930E卡車廂斗舉升缸底座結(jié)構(gòu)設(shè)計及改進措施

王艷利 神華準能哈爾烏素設(shè)備維修中心

一、項目研究的主要內(nèi)容

結(jié)合930E卡車廂斗舉升缸底座使用的特點，重新設(shè)計舉升缸底座與底板的接觸面積，有效提高舉升缸底座的承重力，從根本上解決了廂斗舉升過程角度轉(zhuǎn)變而發(fā)生的舉升力作用在舉升缸底座外，而且改造后的舉升缸底座會更好的提高橫向U型梁處的支撐能力，從而降低了930E卡車運行及維修成本，提高了設(shè)備出動率。

二、解決關(guān)鍵技術(shù)問題及創(chuàng)新點

930E卡車是準能公司黑岱溝露天煤礦和哈爾烏素露天煤礦的主要運輸設(shè)備。該車已在礦內(nèi)運行多年，隨著生產(chǎn)任務(wù)逐年增長，運行時間的增加，設(shè)備開始老化，尤其卡車廂斗最為嚴重，因廂斗是直接與物料接觸的總成件，承擔著承載運輸和舉升卸載的任務(wù)。在工作期間，將受到物料砸落的沖擊（對廂斗底板耐磨板沖擊變形），舉升卸貨時舉升缸對廂斗處的底座的舉升力（舉升缸底座處開裂），卸貨時貨物對廂斗的摩擦力（對廂斗內(nèi)磨損）。在對930E卡車廂斗大修中發(fā)現(xiàn)，廂斗舉升缸底座開裂問題，在多次改進維修得不到有效的解決，導(dǎo)致因為廂斗舉升缸底座開裂問題促使卡車停機待修，嚴重影響卡車出動率。根據(jù)舉升缸的問題，通過與特雷克斯公司的MT5500卡車廂斗對比研究，發(fā)現(xiàn)其設(shè)計存在缺陷，舉升缸座達不到舉升廂斗舉升力的要求，從而導(dǎo)致舉升缸座經(jīng)常開裂。根據(jù)這種情況，制定了對930E卡車廂斗舉升缸座整體設(shè)計改造。

三、原930E卡車廂斗舉升缸底座使用情況

930E卡車廂斗舉升缸底座安裝在廂斗背部兩根橫向U型梁的中間，前后與兩根橫向U型梁側(cè)面貼附焊接，底部與廂斗底板焊接，在廂斗卸貨舉升時，因為廂斗舉升缸的舉升力是垂直向上的，在廂斗舉升翻轉(zhuǎn)過程中，舉升缸作用在舉升缸底座的舉升力將隨著廂斗向后翻轉(zhuǎn)而發(fā)生改變，從最初的舉升力垂直作用在舉升缸底座，隨著廂斗向后翻轉(zhuǎn)的角度變化，舉升缸的舉升力將受力于舉升缸底座與前橫向U型梁處，廂斗底部橫向U型梁是為8mm厚鋼板，無法達到舉升力的要求，在對橫向U型梁進行改進后，將原有的橫向U型梁厚度增加到20mm厚，在使用中發(fā)現(xiàn)還是無法避免開裂。故將舉升缸座整體設(shè)計改造，使舉升力避免作用在橫向U型梁上，解決了舉升缸底座開裂的問題。

四、930E卡車廂斗舉升缸底座設(shè)計實施方案

為了徹底解決930E卡車廂斗舉升缸底座開裂的問題，我們對舉升缸底座進行設(shè)計改進，將原舉升缸底座加到U型梁上，使之前貼附在橫向U型梁的形式變成穿過橫向U型梁，避免橫向U型梁受力，舉升缸底座穿過橫向U型梁的部位要大于橫向U型梁的外邊20mm，以便后期與橫向U型梁的焊接能達到力學性能，并且加大了舉升缸底座與底板的接觸面積，有效提高舉升缸底座的承重力，從根本上解決了廂斗舉升過程角度轉(zhuǎn)變而發(fā)生的舉升力作用在舉升缸底座外，而且改造后的舉升缸底座會更好的提高橫向U型梁處的支撐能力，從而達到了一舉雙得的效果。

