動率，減少了車架的使用壽命，還牽涉到鉗工、焊工、機械手和叉車多工種維修作業，增加了員工的勞動量和維護設備的成本。

1 存在問題

前氮缸離縫造成的危害主要有掛板軸和通軸開裂、車架立板開裂或變形、固定螺栓孔橢圓變形或孔外邊緣出現凸起、氮缸平鍵鍵槽變形、聯桿開裂，這些危害如果不及時處理，前氮缸離縫故障也會周而復始出現。最嚴重的故障發生在2014年，電35左前氮缸立板與車架焊縫開裂，造成車輛左前輪、左前氮缸從車架瞬間脫離，發生較嚴重的結構件斷裂事故。因此尋找解決前氮缸離縫故障的方法勢在必行。

2 原因分析及治理措施

針對此問題，車間相繼開展了很多試驗性的工作，2013年9月與湘電集團技術人員交流后，結合設備前氮缸安裝存在的缺陷，認為造成前氮缸離縫的原因有，①前氮缸螺栓經常斷裂，更換不及時，導致其他螺栓承受的載荷過大，從而加劇了疲勞斷裂的速度，形成惡性循環；②螺栓緊固的力矩不均勻、甚至力矩大小達不到規定值，致使螺栓承受的載荷大小不一致，存在壽命長短不一的情況，力矩達不到規定值，容易使螺栓退扣或受沖擊斷裂。原來所有螺栓均采用預置式扭矩扳手由人工進行緊固，整個過程費時費力，員工存在抵觸情緒，經過與湘電集團技術人員溝通，購置了1臺液壓扭矩扳手，解決了螺栓緊固的難題，方便了設備檢修；③部分設備氮缸平鍵丟失、鍵槽變形，平鍵不起作用，使得前氮缸螺栓承受的縱向剪切力增加，提前斷裂；④前氮缸最下方2個M39的螺栓缺失或斷裂，連接失效，造成前氮缸掛板、掛板軸以及通軸受力較大，導致結構件開裂；⑤操作不規范和坑下作業路面質量較差，致使前氮缸處受到較大沖擊，使前氮缸螺栓斷裂或結構件出現裂紋。為此制定了治理方案。

（1）檢查前氮缸和車架安裝表面。用直尺檢驗前氮缸和車架配合面的平整度，要求安裝表面應平整沒有凸起，否則需要用砂輪磨平。如果孔或車架上立板變形則需要更換立板，該立板用Q235鋼板制作，并進行熱處理，鍵槽由15 mm深，加到20 mm，保證氮缸平鍵可以承受足夠的剪切力，減少螺栓垂直方向受力。

（2）清洗前氮缸和車架立板安裝表面，以及鍵和鍵槽，待干燥后再裝配，測量前氮缸和車架立板的平面度，打磨突出部分，保證2個配合面貼合較好（圖1）。對于前氮缸上鍵槽變形部分，采取加深鍵槽的方法進行維修，保證鍵槽與平鍵配合面接觸良好。

（3）將鍵裝入前氮缸的鍵槽內，并用穩銷固定。氮缸平鍵必須經過熱處理，保證強度。

（4）待前氮缸加完液壓油后，用叉車將前氮缸叉起，將其移至車架的安裝表面位置，使氮缸上的鍵對準車架安裝面上的鍵槽，然后慢慢將氮缸推進去（圖2）。

圖1 前氮缸安裝表面

圖2 各部位名稱

（5）按要求裝上螺栓墊圈、螺母（圖3）。

（6）用購進的液壓板手將圖4中所有螺栓分3次擰緊到力矩為第一次，將螺栓擰緊到約700 N·m。擰緊順序先擰l和12，擰2和11，擰 5 和 8，擰 6 和7，擰 3和 lO，擰 4 和9。第二次，將螺栓擰緊到約1500 N·m，擰緊順序與第一次相同，第三次將螺栓擰緊到，擰緊順序與第一次相同，其中螺栓11和螺栓12的擰緊力矩為，最后，將所有螺栓校擰一遍，確保螺栓預緊力達到規定要求。需注意，①螺栓擰緊前要涂螺栓鎖固密封膠2711；②擰緊時，擰緊速度4 r/min，不得用手錘錳力敲打；③M33螺栓擰緊后，要保證螺紋至少露出螺母2扣以上。

（7）把氮缸聯桿的孔、氮缸掛板軸和車架上的通軸、偏心套涂上適量潤滑脂，將氮缸聯桿裝入銷子，偏心套安裝到氮缸掛板軸上，用紫銅棒輕輕地敲打偏心套以確保接觸良好，安裝擋圈、螺栓和防松墊圈到聯桿的車架端上，此時暫不擰緊螺栓。

圖3 前氮缸安裝

（8）轉動偏心套拉緊聯桿直至扭矩值達到 1400 N·m，轉動偏心套的方向應能使連桿產生拉伸載荷的方向，再將偏心套堆焊兩點于聯桿上。

（9）將擋圈、彈簧墊圈和螺栓裝到氮缸安裝位置，并擰緊4個螺栓。

圖4 車架前氮缸安裝表面螺栓擰緊順序

部分設備在處理前氮缸離縫故障時，可能需要更換前氮缸立板、掛板軸和通軸，為了提高焊接的質量，保證裝配精度。在將車上氮缸立板去掉之前，先進行定位，便于新的立板準確定位焊接，保證原始安裝尺寸。焊接過程中嚴格按照焊接工藝進行，保證焊接質量。冬季焊接，由于車間溫度較低，可采用加熱簾進行焊前預熱和焊后保溫，防止焊縫出現焊后裂紋。

3 結果分析

利用以上方案，從2013年9月，開始逐臺進行治理，目前已經收到良好效果。2013年前半年與2014年前半年前氮缸離縫故障對比，見表1。

表1 前氮缸離縫故障同期比較

從表1得知，2014年前半年與2013年同期比較故障次數明顯下降，故障處理時間減少2003.19 h，每年的直接經濟效益可達52.44萬元人民幣。此處還不包括材料費、維修工時費及停機后造成產量損失等。目前車間內已全面執行包機制的管理方法，將設備包機到人，對前氮缸離縫故障的治理也由被動轉為主動，日常工作中加強了對設備的點檢，發現氮缸固定螺栓松動或缺失及時進行處理，避免故障擴大。同時加大了設備作業區路面的維修力度，規范設備司機的操作過程，減少設備顛簸造成的前氮缸離縫故障等。