1WK-35電鏟及其主要傳動機構(gòu)簡介
wK-35電鏟為我司目前主要使用的挖掘設備,其能夠與載重量172～263t的礦用自卸汽車配套,適用于年產(chǎn)量在1500萬t以上的大型露天礦的巖石剝離和物料采裝作業(yè)。wK-35電鏟主要由鏟斗、斗桿、起重臂與推壓機構(gòu)、開斗機構(gòu)、提升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)等組成,其中,推壓機構(gòu)、提升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)以及行走機構(gòu)均通過減速齒輪傳遞動力。
行走機構(gòu)采用左、右履帶單獨驅(qū)動的方式,行走減速機采用硬齒面圓柱齒輪傳動加二級行星齒輪傳動,其第一級行星傳動件可與回轉(zhuǎn)一級行星齒輪傳動件完全互換。驅(qū)動輪、張緊輪、支重輪等采用合金鋼或高錳鋼鑄件或鍛件,履帶板采用高錳鋼鑄件。其工作特點是使用頻率低,行走距離短,實際使用過程中受到的沖擊荷載較小,因此故障率相對較低。
推壓減速箱屬于二級減速機構(gòu),工作原理是推壓電機通過聯(lián)組膠帶驅(qū)動減速機,減速機內(nèi)部的二級減速傳動把驅(qū)動力傳給推壓軸和小齒輪,推壓軸上的小齒輪和斗桿上的齒條嚙合,再通過鞍座帶動斗桿做前伸或后縮運動。鞍座承受斗桿傳遞的荷載并控制斗桿的運動方向。
回轉(zhuǎn)減速箱是一級直齒輪傳動和一級行星齒輪傳動的立式減速機,其通過定位支口、定位銷螺栓等安裝在中部平臺上部,并在與平臺的連接面上焊接有擋塊,防止回轉(zhuǎn)過程中減速機左右擺動而剪斷連接螺栓及定位銷。
提升機構(gòu)的減速箱通過銷與焊接在回轉(zhuǎn)平臺上的支架連接,后面的銷軸比前面的銷軸稍微大一些,兩個銷軸不能互換,前后兩個銷軸穿入支架上的襯套中。每套提升減速箱均包括兩個中間齒輪軸組件,每個中間齒輪軸同時從兩面給鏟斗傳遞動力。中間齒輪軸的作用是降低一級減速軸傳遞的速度,并將其傳遞給提升卷筒軸。一級減速齒輪與中間齒輪軸是鍵聯(lián)合,中間齒輪軸與裝在提升卷筒軸上的二級減速齒輪花鍵嚙合。
2歷年電鏟減速箱故障情況分析
通過表1的統(tǒng)計分析可以看出,推壓減速箱、提升減速箱以及回轉(zhuǎn)減速箱均出現(xiàn)過軸斷裂的故障,而行走減速箱僅出現(xiàn)過軸承損壞、減速機漏油的故障,其原因為電鏟行走減速箱使用頻率較低,相對而言,在電鏟工作過程中使用頻率較高的回轉(zhuǎn)減速箱以及提升減速箱,其內(nèi)部軸體發(fā)生斷裂的頻率明顯高于其他減速箱。
結(jié)合表1分析可知,造成減速箱故障的原因主要有以下幾點:
(1)配件質(zhì)量,例如軸的材質(zhì)。
以推壓減速箱為例,推壓減速箱中的推壓一軸采用的是20CrMnMo高強度滲碳鋼,推壓二軸采用的是20CrMnTi高強度滲碳鋼,其中20CrMnMo的屈服強度、抗拉強度、許用疲勞應力以及彈性模量分別為885MPa、1180MPa、364MPa、2.07×105MPa,而推壓二軸的20CrMnTi的屈服強度、抗拉強度、許用疲勞應力以及彈性模量分別為880MPa、1100MPa、350MPa、2.07×105MPa。經(jīng)過分析可知,推壓二軸的材質(zhì)屈服強度、抗拉強度以及許用疲勞應力小于推壓一軸,在使用壽命上也比推壓一軸略短一些。
(2)工作環(huán)境。
露天礦的工況條件差,工作負荷大,尤其是提升系統(tǒng),在電鏟作業(yè)中,鏟斗的提升和下降十分頻繁,受到的沖擊和荷載復雜多變,容易發(fā)生故障。此外,連續(xù)作業(yè)會導致變速箱內(nèi)油溫長時間過高,工作人員無法得知軸體是否超過其疲勞強度,因此長時間工作易發(fā)生軸斷裂現(xiàn)象。
(3）維護與保養(yǎng)分析。
日常維護保養(yǎng)不規(guī)范,未在規(guī)定時間內(nèi)對變速箱進行檢修維護,以及點檢不認真、無法進行探傷、潤滑油品未及時更換等問題,都會影響變速箱內(nèi)部零件的使用壽命。
(4）潤滑脂的變質(zhì)。
物理因素、化學因素的變質(zhì)以及水分、雜質(zhì)、有害氣體、真空度、溶劑等,都會影響到潤滑脂的密封性能、潤滑性能、抗磨損性能,進而影響設備的正常工作。
（5）操作方面。
工作人員操作水平層次不同,未能嚴格遵守操作規(guī)程,導致設備故障。
