解惠盛

摘 要：本文針對(duì)495HR電鏟開斗系統(tǒng)故障頻發(fā)的原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過將開斗系統(tǒng)進(jìn)行改造，解決了誘發(fā)故障的一個(gè)重要成因，并為其他495HR電鏟排除開斗系統(tǒng)故障提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：495HR電鏟；開斗系統(tǒng)；三角鐵

1 背景介紹

由BUCYRUS公司生產(chǎn)的495HR電鏟是哈爾烏素露天煤礦進(jìn)行巖土剝離及煤炭開采的主要采掘設(shè)備，單鏟容量是60.4m3。鏟斗是495HR電鏟的重要組成部分，在設(shè)備運(yùn)行過程中斗門承受著

較大物料沖擊力及摩擦力的作用，因此開斗系統(tǒng)各部故障較為頻繁。

495HR電鏟的開斗系統(tǒng)三角鐵設(shè)計(jì)上是用來固定和調(diào)整開斗鋼絲繩的。斗門在開啟和關(guān)閉的過程中，設(shè)計(jì)本身的問題和司機(jī)的操作不當(dāng)導(dǎo)致開斗三角鐵磕碰大臂緩沖和巖石時(shí)使三角鐵變形、掉落。重新安裝三角鐵需要耗費(fèi)大量成本和人員、設(shè)備。為了方便檢修，提高設(shè)備出動(dòng)率，節(jié)省生產(chǎn)成本，檢修人員通過分析設(shè)備工作原理、故障成因，將開斗系統(tǒng)加以改造。

2 開斗系統(tǒng)故障原因分析及解決辦法

495HR電鏟開斗系統(tǒng)是整個(gè)設(shè)備上最為活躍的一部分，挖貨和卸貨過程需要斗門頻繁開啟、閉合。圖1所示為當(dāng)拉板長(zhǎng)度正常時(shí)，鏟斗與大臂緩沖的位置關(guān)系。

在回拉鏟斗的時(shí)候鏟斗和大臂是平行的，而三角鐵是正對(duì)大臂緩沖的，司機(jī)操作稍有不當(dāng)就會(huì)磕碰三角鐵。只有改變鏟斗和大臂的角度才能使三角鐵和大臂緩沖的位置錯(cuò)開。我們發(fā)現(xiàn)改變拉板的長(zhǎng)度是可以改變鏟桿與鏟斗的角度，角度發(fā)生了改變，在回拉鏟斗時(shí)，大臂緩沖與開斗三角鐵的位置就發(fā)生了改變，不再是平行的關(guān)系。

我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)問題：a 495HR電鏟在設(shè)計(jì)的時(shí)候，角度是經(jīng)過反復(fù)測(cè)量最優(yōu)化的，是最有利于挖掘的，改造需要與設(shè)計(jì)公司申請(qǐng)，審批的時(shí)間比較長(zhǎng)，司機(jī)在操作上也需要很長(zhǎng)時(shí)間的適應(yīng)；b改造成本過高，設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間停下試運(yùn)行，維修人員長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量和計(jì)算最合理的角度，再不斷的下料、制作拉板、更換等繁瑣工序。綜上兩點(diǎn)原因，該改造方案不可取。

有一點(diǎn)需要說明的是，鏟斗的推出與回拉是靠?jī)筛摻z繩來實(shí)現(xiàn)的，因此左右有一定角度的旋轉(zhuǎn)角度。人們會(huì)認(rèn)為鏟斗前面的兩根提升鋼絲繩對(duì)鏟斗的作用力會(huì)使其不旋轉(zhuǎn)。事實(shí)上，在挖貨的過程中，提升鋼絲繩是受力的，它和鏟桿的相互作用力可以控制其不旋轉(zhuǎn)；但在回勺時(shí)，提升鋼絲繩和鏟桿沒有相互作用力。

綜合理論分析和現(xiàn)場(chǎng)維修經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為將三角鐵重新改造從成本控制和實(shí)施難度上較為合理，因此提出了開斗三角鐵的改造方案。

