WK－27型电铲中央枢轴锁紧键的改造

2015-11-19孙晓军邵玉良费晓芳白金龙

采矿技术 2015年2期

关键词：电铲螺帽高低压

孙晓军，邵玉良，费晓芳，白金龙

(1.包钢集团巴润矿业有限责任公司，内蒙古包头市 014080;2.包钢集团白云鄂博铁矿，内蒙古包头市 014080)

0 引言

白云鄂博西矿是世界著名的白云鄂博矿床最大的矿体群，矿体呈向斜构造，东西长约10 km，南北宽约2 km，初期勘探铁矿石储量数亿吨，属低磷、低氟、低稀土大型铁矿床，矿体分布集中，适合大型露天开采［1-2］。

从生产性、可靠性、安全性、经济性、维修性、适用和耐用性、通用和成套性、环保性等方面综合考虑研究［3］，最终采掘设备选定为 WK －10、WK －20、WK－27型电铲。

WK－27型电铲是巴润公司2011年引进的大型采矿设备，由于其中央枢轴锁紧键部分结构设计的问题，在设备运行过程中，多次造成设备故障，故障率极高，成为日常设备点检重点关注的部位。点检必须及时发现、处理。而且锁紧键撕裂，翘起严重时，会损坏其上部安装的价值数十万的高低压集电环。集电环错位也会造成高低压电路接地，发生触电事故和设备事故，成为极大的安全隐患。

1 中央枢轴的受力分析

1.1 受力分析

电铲在挖掘过程中，由于受力不均或铲斗伸出过远，会使整个回转平台对中心轴处于不平衡状态。这时，中心轴上会出现拉伸应力和弯曲应力。而铲斗在满载回转过程中，由于回转平台的转动，底架梁与中央枢轴不转动，电铲回转扭矩及振动很大，作业工况复杂，这些力都会作用在中央枢轴上。

1.2 中央枢轴常见故障原因分析

因中央枢轴故障而导致设备需要停机维修的原因可以概括为以下几点:中央枢轴锁紧键撕裂、中央枢轴螺纹损坏、辊子断轴和环轨损坏、配重的影响、岗位操作人员操作和维护不到位等［4］，而这其中主要以中央枢轴锁紧键撕裂故障为主。

1.3 存在的问题

(1)中央枢轴锁紧键上部有6000伏高压集电环，日常点检较为困难且危险因素较多。

(2)如锁紧键撕裂而点检人员没有及时发现，就给岗位操作人员留下了较大的安全隐患。

(3)由于锁紧键撕裂而导致设备故障后，维修时间长且需要大量工程辅助设备协助处理［5］。

2 中央枢轴锁紧键原设计

WK－27型电铲中心轴螺帽布置在回转平台上部，中心轴螺帽设有长120 mm、宽75 mm、深30 mm的槽，卡槽内设有附加键，附件键上用两个螺栓固定锁紧板，锁紧板厚度为16 mm，锁紧板三面开有卡槽。中心轴上同样开有长75 mm、宽40 mm、深75 mm的槽。调整好中心轴间隙后，在中心轴与锁紧板配合的槽内插一块长75 mm、宽40 mm，厚75 mm的键，称作锁紧键，如图1所示。

这样的结构设计，当电铲回转时，中央枢轴不转动，本身不应承受回转扭矩，由于工况复杂，中心轴铜套偏磨、受力不均等因素，使中央枢轴与螺帽之间产生相对位移，这样的位移完全由锁紧键及两个螺栓克服。在生产实际中，锁紧键受到的剪切力，将锁紧板卡槽口压溃、进而撕裂，M20和M16的两个螺栓被剪断，锁紧板变形、错位，直接影响其上安装的高低压集电环的正常工作。