(6）工作人員素質(zhì)方面。
員工缺乏責任心和主人翁意識,在工作中存在不積極保護、不主動維護的心態(tài),認為設備損壞與自己無關。對此,應加強對員工的責任心的教育培養(yǎng),使其樹立主人翁意識,并建立完善的責任監(jiān)督制度。
3排查方法及改進措施
3.1排查方法
故障排查可采用"一聽二看"的方法,具體如下:
（1）聽提升發(fā)動機、電動機以及回轉(zhuǎn)電機、推壓電機等運轉(zhuǎn)狀態(tài)是否正常:
（2）聽變速箱是否有異響:
（3）聽氣路是否暢通:
(4）觀察電動機、發(fā)動機整流子的光潔度以及刷架、刷窩、碳刷棒是否過度磨損:
(5）觀察聯(lián)軸器的螺絲是否松動:
(6）觀察減速箱是否存在漏油現(xiàn)象:
(7）觀察儀表溫度是否正常。
3.2改進措施
(1）在操作過程中,積極推行"穩(wěn)推進、慢加勁、柔和操作、不過逆回轉(zhuǎn)"的操作規(guī)范,同時樹立"三分修理、七分維護"的維修理念,培養(yǎng)員工的主人翁意識,增強員工的責任感。在日常維護過程中,經(jīng)常檢查易損元件的狀態(tài)并及時更換,對經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位進行預防性的檢查和處理,對于避免故障發(fā)生和故障擴大有重要作用。要根據(jù)設備運行時間和元件疲勞程度,逐漸完善日常維護內(nèi)容,以便能更好地、有重點地對設備進行維護,從而保證設備的出動率,延長設備使用壽命。
(2）加強設備的日常維護和保養(yǎng),建立嚴格的設備排查時間表。針對不同類型的設備,根據(jù)其零件更換或損壞周期,制訂具有針對性的故障排查表,同時根據(jù)每個零件的使用標準,制訂合理的維護保養(yǎng)計劃。特別是對變速箱油、潤滑油等應進行嚴密的監(jiān)控,由于工作環(huán)境過于惡劣,要堅決避免出現(xiàn)潤滑油中摻入雜物造成齒輪卡滯等完全可以避免的故障:對變速箱油、潤滑油的溫度也要進行必要的監(jiān)控,保持油脂加注時的清潔:根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理分析推壓軸套的注油間隔時間,保證充分潤滑。
(3）積極引進先進的儀器和技術,對各減速箱的參數(shù)狀態(tài)進行高精度監(jiān)測,出現(xiàn)異常時及時提醒工作人員。
(4）在檢查檢修過程中,要對各個配件的外形、尺寸進行檢查,例如目測和尺測等,目測內(nèi)容主要包括配件表面是否存在點蝕、磨損、劃痕、變形等缺陷,尺測為尺寸數(shù)據(jù)的精確測量。為了控制各個配件之間的配合精度,出現(xiàn)異常應該及時反饋。
(5）安裝推壓機構(gòu)防過載保護裝置,wK-35電鏟通過推壓電動機帶動推壓膠帶,推壓膠帶再推動推壓輸入軸進行轉(zhuǎn)動,推壓膠帶在推壓電動機以及推壓輸入軸之間起到傳遞作用。在推壓電動機、推壓輸入軸部位分別安裝測速編碼器,分別獲取電鏟用于帶動推壓膠帶的推壓電動機的轉(zhuǎn)速作為電動機轉(zhuǎn)速以及推壓輸入軸的轉(zhuǎn)速:通過信號電纜將監(jiān)測到的兩個速度信號傳送到信號接收器PLC的計數(shù)模板中,計數(shù)模板再將二者經(jīng)過轉(zhuǎn)化后發(fā)送到PLC的中央處理器中,PLC的中央處理器中的程序可以將推壓電動機的轉(zhuǎn)速與推壓一軸進行對比,當二者最大速度超過一定的差值且持續(xù)3s時,說明膠帶出現(xiàn)了嚴重的打滑現(xiàn)象,表明推壓斗桿受到較大荷載,此時應停機使推壓機構(gòu)得到保護。
4結(jié)語
減速箱作為電鏟動力系統(tǒng)的重要部件,在工作中承受著巨大的荷載,本文通過對wK-35電鏟各減速箱歷年故障數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,分析了減速箱的故障情況,并提出了有針對性的排查措施以及改進方法。另外,本文還總結(jié)了先進的操作規(guī)范以及維護理念,可采用先進的設備,例如安裝推壓機構(gòu)防過載保護裝置,對減速箱的狀態(tài)進行監(jiān)測和報警,從而延長設備的使用壽命,降低故障發(fā)生的頻率。
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