2.1 改變?nèi)氰F的形狀和尺寸。以上分析看出，當(dāng)鏟桿發(fā)生左右旋轉(zhuǎn)時(shí)開斗三角鐵還是會(huì)磕碰到大臂緩沖的，所以這個(gè)辦法雖然能起到一定效果，但不能從根本上降低或杜絕故障的發(fā)生。因此僅僅改變形狀和尺寸是不夠。

2.2 改變開斗三角鐵的位置。難點(diǎn)是將三角鐵置于何處才能使得無論司機(jī)怎么操作都無法磕碰到三角鐵。通過現(xiàn)場(chǎng)觀察，我們發(fā)現(xiàn)鏟斗斗門上有一對(duì)對(duì)稱的彎刀，它到斗門平面是有一定的距離。相對(duì)大臂和鏟斗來說這個(gè)位置是一個(gè)死角，無論鏟桿怎么旋轉(zhuǎn)都不會(huì)磕碰到。因此我們將改造開斗三角鐵的位置就選在這個(gè)死角。

開啟斗門的力是固定不變的，開底繩的作用力通過動(dòng)滑輪作用給開底橫梁，動(dòng)滑輪兩側(cè)受力是等同的，相對(duì)打開斗門的力是減半的，設(shè)計(jì)本身來說會(huì)延長(zhǎng)開底繩的使用壽命，因此動(dòng)滑輪這個(gè)環(huán)節(jié)雖然故障也較為頻繁，我們?cè)跊]有更好的解決方法之前仍然要保留該設(shè)計(jì)。

通過反復(fù)試驗(yàn)，最終我們選取10T的‘U型環(huán)加以改造替代三角鐵。改造后底座越小越好，方便維護(hù)降低成本。設(shè)計(jì)上要求底座能長(zhǎng)時(shí)間使用而不損壞。而‘U形環(huán)的作用是在固定開斗鋼絲繩時(shí)不會(huì)有剪切鋼絲繩的現(xiàn)象，為了能保證焊接的質(zhì)量，對(duì)40mm和30mm的鋼板及斗門固定位置進(jìn)行了打磨處理。將‘U型環(huán)焊接在死角上時(shí)在正常標(biāo)準(zhǔn)150mm足夠的情況下我們加長(zhǎng)了30mm。

3 使用效果和經(jīng)濟(jì)效益

開斗系統(tǒng)改造前，保守統(tǒng)計(jì)，平均每年更換三角鐵耗費(fèi)的成本達(dá)43。2萬元，平均每年更換三角鐵所花費(fèi)的檢修時(shí)間達(dá)576個(gè)小時(shí)。更換三角鐵不僅耗費(fèi)價(jià)值不菲的生產(chǎn)成本，還占用大量的檢修時(shí)間，非常影響設(shè)備出動(dòng)率。更換三角鐵還需要1臺(tái)吊車設(shè)備、至少1名焊工檢修人員。

開斗系統(tǒng)改造完成以后，效果極為顯著，首先是替代三角鐵的‘U型環(huán)不再像過去那樣頻繁損壞，平均一年更換‘U型環(huán)耗費(fèi)成本3200元，更換‘U型環(huán)花費(fèi)的檢修時(shí)間僅為8小時(shí)。

開斗系統(tǒng)改造后，原類似故障基本不再發(fā)生。我們并沒有看到因改造產(chǎn)生的開斗系統(tǒng)其它故障。改造提高了設(shè)備出動(dòng)率。在一臺(tái)495HR電鏟上改造完成，看到效果后，已在其它三臺(tái)495HR電鏟推廣。僅四臺(tái)495HR電鏟因改造開斗系統(tǒng)節(jié)省下的時(shí)間能夠剝離的巖石達(dá)93.7萬立方米。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)改造就相當(dāng)于完成了0.7個(gè)百分點(diǎn)，新檢修工藝所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值可見一般。

希望這項(xiàng)改造能夠推廣到其它露天礦的495HR電鏟，為解決495HR電鏟開斗系統(tǒng)故障起到一定的指導(dǎo)作用。