SF31904型自卸车前氮缸离缝治理

刘秋军，冯俊青

（内蒙古霍林河矿山机电检修公司，内蒙古霍林郭勒 029200）

0 引言

内蒙古霍林河露天煤矿是全国5大露天煤矿之一，南露天矿现在年生产量1800万t，有矿用自卸车103台，其中SF31904型自卸车63台，TR100自卸车25台，BELAZ75306型自卸车15台。SF31904型自卸车是从2002年开始陆续投入使用，该车型是由湘电重型装备股份有限公司生产制造，是矿里的主要运输设备，载重量为108 t，年生产能力80万m3/台。

前氮缸离缝是指由于前氮缸固定螺栓松动或断裂后，前氮缸与车架立板配合面之间出现缝隙。2013年矿里使用的SF31904型自卸车经常出现前氮缸离缝故障，该故障的频繁发生，不仅降低了设备的出动率，减少了车架的使用寿命，还牵涉到钳工、焊工、机械手和叉车多工种维修作业，增加了员工的劳动量和维护设备的成本。

1 存在问题

前氮缸离缝造成的危害主要有挂板轴和通轴开裂、车架立板开裂或变形、固定螺栓孔椭圆变形或孔外边缘出现凸起、氮缸平键键槽变形、联杆开裂，这些危害如果不及时处理，前氮缸离缝故障也会周而复始出现。最严重的故障发生在2014年，电35左前氮缸立板与车架焊缝开裂，造成车辆左前轮、左前氮缸从车架瞬间脱离，发生较严重的结构件断裂事故。因此寻找解决前氮缸离缝故障的方法势在必行。

2 原因分析及治理措施

针对此问题，车间相继开展了很多试验性的工作，2013年9月与湘电集团技术人员交流后，结合设备前氮缸安装存在的缺陷，认为造成前氮缸离缝的原因有，①前氮缸螺栓经常断裂，更换不及时，导致其他螺栓承受的载荷过大，从而加剧了疲劳断裂的速度，形成恶性循环；②螺栓紧固的力矩不均匀、甚至力矩大小达不到规定值，致使螺栓承受的载荷大小不一致，存在寿命长短不一的情况，力矩达不到规定值，容易使螺栓退扣或受冲击断裂。原来所有螺栓均采用预置式扭矩扳手由人工进行紧固，整个过程费时费力，员工存在抵触情绪，经过与湘电集团技术人员沟通，购置了1台液压扭矩扳手，解决了螺栓紧固的难题，方便了设备检修；③部分设备氮缸平键丢失、键槽变形，平键不起作用，使得前氮缸螺栓承受的纵向剪切力增加，提前断裂；④前氮缸最下方2个M39的螺栓缺失或断裂，连接失效，造成前氮缸挂板、挂板轴以及通轴受力较大，导致结构件开裂；⑤操作不规范和坑下作业路面质量较差，致使前氮缸处受到较大冲击，使前氮缸螺栓断裂或结构件出现裂纹。为此制定了治理方案。

（1）检查前氮缸和车架安装表面。用直尺检验前氮缸和车架配合面的平整度，要求安装表面应平整没有凸起，否则需要用砂轮磨平。如果孔或车架上立板变形则需要更换立板，该立板用Q235钢板制作，并进行热处理，键槽由15 mm深，加到20 mm，保证氮缸平键可以承受足够的剪切力，减少螺栓垂直方向受力。

（2）清洗前氮缸和车架立板安装表面，以及键和键槽，待干燥后再装配，测量前氮缸和车架立板的平面度，打磨突出部分，保证2个配合面贴合较好（图1）。对于前氮缸上键槽变形部分，采取加深键槽的方法进行维修，保证键槽与平键配合面接触良好。

（3）将键装入前氮缸的键槽内，并用稳销固定。氮缸平键必须经过热处理，保证强度。

（4）待前氮缸加完液压油后，用叉车将前氮缸叉起，将其移至车架的安装表面位置，使氮缸上的键对准车架安装面上的键槽，然后慢慢将氮缸推进去（图2）。

图1 前氮缸安装表面

图2 各部位名称

（5）按要求装上螺栓垫圈、螺母（图3）。

（6）用购进的液压板手将图4中所有螺栓分3次拧紧到力矩为第一次，将螺栓拧紧到约700 N·m。拧紧顺序先拧l和12，拧2和11，拧 5 和 8，拧 6 和7，拧 3和 lO，拧 4 和9。第二次，将螺栓拧紧到约1500 N·m，拧紧顺序与第一次相同，第三次将螺栓拧紧到，拧紧顺序与第一次相同，其中螺栓11和螺栓12的拧紧力矩为，最后，将所有螺栓校拧一遍，确保螺栓预紧力达到规定要求。需注意，①螺栓拧紧前要涂螺栓锁固密封胶2711；②拧紧时，拧紧速度4 r/min，不得用手锤锰力敲打；③M33螺栓拧紧后，要保证螺纹至少露出螺母2扣以上。

（7）把氮缸联杆的孔、氮缸挂板轴和车架上的通轴、偏心套涂上适量润滑脂，将氮缸联杆装入销子，偏心套安装到氮缸挂板轴上，用紫铜棒轻轻地敲打偏心套以确保接触良好，安装挡圈、螺栓和防松垫圈到联杆的车架端上，此时暂不拧紧螺栓。

图3 前氮缸安装

（8）转动偏心套拉紧联杆直至扭矩值达到 1400 N·m，转动偏心套的方向应能使连杆产生拉伸载荷的方向，再将偏心套堆焊两点于联杆上。

（9）将挡圈、弹簧垫圈和螺栓装到氮缸安装位置，并拧紧4个螺栓。

图4 车架前氮缸安装表面螺栓拧紧顺序

部分设备在处理前氮缸离缝故障时，可能需要更换前氮缸立板、挂板轴和通轴，为了提高焊接的质量，保证装配精度。在将车上氮缸立板去掉之前，先进行定位，便于新的立板准确定位焊接，保证原始安装尺寸。焊接过程中严格按照焊接工艺进行，保证焊接质量。冬季焊接，由于车间温度较低，可采用加热帘进行焊前预热和焊后保温，防止焊缝出现焊后裂纹。

3 结果分析

利用以上方案，从2013年9月，开始逐台进行治理，目前已经收到良好效果。2013年前半年与2014年前半年前氮缸离缝故障对比，见表1。

表1 前氮缸离缝故障同期比较

从表1得知，2014年前半年与2013年同期比较故障次数明显下降，故障处理时间减少2003.19 h，每年的直接经济效益可达52.44万元人民币。此处还不包括材料费、维修工时费及停机后造成产量损失等。目前车间内已全面执行包机制的管理方法，将设备包机到人，对前氮缸离缝故障的治理也由被动转为主动，日常工作中加强了对设备的点检，发现氮缸固定螺栓松动或缺失及时进行处理，避免故障扩大。同时加大了设备作业区路面的维修力度，规范设备司机的操作过程，减少设备颠簸造成的前氮缸离缝故障等。