掘进机的维修性设计改进.pdf

第 3 O卷第 3期 2 0 0 9年 3月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e V0 】 ． 3 O No ． 3 Ma r ．2 0 o 9 掘进机的维修性设计改进 荣清 白。刘德林 。王欣宇 。李章博 。王静 沈阳三一重型装备有限公 司， 沈阳 1 1 0 0 2 7 摘要 受作业环境的限制， 在设计和改进过程 中， 掘进机的维修性必须重点考虑。结合某重 型掘进机改进时， 在改善机器维修性方面所做的探索， 阐述掘进机维修性设计和改进的参考方向和 措施 。 关键词 掘进机 ；维修性 ；设计 中图分类号 T D 4 2 1 ． 5 文献标志码 B 文章编号1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 9 0 3 0 1 4 3 0 2 De s i g n a n d I mp r o v e d Ro a d h e a d e r M a i n t a i n a b i l i t y R O NG Q i n gb a i ， L I U D e t i n。 WA N G X i n y u ， L I Z h a n gb o ， WA N G J i n g S h e n y a n g S a n y 。 H e a v y E u i p me n t C o ． ， L t d ． ， S h e n y a n g 1 1 0 0 2 7 ， C h i n a Abs t r a c t Mu s t p o n d e r t h e r o a d h e a d e r ma i n t a i n a b i l i t y c a r e f u l l y b e f o r e wa n t t o d e s i g n a n d i mp r o v e i t b e c a u s e o f t h e b a d e n v i r o n me n t i t wo r k s i n． Ma i n l y i n t r o d u c e a k i n d o f h e a v y r o a d h e a d e r main t a i n a b i l i t y i mp r o v e me n t a n d p r o v i d e r e f e r e n c e d i r e c t i o n a n d me a s u r e ． Ke y wo r d sr o a d h e a d e r ；ma i n t a i n a b i l i t y；d e s i g n 0前言 机械设备除了能够实现规定的功能， 符合安全、 环保等方面的法规和标准 ， 达到低制造成本 、 低工作 能耗等经济性要求 ， 在发生故障停机的时候 ， 还必须 能够进行方便快捷的维修 ， 即满足维修性要求。维 修性是指 由设计赋予的使设备维修简便、 迅速和经 济的一种固有特性。维修性 良好的设备 ， 故障诊断 容易， 换件修理方便 ， 故障停机时间短 ， 维修工人的 劳动强度低。 掘进机用于开拓煤矿巷道。绝大部分掘进机需 要在地面解体成外形尺寸和重量都符合要求的运输 单元 ， 然后运送到工作面再组装成整机进行掘进作 业。掘进机工作时， 振动剧烈， 粉尘严重， 工作环境 特别恶劣， 故障率高。相对于地面常规场所， 巷道空 间狭小， 光线 昏暗， 检修手段有限， 可应用 的维修设 备很少， 吊装和搬运基本依靠人力。