選煤廠新型設(shè)備維修拆裝機的設(shè)計與應(yīng)用

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）

引言

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。

1 選煤廠設(shè)備維修現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 選煤廠設(shè)備維修現(xiàn)狀

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。

1.2 現(xiàn)有設(shè)備拆裝工藝工序

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）。

1.3 存在的問題

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。

2 新型設(shè)備維修拆裝機工作原理及結(jié)構(gòu)特點

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。

2.1 新型設(shè)備維修拆裝機的三維建模

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。

2.2 新型設(shè)備維修拆裝機的工作原理

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

2.3 新型設(shè)備維修拆裝機的結(jié)構(gòu)組成及特點

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。

3 應(yīng)用效果及經(jīng)濟效益分析

3.1 應(yīng)用效果

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。

3.2 數(shù)據(jù)分析

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

3.3 經(jīng)濟效益

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

4 結(jié)語

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。