王永平
(國家能源集團神東煤炭集團洗選中心機械維修中心, 陜西 榆林 719315)
近年來,隨著神東洗選中心選煤系統(tǒng)的逐步擴大,煤炭產(chǎn)量逐年增加,設(shè)備普遍具有負荷重、運行時間長、老化嚴(yán)重等問題,這些因素導(dǎo)致設(shè)備故障率逐年攀升,設(shè)備維修量大幅增加,如何實現(xiàn)安全、快速、高效維修是企業(yè)急需解決的問題。
神東洗選中心作為神東煤洗選及加工生產(chǎn)的主要單位,擁有主要生產(chǎn)設(shè)備2 798臺(套)。按歷年檢修量統(tǒng)計,神東洗選中心每年需完成設(shè)備項修、大修近千項,其中有300多項需返廠解體大修,而這些返廠維修的設(shè)備以軸類設(shè)備居多,主要有減速器、偶合器、振動篩激振器、刮板機頭尾輪和離心泵軸承組件等,且這一數(shù)值將隨著設(shè)備的老化進一步增加。
洗選中心每年激振器維修量將近130余臺,約占返廠維修設(shè)備總量的43%,故本文以振動篩激振器維修為切入點,分析選煤設(shè)備維修的工藝工序及存在的問題(激振器維修工序如表1所示)。
依據(jù)維修實際和經(jīng)驗總結(jié),選煤設(shè)備解體維修的難點和耗時點主要集中在設(shè)備拆卸和組裝工序階段,拆卸時要保證原有零部件完好無損,裝配時要確保工藝工序符合要求,安裝精度符合設(shè)備使用規(guī)范并控制在合理范圍內(nèi)。以振動篩激振器維修為例,因激振器型號、尺寸不同,其拆卸和裝配方法略有不同。其中,聯(lián)軸器、偏心塊主要采用自行加工的拉瑪或絲杠配合液壓千斤頂進行拆卸,而拆卸的難點在于退卸軸和軸承階段。之前,洗選中心主要采用200 t臥式壓力機、1 600 kN立式壓力機以及自主加工的各類簡易工裝完成設(shè)備的輔助拆裝,并沒有專門的拆裝設(shè)備,故存在如下問題:
表1 激振器拆裝工序流程卡
1)吊運翻轉(zhuǎn)頻繁。在拆裝激振器過程中,要多次使用天車進行吊運翻轉(zhuǎn),特別是在退卸軸、軸承(表1中工序5)時,因激振器型號各異,箱體至少要立著翻轉(zhuǎn)3次方能完成拆卸。如下頁圖1中所示的DF501S激振器需要翻轉(zhuǎn)3次,才能將軸和軸承完全退下。
2)找正困難,安全隱患多。因激振器中激振箱的形狀不規(guī)則,基礎(chǔ)座側(cè)尺寸較另一側(cè)大,頂壓時需加墊鐵將箱體墊平,才能保證千斤頂與軸的同軸度,但實際操作過程中往往缺乏合適尺寸的墊鐵塊,故頂壓時存在支點找正困難的問題。液壓油缸施壓后,墊塊如發(fā)生滑落或變形,很容易飛出傷人,存在較大的安全隱患。
圖1 原有拆裝設(shè)備
3)對箱體損害大。在退卸作業(yè)中,如若操作不當(dāng),千斤頂和激振器長短軸同軸度存在較大誤差,液壓油泵施壓后,軸承在外移中軸承外圈可能會刮傷箱體的軸承杯,輕者導(dǎo)致后期裝配困難或精度不符,重者會將軸承杯頂裂導(dǎo)致箱體報廢。
4)勞動強度大,效率低。作業(yè)中,至少需要3人配合參與,且頻繁的翻轉(zhuǎn)、吊運、找正等工作會占去大量的時間,故存在勞動強度大、作業(yè)效率低的突出問題。
5)組裝方法單一。在裝配階段,安裝軸、軸承時只能使用氧氣乙炔焰烘烤加熱法(溫差法)。該方法需合理控制加熱溫度,如加熱溫度不夠,會造成軸承安裝困難,在配合銅棒擊打時容易造成軸承杯、軸承、軸的損傷,帶來下次拆卸難的弊端;而加熱溫度過高,會改變軸承材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),縮短軸承使用壽命,增加生產(chǎn)維修成本。
針對上述問題,設(shè)計加工一種新型專用設(shè)備維修拆裝機,提高維修效率、降低工人勞動強度、增加作業(yè)安全系數(shù)是洗選中心的必然選擇。
利用SolidWorks繪圖軟件,建立該設(shè)備維修拆裝機三維實體模型,其三維模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。
該設(shè)備拆裝機由液壓系統(tǒng)提供頂壓動力,通過將預(yù)拆卸的設(shè)備吊裝并固定到旋轉(zhuǎn)提升機構(gòu)的固定板上,轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)將設(shè)備水平放置并上好安全栓。啟動推車兩側(cè)的5 t單作用液壓油缸,根據(jù)設(shè)備的型號及大小尺寸,合理調(diào)整設(shè)備與設(shè)備支撐臺面的位置高度;推動推車,將預(yù)拆卸的設(shè)備放置到支撐臺面的上方,調(diào)整好頂壓位置,兩側(cè)液壓油缸泄壓,將設(shè)備完全落到支撐臺面;調(diào)整壓力機主油缸位置,使其與拆卸的軸或軸承保持同軸度一致,啟動液壓泵后頂壓,使用搖臂轉(zhuǎn)動齒輪旋轉(zhuǎn)機構(gòu),翻轉(zhuǎn)并完成軸或軸承的退卸。