所以， 对掘进机 维修性的要求较高。维修性是设计出来的 ， 设计人 员应该高度重视掘进机的维修性设计和改进。 1 掘进机的维修性设计改进 某重型掘进机装机总功率 3 8 0 k W， 机体总重 7 0 t ， 经济截割硬度，8 ， 可截割 2 6 m 。以内的断面。通 过搜集整理掘进机在工作过程中出现的问题， 进行对 策分析， 认为维修性改进可以从以下几方面努力 1 改进维修性不良的结构 避 圈 1 回转台联接曩栓的结构改进示意图 1 ． 回转台2 ． 固转 台联接螺栓3 ． 回转支承4 ． 本体架圆转座 维修性不良的结构是指那些发生故障时无法实 施维修或维修 困难 的结 构， 如不 方便探测或 检查 无法探测或检查 ； 操作空间不足或超出维修人员 的身体所能接触的范围； 维修费用太高； 实施维修太 危险等。维修性不 良的结构必须及时改进。 图 1 是 回转台联接螺栓的结构改进示意图。改 进前的螺栓 ， 旋合长度也是合乎设计规范的。工作 中， 有的螺栓在旋合段发生断裂 ， 取出旋进回转支承 的部分很不容易， 若无法取出这段螺栓， 只能更换回 转支承。回转支承螺纹孔的下端面与本体架回转座 之间有一段空隙 高 1 0 mm ， 回转 台联接螺栓可以 适当伸出回转支承螺纹孔的下端面， 一旦螺栓断裂 ， 可以掐住露出螺纹孔的部分 ， 将螺栓取出。 回转台与回转支承的连接为重要连接 ， 连接螺 栓采用专门设计 的止动垫片和串联钢丝进行防松。 原设计的止动垫片在折弯时很费力， 折弯后也不美 观 。改进后的垫片外缘在每个孔 的适当角度设计 了一个伸出的小角， 并微微翘起 。在装配时， 操作者 可以在翘角的下面， 用专用工具沿螺栓拧紧的方向 折弯止动垫片 ， 操作上会省力很多。改进前后的装 配状态如图 2所示 右上角为垫片形状 。 图 2改进前后装配状态 改进前的铲板部与本体部用铲板联接销连接 ， 铲板联接销上铣槽 口， 装上挡板 ， 限制铲板联接销的 轴向位置， 挡板用螺栓固定在本体上。为防止螺栓 受剪切 ， 在本体上开槽 ， 使挡板嵌入槽中。螺栓用止 动垫片和串联钢丝进行防松。本体的外侧与履带之 间的空档只有 1 2 0 ， 止动垫片、 螺栓和串联钢丝的装 一 1 4 3 V 0 1 ． 3 0 N o ． 3 掘进机的维修性设计改进荣清白， 等 第 3 0 卷第 3 期 配都在这个空档内完成， 尤其 困难的是折弯止动垫 片和缠绕串联钢丝。铲板联接销的轴向固定挡板若 采用插板的方式安装 ， 操作就不受履带架和本体之 间空挡大小的限制 了， 如图 3所示。本体 1 上挡板 的安装位置铣 出不贯通 的 T形槽 ， 与铲板联接销 2 上的铣制槽 口相接。挡板 4插入 T形槽 中， 就 限制 了铲板联接销的轴 向窜动。挡板含在 T形槽 中， 不 会滑落， 所以只装一个螺栓和一个弹簧垫圈就可 以 了。用件减少， 操作大大简化。 图 3 铲板联接销部位结构示意图 l 改进后 1 ． 本体2 ． 铲板联接销3 ． 螺栓4 ． 挡板 2 设计方便拆装的辅助结构 在装配和维修过程中， 要进行大量的拆装作业。 为了方便拆装 ， 可以因地制宜设计一些辅助结构， 这 样能够大大改善机器的维修性 ， 比如在较重和尺寸 较大的零部件上设计 吊环， 标 出起 吊位置等措施。 图 4是铲板底部的示意图， 在铲板联接销安装孔 的 下面适 当位置焊接 了一小段 圆管 ， 千斤顶起升立柱 的顶端可以伸进圆管里。这样 ， 在拆装铲板部时 ， 就 可 以根据需要利用 千斤 顶支住铲板部 ， 配合操作。 图5是铲板联接销的示意图。