495HR電鏟開斗系統(tǒng)改造

解惠盛

摘 要：本文針對495HR電鏟開斗系統(tǒng)故障頻發(fā)的原因進行了詳細的分析，通過將開斗系統(tǒng)進行改造，解決了誘發(fā)故障的一個重要成因，并為其他495HR電鏟排除開斗系統(tǒng)故障提供了可借鑒的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：495HR電鏟；開斗系統(tǒng)；三角鐵

1 背景介紹

由BUCYRUS公司生產(chǎn)的495HR電鏟是哈爾烏素露天煤礦進行巖土剝離及煤炭開采的主要采掘設(shè)備，單鏟容量是60.4m3。鏟斗是495HR電鏟的重要組成部分，在設(shè)備運行過程中斗門承受著

較大物料沖擊力及摩擦力的作用，因此開斗系統(tǒng)各部故障較為頻繁。

495HR電鏟的開斗系統(tǒng)三角鐵設(shè)計上是用來固定和調(diào)整開斗鋼絲繩的。斗門在開啟和關(guān)閉的過程中，設(shè)計本身的問題和司機的操作不當(dāng)導(dǎo)致開斗三角鐵磕碰大臂緩沖和巖石時使三角鐵變形、掉落。重新安裝三角鐵需要耗費大量成本和人員、設(shè)備。為了方便檢修，提高設(shè)備出動率，節(jié)省生產(chǎn)成本，檢修人員通過分析設(shè)備工作原理、故障成因，將開斗系統(tǒng)加以改造。

2 開斗系統(tǒng)故障原因分析及解決辦法

495HR電鏟開斗系統(tǒng)是整個設(shè)備上最為活躍的一部分，挖貨和卸貨過程需要斗門頻繁開啟、閉合。圖1所示為當(dāng)拉板長度正常時，鏟斗與大臂緩沖的位置關(guān)系。

在回拉鏟斗的時候鏟斗和大臂是平行的，而三角鐵是正對大臂緩沖的，司機操作稍有不當(dāng)就會磕碰三角鐵。只有改變鏟斗和大臂的角度才能使三角鐵和大臂緩沖的位置錯開。我們發(fā)現(xiàn)改變拉板的長度是可以改變鏟桿與鏟斗的角度，角度發(fā)生了改變，在回拉鏟斗時，大臂緩沖與開斗三角鐵的位置就發(fā)生了改變，不再是平行的關(guān)系。

我們發(fā)現(xiàn)了兩個問題：a 495HR電鏟在設(shè)計的時候，角度是經(jīng)過反復(fù)測量最優(yōu)化的，是最有利于挖掘的，改造需要與設(shè)計公司申請，審批的時間比較長，司機在操作上也需要很長時間的適應(yīng)；b改造成本過高，設(shè)備需要長時間停下試運行，維修人員長時間的測量和計算最合理的角度，再不斷的下料、制作拉板、更換等繁瑣工序。綜上兩點原因，該改造方案不可取。

有一點需要說明的是，鏟斗的推出與回拉是靠兩根鋼絲繩來實現(xiàn)的，因此左右有一定角度的旋轉(zhuǎn)角度。人們會認(rèn)為鏟斗前面的兩根提升鋼絲繩對鏟斗的作用力會使其不旋轉(zhuǎn)。事實上，在挖貨的過程中，提升鋼絲繩是受力的，它和鏟桿的相互作用力可以控制其不旋轉(zhuǎn)；但在回勺時，提升鋼絲繩和鏟桿沒有相互作用力。

綜合理論分析和現(xiàn)場維修經(jīng)驗，我們認(rèn)為將三角鐵重新改造從成本控制和實施難度上較為合理，因此提出了開斗三角鐵的改造方案。

2.1 改變?nèi)氰F的形狀和尺寸。以上分析看出，當(dāng)鏟桿發(fā)生左右旋轉(zhuǎn)時開斗三角鐵還是會磕碰到大臂緩沖的，所以這個辦法雖然能起到一定效果，但不能從根本上降低或杜絕故障的發(fā)生。因此僅僅改變形狀和尺寸是不夠。

2.2 改變開斗三角鐵的位置。難點是將三角鐵置于何處才能使得無論司機怎么操作都無法磕碰到三角鐵。通過現(xiàn)場觀察，我們發(fā)現(xiàn)鏟斗斗門上有一對對稱的彎刀，它到斗門平面是有一定的距離。相對大臂和鏟斗來說這個位置是一個死角，無論鏟桿怎么旋轉(zhuǎn)都不會磕碰到。因此我們將改造開斗三角鐵的位置就選在這個死角。

開啟斗門的力是固定不變的，開底繩的作用力通過動滑輪作用給開底橫梁，動滑輪兩側(cè)受力是等同的，相對打開斗門的力是減半的，設(shè)計本身來說會延長開底繩的使用壽命，因此動滑輪這個環(huán)節(jié)雖然故障也較為頻繁，我們在沒有更好的解決方法之前仍然要保留該設(shè)計。

通過反復(fù)試驗，最終我們選取10T的‘U型環(huán)加以改造替代三角鐵。改造后底座越小越好，方便維護降低成本。設(shè)計上要求底座能長時間使用而不損壞。而‘U形環(huán)的作用是在固定開斗鋼絲繩時不會有剪切鋼絲繩的現(xiàn)象，為了能保證焊接的質(zhì)量，對40mm和30mm的鋼板及斗門固定位置進行了打磨處理。將‘U型環(huán)焊接在死角上時在正常標(biāo)準(zhǔn)150mm足夠的情況下我們加長了30mm。

3 使用效果和經(jīng)濟效益

開斗系統(tǒng)改造前，保守統(tǒng)計，平均每年更換三角鐵耗費的成本達43。2萬元，平均每年更換三角鐵所花費的檢修時間達576個小時。更換三角鐵不僅耗費價值不菲的生產(chǎn)成本，還占用大量的檢修時間，非常影響設(shè)備出動率。更換三角鐵還需要1臺吊車設(shè)備、至少1名焊工檢修人員。

開斗系統(tǒng)改造完成以后，效果極為顯著，首先是替代三角鐵的‘U型環(huán)不再像過去那樣頻繁損壞，平均一年更換‘U型環(huán)耗費成本3200元，更換‘U型環(huán)花費的檢修時間僅為8小時。

開斗系統(tǒng)改造后，原類似故障基本不再發(fā)生。我們并沒有看到因改造產(chǎn)生的開斗系統(tǒng)其它故障。改造提高了設(shè)備出動率。在一臺495HR電鏟上改造完成，看到效果后，已在其它三臺495HR電鏟推廣。僅四臺495HR電鏟因改造開斗系統(tǒng)節(jié)省下的時間能夠剝離的巖石達93.7萬立方米。哈爾烏素露天煤礦年任務(wù)剝離量是13213萬立方米，僅實施該項改造就相當(dāng)于完成了0.7個百分點，新檢修工藝所創(chuàng)造的經(jīng)濟價值可見一般。

希望這項改造能夠推廣到其它露天礦的495HR電鏟，為解決495HR電鏟開斗系統(tǒng)故障起到一定的指導(dǎo)作用。