930E卡车厢斗举升缸底座结构设计及改进措施
2020-05-28王艳利神华准能哈尔乌素设备维修中心
王艳利 神华准能哈尔乌素设备维修中心
一、项目研究的主要内容
结合930E卡车厢斗举升缸底座使用的特点，重新设计举升缸底座与底板的接触面积，有效提高举升缸底座的承重力，从根本上解决了厢斗举升过程角度转变而发生的举升力作用在举升缸底座外，而且改造后的举升缸底座会更好的提高横向U型梁处的支撑能力，从而降低了930E卡车运行及维修成本，提高了设备出动率。
二、解决关键技术问题及创新点
930E卡车是准能公司黑岱沟露天煤矿和哈尔乌素露天煤矿的主要运输设备。该车已在矿内运行多年，随着生产任务逐年增长，运行时间的增加，设备开始老化，尤其卡车厢斗最为严重，因厢斗是直接与物料接触的总成件，承担着承载运输和举升卸载的任务。在工作期间，将受到物料砸落的冲击（对厢斗底板耐磨板冲击变形），举升卸货时举升缸对厢斗处的底座的举升力（举升缸底座处开裂），卸货时货物对厢斗的摩擦力（对厢斗内磨损）。在对930E卡车厢斗大修中发现，厢斗举升缸底座开裂问题，在多次改进维修得不到有效的解决，导致因为厢斗举升缸底座开裂问题促使卡车停机待修，严重影响卡车出动率。根据举升缸的问题，通过与特雷克斯公司的MT5500卡车厢斗对比研究，发现其设计存在缺陷，举升缸座达不到举升厢斗举升力的要求，从而导致举升缸座经常开裂。根据这种情况，制定了对930E卡车厢斗举升缸座整体设计改造。
三、原930E卡车厢斗举升缸底座使用情况
930E卡车厢斗举升缸底座安装在厢斗背部两根横向U型梁的中间，前后与两根横向U型梁侧面贴附焊接，底部与厢斗底板焊接，在厢斗卸货举升时，因为厢斗举升缸的举升力是垂直向上的，在厢斗举升翻转过程中，举升缸作用在举升缸底座的举升力将随着厢斗向后翻转而发生改变，从最初的举升力垂直作用在举升缸底座，随着厢斗向后翻转的角度变化，举升缸的举升力将受力于举升缸底座与前横向U型梁处，厢斗底部横向U型梁是为8mm厚钢板，无法达到举升力的要求，在对横向U型梁进行改进后，将原有的横向U型梁厚度增加到20mm厚，在使用中发现还是无法避免开裂。故将举升缸座整体设计改造，使举升力避免作用在横向U型梁上，解决了举升缸底座开裂的问题。
四、930E卡车厢斗举升缸底座设计实施方案
为了彻底解决930E卡车厢斗举升缸底座开裂的问题，我们对举升缸底座进行设计改进，将原举升缸底座加到U型梁上，使之前贴附在横向U型梁的形式变成穿过横向U型梁，避免横向U型梁受力，举升缸底座穿过横向U型梁的部位要大于横向U型梁的外边20mm，以便后期与横向U型梁的焊接能达到力学性能，并且加大了举升缸底座与底板的接触面积，有效提高举升缸底座的承重力，从根本上解决了厢斗举升过程角度转变而发生的举升力作用在举升缸底座外，而且改造后的举升缸底座会更好的提高横向U型梁处的支撑能力，从而达到了一举双得的效果。
改进后的标准配件
五、更换与焊接新举升缸底座
更换新举升缸底座，需要对原有举升缸底座进行定位，在利用氧乙炔切割将原举升缸座和两侧贴附的横向U型梁切割掉，为了保证厢斗底板不被气割伤到，气割时留有余量，剩余的余量用碳弧气刨进行清除，以保证厢斗底板的平整度，安装新举升缸底座并调整尺寸，调整好后进行定位焊接，并有序进行底座焊接，以避免焊接变形，焊接完成后将横向U型梁缺少部分完善并焊接。
1.对原举升缸底座测量，确定举升缸与厢斗大梁的距离并做好记录，举升缸底座销孔中心点使用直角尺做厢斗底板平面的垂直点，并用样冲打点，并测量销孔距底板的距离。
2.使用氧乙炔切割将举升缸底座和横向U型梁进行切割去除，切割要在原有焊缝上侧，不能过于切割过低，留有余量，避免将厢斗底板切割损伤，横向U型梁切割取至距大梁一米处，方便后续焊接举升缸底座。
3.切割完成后，使用碳弧气刨对气割剩余余量部分进行气刨削平处理，保证厢斗底板的平整性，方便新举升缸底座安装。
4.安装新举升缸底座，将底座放置于削平处理的厢斗底板上，利用旧举升缸底座销孔中心垂直在厢斗底板的样冲点，将新举升缸底座销孔中心垂直底板的垂直线对正样冲点，在将举升缸底座距大梁的距离校正，最后测量校正底板至销孔中心的距离，新举升缸座与旧举升缸座尺寸无偏差将进行固定焊，固定焊是在举升缸底座两侧四点进行焊接固定，固定点为100mm两层三道，避免发生开裂变形。
5.焊接作业为两侧对称焊接，以免发生单侧焊接应力大出现的举升缸底座变形现象，焊接过程中需要将举升缸销子穿入孔内，在焊接过程中要通过转动销子确定焊接是否出现变形，造成销子卡死等现象。焊接前使用丙烷加热装置对举升缸底座及厢斗底板进行加热，加热温度为100摄氏度以上，焊接为多层多道焊接，焊接为三层六道，每层焊接完后，要用针束式风铲对焊道进行消应力处理，焊接完成用丙烷加热装置加热，并对其进行保温缓冷处理。
6.最后将横向U型梁进行安装并焊接，横向U型梁对接处要用20mm厚高强度板做加强筋板，以保证横向U型梁对接强度。
六、焊接工艺
焊接举升缸底座需要从两侧同时焊接，以确保焊接应力抵消，避免发生变形，导致销孔不同心销子安装不上。举升缸底座为高强度钢板，焊前需要预热，预热温度100摄氏度以上，层间温度控制在260度以内，焊缝为角焊缝，要严格把握焊接质量，角焊缝要达到焊接标准，焊后用焊缝检验尺进行检验。
焊接方法：CO2气体保护焊焊接，角焊缝，采用多层多道焊接方法。
焊材：LW-81Ni1
焊接设备及焊接参数：使用Miller Dimension.TM.812焊机及配套移动送丝机，用纯度高于99.95%的CO2气体为焊接保护，相关技术参数见表1。
表1 焊接参数
七、设计改造后的效果和经济效益
本次在930E卡车厢斗举升缸底座设计改造中，厢斗上车至今，已运行将近5000小时，在卡车例行保养时，针对厢斗进行查看，未发现有开裂现象，运行状况良好，说明举升缸底座改造圆满成功，为今后930E卡车厢斗大修提供了真实有力的经验及解决问题的原因，降低了卡车维修成本、提高了设备的出动率。