在履带架装配之前 ， 从图示的左侧拆装铲板联接销方便； 履带架装配之 后 ， 只能从图示的右侧拆装 ， 所 以， 销轴 的左右端面 上均设计有拔销器安装孔。 图 4 铲极底部示意 图 1 ． 铲板联接销安装孔2 ． 千斤顶支起位置 图 5 铲 板联接销示意图 辅助结构 的设计应简单实用。结构不能太复 杂 ， 外形尺寸不宜太大 ， 不能影响机构实现规定的功 能； 在不增加安装或拆卸、 整理和调整等附加作业的 前提下 ， 应确实能够达到设计 目的， 尽量不改变操作 者的习惯 ； 应用辅助结构进行维修作业 ， 不能存在安 全隐患。 3 增加专用工具包 防止 回转台螺栓松动的止动垫片折弯很困难， 扁铲专门用来进行止动垫片的折弯。锥子是拆卸履 带板弹簧胀销的专用工具。液压阀组安装在操作台 下面的箱体 中， 阀块多用内六角螺栓紧固， 用加长 内 六角螺栓扳手进行螺栓 的拆装 ， 操作者的手在箱体 外就可以进行作业 ， 相 当于拓宽 了操作空间。一般 通用工具只允许操作者单手操作 ， 而这样的加长工 具呈“ 丁” 字形， 操 作者可 以双手握住把手， 施力更 加轻松。同理 ， 借助加长螺丝刀可 以很方便地更换 电控箱内的电器元件。加长内六角螺栓扳手和加长 螺 丝 刀 头 部 进 行 磁 化 处 理。用 普 通 吊环 螺 钉 G B 8 2 5 起吊重物 ， 钢丝绳需要穿过吊环孔 ， 而用丁 字螺钉进行起 吊只要将钢丝绳缠在螺钉 上就可 以 了。回转台与回转支承之间的联接螺栓 、 回转 支承 与本体架 回转座之间 的联接螺栓规格 相同， 共 8 0 个 。铲板部上表面相 同规格的螺栓有 6 8个。对于 这种大量同规格螺栓在一定部位集 中存在的情况， 用长柄螺栓扳手 外六角螺栓扳手 进行紧固， 比用 普通棘轮扳手紧固， 可 以大幅度提高效率。长柄螺 栓扳手操作方法类似于车工用的卡盘扳手 ， 在螺栓 拧紧前用手拨动长柄就可 以将螺栓拧入 ， 而普通棘 轮扳手在拧人过程 中的空行程接近一半 ， 在随机工 具 中增加简易支撑架。掘进机在矿井 中装配时 ， 可 以先将机体放在简易支撑架上 ， 然后再往机体上安 装其他的部件 ， 这样的装配流程接近地面组装 。维 修时 ， 可以将支撑架根据需要垫在机器下面， 将机器 垫稳 ， 然后开始维修作业 。这样 的做法也是 出于安 全考虑。 专用工具 的使用方法和注意事项应明确写入说 明书 ， 在对客户方的操作手和维修人员进行培训时 应重点介绍 。 2结语 注重掘进机的维修性设计与改进是体现人性 化设计的重要方面。设计者应注意对已有经验进行 分析总结 ， 搜集失效形式和对策等相关资料 ， 深入研 究作业环境 ， 合理确定设计方案 ， 不断创新装配和维 修工艺 ， 保证安全、 可靠 、 高效的前提下 ， 力图改善设 备维修性 ， 努力设计出好用好修的设备 。 参考资料 [ 1 ] 胡超 ，王廷进 ．国内首台 MK 3岩巷掘进机的使用 与改进 [ J ] ． 煤 矿机械 ， 2 0 0 7 ， 2 8 7 1 2 91 3 1 ． [ 2 ] 韩永海 ．煤矿机械维修性的初探 [ J ] ． 煤矿机械 ，2 0 0 5， 2 6 6 l 1 41 1 6． [ 3 ] 赵中敏．机械 设备 的可 维修 性设 计 策略 [ J ] ．中国设 备工 程， 2 0 0 8 7 ． 作者简介 荣清白 1 9 7 7一 ， 辽 宁北票人 ， 工 程师 ， 1 9 9 9年毕业 于东北林业大学汽车专业 ， 沈 阳三一重型装备有限公 司设计员 ， 从事 机械设计工作 ， 电子信箱 b e i p i a o k i t e 1 2 6 ． c o m． 一 1 4 4 一 收稿 日期 2 0 0 81 1 一l 3