改進后的標準配件

五、更換與焊接新舉升缸底座

更換新舉升缸底座，需要對原有舉升缸底座進行定位，在利用氧乙炔切割將原舉升缸座和兩側(cè)貼附的橫向U型梁切割掉，為了保證廂斗底板不被氣割傷到，氣割時留有余量，剩余的余量用碳弧氣刨進行清除，以保證廂斗底板的平整度，安裝新舉升缸底座并調(diào)整尺寸，調(diào)整好后進行定位焊接，并有序進行底座焊接，以避免焊接變形，焊接完成后將橫向U型梁缺少部分完善并焊接。

1.對原舉升缸底座測量，確定舉升缸與廂斗大梁的距離并做好記錄，舉升缸底座銷孔中心點使用直角尺做廂斗底板平面的垂直點，并用樣沖打點，并測量銷孔距底板的距離。

2.使用氧乙炔切割將舉升缸底座和橫向U型梁進行切割去除，切割要在原有焊縫上側(cè)，不能過于切割過低，留有余量，避免將廂斗底板切割損傷，橫向U型梁切割取至距大梁一米處，方便后續(xù)焊接舉升缸底座。

3.切割完成后，使用碳弧氣刨對氣割剩余余量部分進行氣刨削平處理，保證廂斗底板的平整性，方便新舉升缸底座安裝。

4.安裝新舉升缸底座，將底座放置于削平處理的廂斗底板上，利用舊舉升缸底座銷孔中心垂直在廂斗底板的樣沖點，將新舉升缸底座銷孔中心垂直底板的垂直線對正樣沖點，在將舉升缸底座距大梁的距離校正，最后測量校正底板至銷孔中心的距離，新舉升缸座與舊舉升缸座尺寸無偏差將進行固定焊，固定焊是在舉升缸底座兩側(cè)四點進行焊接固定，固定點為100mm兩層三道，避免發(fā)生開裂變形。

5.焊接作業(yè)為兩側(cè)對稱焊接，以免發(fā)生單側(cè)焊接應(yīng)力大出現(xiàn)的舉升缸底座變形現(xiàn)象，焊接過程中需要將舉升缸銷子穿入孔內(nèi)，在焊接過程中要通過轉(zhuǎn)動銷子確定焊接是否出現(xiàn)變形，造成銷子卡死等現(xiàn)象。焊接前使用丙烷加熱裝置對舉升缸底座及廂斗底板進行加熱，加熱溫度為100攝氏度以上，焊接為多層多道焊接，焊接為三層六道，每層焊接完后，要用針束式風鏟對焊道進行消應(yīng)力處理，焊接完成用丙烷加熱裝置加熱，并對其進行保溫緩冷處理。

6.最后將橫向U型梁進行安裝并焊接，橫向U型梁對接處要用20mm厚高強度板做加強筋板，以保證橫向U型梁對接強度。

六、焊接工藝

焊接舉升缸底座需要從兩側(cè)同時焊接，以確保焊接應(yīng)力抵消，避免發(fā)生變形，導(dǎo)致銷孔不同心銷子安裝不上。舉升缸底座為高強度鋼板，焊前需要預(yù)熱，預(yù)熱溫度100攝氏度以上，層間溫度控制在260度以內(nèi)，焊縫為角焊縫，要嚴格把握焊接質(zhì)量，角焊縫要達到焊接標準，焊后用焊縫檢驗尺進行檢驗。

焊接方法：CO2氣體保護焊焊接，角焊縫，采用多層多道焊接方法。

焊材：LW-81Ni1

焊接設(shè)備及焊接參數(shù)：使用Miller Dimension.TM.812焊機及配套移動送絲機，用純度高于99.95%的CO2氣體為焊接保護，相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 焊接參數(shù)

七、設(shè)計改造后的效果和經(jīng)濟效益

本次在930E卡車廂斗舉升缸底座設(shè)計改造中，廂斗上車至今，已運行將近5000小時，在卡車例行保養(yǎng)時，針對廂斗進行查看，未發(fā)現(xiàn)有開裂現(xiàn)象，運行狀況良好，說明舉升缸底座改造圓滿成功，為今后930E卡車廂斗大修提供了真實有力的經(jīng)驗及解決問題的原因，降低了卡車維修成本、提高了設(shè)備的出動率。