浅析WK-10电铲中央枢轴轴孔修复工艺

浅析WK-10电铲中央枢轴轴孔修复工艺

周宝龙,王建辉  

包钢集团白云铁矿  内蒙古包头  014080

摘要：WK-10电铲由于长年的超负荷运行，电铲中央枢轴轴套位置的特殊性，轴套磨损程度很难被检查发现，轴套磨损严重，进而造成轴孔磨损、失圆现象，针对传统维修方法时间长、费用高的问题，通过对轴孔补焊、镗孔工艺的制定实施，在生产现场对电铲进行修复。

关键词：WK-10电铲；失圆；补焊；镗孔

1.前言

WK-10挖掘机是太原重工生产制造的大型采掘设备，是我矿的主要挖掘设备，其斗容10m3，工作重量465t，工作负荷大。中央枢轴是连接上部机构和下部机构的主要零件，对回转平台和底架梁定心和连接作用，其相对回转平台是不可以转动，下部装进底架梁，轴孔内安装轴套，轴套与孔属于过盈连接，下部使用球面垫、枢轴螺母、放松建等轴向固定，枢轴螺母可调整间隙，螺母和回转平台间装有可自动自动调整的球面垫。我矿1台WK-10电铲中央枢轴轴套磨损严重，剩余轴套为原有轴套1/2，轴孔上部不同程度的磨损，造成轴孔失圆现象，轴套无法安装。

2.检修方案的制定和前期准备工作

2.1确定检修方案

经相关技术人员研究，对中央枢轴轴孔修复主要提出以下几种方案：

方案一：将电铲上部进行分解，电铲底架梁上机床加工。此方案工作量大、维修周期长、费用高傲，不利于我矿生产运行。

方案二:在回转平台轴孔和铜套间灌注，已达到装配要求。此方案由于磨损间隙大，中央枢轴载荷大，不能满足电铲使用要求。

方案三：在现场对轴孔进行补焊后，使用BB5000液压移动式镗床现场修复。此方案维修周期短、费用低，但是维修空间狭小，中央枢轴轴孔超出BB500加工范围（最大加工直径610mm，轴孔550mm），焊接、镗孔技术难度较大。

通过对三种方案优缺点进行对比，结合现场生产需求，攻关团队多方面考量，确定使用第三套方案。

2.2准备工作

使用内径千分尺等专用工具测量轴孔磨损量，并且使用新中央枢轴轴套试装，确定轴孔各部位磨损量，做好记录，确定各焊接部位焊接量。

3.修复工艺实施

3.1补焊轴孔

考虑轴孔不直接承受载荷、磨损，故不考虑焊条的力学性能，重点考虑焊接后的加工性能，所以选用硬度较低J422（E303)焊条。使用气将轴孔内部焊接表面油污和碎屑清理，为了防止防止焊接过程中产生气孔、夹渣、裂纹等焊接缺陷。焊接过程中多道多层，自下而上，逐层焊接，根据轴孔不同部位的磨损量、失圆情况以确定焊接层数，保证补焊尺寸略大，留出足够的切削余量，同时避免因焊接厚度过大造成车削量工作量大。每一次焊接后要使用石棉将轴孔盖住，以达到保温效果，使其缓慢冷却。

3.2安装镗孔机

3.2.1 BB5000移动式镗床简介

BB5000移动式镗床由美国裕博CLIMAX公司生产制造，具有精度高，安装简便，操作灵活，动力强劲等性能，可在狭小工作空间内完成工作，其主要由液压马达、轴向进给单元、旋转驱动单元、端面安装轴承支撑单元、镗杆和液压站等组成。如图一所示。

移动式镗孔机结构

BB5000移动式镗床主要技术参数如下表：

3.2.2移动式镗孔机定位和安装

首先安装上端镗孔机支撑座，使用内径卡钳以中心轴轴孔上部凸缘为基准，下部支撑座以轴孔为基准，对上、下支撑座中心孔粗略定位，支撑座支架同底架梁平台焊接，然后安装上、下端面轴承支撑单元，底脚螺栓不可拧紧，吊车配合将镗杆从上、下端面轴承支撑单元穿入，在镗杆上端安装百分表，调整百分表使表尖与中心轴轴孔上部凸缘侧壁接触，手动旋转镗观察表针旋转方向，通过反复测量、调整上下端面轴承支撑单元，使得镗杆表针不动即找到圆心，调整百分表使表尖轴孔平面接触，手动旋转镗观察表针旋转方向，通过反复测量、调整上下端面轴承支撑单元，使得镗杆表针不动即镗杆垂直于回转平台，拧紧上、下端面轴承支撑单元固定螺栓和调整顶丝，安装镗孔机液压旋转驱动马达，将轴向进给单元安装在镗杆上端，此装置可实现正反向进给，安装刀架和镗头单元，最后将液压站的液压油管连接在液压马达上，接通电源后检查旋转方向，通过调换油管可确定正确方向。

3.3中心轴轴孔镗削

镗孔机安装完毕后，对轴孔进行粗镗，由于补焊表面高低不平，第一刀粗镗吃刀量不可过大，将补焊表面高点吃掉即可，调整主轴转速为20r/min,吃刀量0.1mm；当第一刀粗镗结束，或中途需要换刀时，使用随机摇柄在轴向进给单元上可实现镗杆快速移动；轴孔高点镗削完毕并见圆后，使用内径卡钳和卡尺测量轴孔直径，已确定镗削量，反复镗削测量直到轴孔粗镗结束预留精镗余量应控制在1mm左右，此次粗镗结束轴孔直径为550.09mm；粗镗结束后，更换刀具开始精镗，测量轴孔尺寸为550.73mm，轴孔和轴套为过盈连接，尺寸公差见下表，过盈量为0.2mm，满足使用要求，中心轴轴孔修复全部结束，按与安装步骤相反将镗孔机拆卸。

中心轴轴孔修复全部结束，按与安装步骤相反将镗孔机拆卸。

4.结束语

通过对中央枢轴轴孔现场修复后，我们将轴套使用液氮冷却后并进行安装，轴孔和轴套配合得当，电铲后期使用期间回转运行平稳，无异响等问题，满足使用要求。此次我们攻克了焊接、镗孔技术难度大的问题，也为现场修复大型结构件轴孔失圆积累了宝贵的经验，同时取得良好的经济效益，值得推广使用。

参考文献

田曙光，董新，浅析BB5000、BB6000便携式镗孔机加工检修工艺[J].露天采矿技术，2010,04

[2]  WK-20挖掘机技术资料[M].太原重工股份有限司,2009