圖2 新型設(shè)備維修拆裝機的三維模型
圖3 新型設(shè)備維修拆裝機實物圖
該設(shè)備拆裝機由立式壓力機和推車兩部分組成。為方便識圖,下述內(nèi)容中的零部件名用如圖3所示中的數(shù)字標(biāo)識。
立式壓力機主要由設(shè)備支撐臺,200 t雙向作用油缸組成。推車由軌道和腳輪實現(xiàn)前后移動,且由旋轉(zhuǎn)提升機構(gòu)和一組5 t同步單作用油缸配合實現(xiàn)上下升降;操作時激振器固定在旋轉(zhuǎn)提升機構(gòu)的固定板上,由內(nèi)置的齒輪配合裝置實現(xiàn)激振器翻轉(zhuǎn),從而達到激振器等軸類設(shè)備拆裝的需要。
其結(jié)構(gòu)特點如下:第一,壓力機上方的橫梁可以按需打開或者關(guān)閉,對一些較大型的設(shè)備可安全地使用天車吊運到設(shè)備支撐臺上進行拆裝。第二,設(shè)備支撐臺設(shè)計為可變平臺。通過加工不同尺寸的工裝板,可實現(xiàn)多個型號設(shè)備的專板專用,使用時只需更換工裝板即可。第三,該拆裝機配備的200 t雙作用油缸可以在上方橫梁上橫向移動。工作時可以根據(jù)工位的要求實現(xiàn)對下方工件不同位置的頂壓。第四,推車及其旋轉(zhuǎn)提升機構(gòu)可實現(xiàn)激振器在檢修平臺處上下升降、前后移動、徑向360°翻轉(zhuǎn)等功能。激振器拆裝時只需將其底腳用螺栓固定在旋轉(zhuǎn)提升機構(gòu)的固定板上,即可實現(xiàn)設(shè)備的全過程拆裝。
該設(shè)備維修拆裝機完全實現(xiàn)了自主加工,通過現(xiàn)場試驗,拆裝機各零部件及機構(gòu)運行良好,推車結(jié)構(gòu)上下升降、前后移動,徑向360°自由翻轉(zhuǎn)靈活可靠。
現(xiàn)場對4.1S激振器、DF601激振器和HE150LS激振器進行拆裝試驗,達到了預(yù)期的目的,其試驗數(shù)據(jù)如表2所示。
表2 激振器維修試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
通過近3年的應(yīng)用,該設(shè)備拆裝機累計完成近500多臺設(shè)備的修復(fù),其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益如下:第一,填補了神東洗選中心選煤設(shè)備維修過程中沒有專用拆裝設(shè)備的空白。該設(shè)備拆裝機可有效解決一些設(shè)備退卸組裝時,普通壓力機難以找到合適的支撐點與施壓點、組裝困難導(dǎo)致耗時長、安全風(fēng)險高和維修效率低等問題。第二,按照2018年數(shù)據(jù)統(tǒng)計,洗選中心委托外委廠家修復(fù)G-1000、G-2000、4.1S等型號激振器共計48臺,外委維修費用約182萬元,每臺修復(fù)費用約3.8萬元。應(yīng)用此拆裝機后,洗選中心完全可實現(xiàn)在用各型號激振器、SEW一體式減速器的自主維修,且每臺激振器修復(fù)費用較外委廠長可結(jié)余1.8萬元,全年按130臺測算,可結(jié)余修復(fù)費用234萬元,可大幅降低維護成本。第三,應(yīng)用此拆裝機后提高了設(shè)備維修效率和安全系數(shù)。如激振器維修過程中省去了使用天車頻繁吊運翻轉(zhuǎn)的復(fù)雜工序及其帶來的安全隱患,縮短了檢修時間,從而降低了勞動強度。洗選中心現(xiàn)有激振器500余臺,每年維修數(shù)量按130臺計算,其維修工效如表3所示,使用該設(shè)備拆裝機后,人員工效提升33.3%,平均每臺設(shè)備修復(fù)效率提升20%,全年可結(jié)余工時3 640 h,若利用此結(jié)余工時可多修復(fù)激振器113臺,可創(chuàng)造價值203.4萬元,應(yīng)用價值可觀。
表3 激振器維修數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
該新型設(shè)備維修拆裝機的應(yīng)用不僅解決了激振器、減速器等選煤設(shè)備維修無專用拆裝設(shè)備的困境,還大幅提升了維修效率,經(jīng)試驗其運行效果良好,達到了預(yù)期設(shè)計的目標(biāo),從長遠來看能夠?qū)崿F(xiàn)減員、提質(zhì)、增效的目的。