采煤机牵引箱联接耳断裂的修复方案研究与应用

毋菊梅 朱旺虎

（焦作神华重型机械制造有限公司，河南 焦作 454000）

概述

采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。

双滚筒采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展，采煤机的功能越来越多，其自身的结构、组成愈加复杂，因而发生故障的原因也随之复杂。

2013年11月，焦煤集团赵固一矿MG300/700-WD型交流电牵引采煤机，因操作工人责任心不强，采煤机摇臂与牵引箱铰接处的销轴掉落时，工人没有及时发现，而继续操作采煤机工作，因此造成了牵引箱的联接耳从根部开裂，采煤机损坏，整个工作面停产。因无牵引箱、摇臂配件，为了将因采煤机故障停产造成的损失降到最低，接到任务便针对使用条件及材料特点，制定出维修方案并编制严格的焊接工艺。

1 牵引箱问题分析

矿方提供的牵引箱资料相当有限，只有设备采购时厂家提供的一些简单的装配图册，没有关键尺寸参数，而且从相关资料查阅不到牵引箱的材质。

牵引箱联接耳断裂处离箱体的几个齿轮安装位置比较近，而且是关键受力部位，断裂面呈不规则形状，为确保修复后的强度，将联接耳从断裂处割开，采取合理的焊接工艺，确保焊接强度和箱体不变形。

另外，因现有资料无法提供相关尺寸，必须安排质检人员对牵引箱的齿轮安装尺寸及联接耳的尺寸进行测量并记录，以确保修复后的尺寸精度。

2 牵引箱修复方案

2.1 确定材质

通过对牵引箱联接耳进行测量可知，联接耳的厚度为95mm，为了缩短维修时间，我们研究决定把原来的联接耳重新焊接到壳体上。由于我们没有焊接经验，厂家售后人员说材质为ZG25，建议用422焊条焊接。因此，我们对牵引箱的材质进行了化验，与ZG25的各种元素近似，决定采用厂家建议。

2.2 修复工序

2.2.1 清洗。将牵引部表面的灰尘污点油污煤尘锈斑清洗。

2.2.2 测绘。测量断裂处损坏变形量及各孔的数据。

2.2.3 拆解、检查。牵引部内部的传动机构，清洗内部腔体，查看内部腔体损坏的程度。

2.2.4 打坡口。给断裂的部位开破口，深度是断裂处的厚度3/4.开破口的宽度是25mm～45mm.最宽不大于60mm.（内部是否有裂纹，根据实际情况再定）。

2.2.5 焊接。焊前加热，两面交替焊接，在时间间隔时进行清理焊渣后，在进行下一个焊接循环。开始焊接后就必须连续作业不能停。焊接后，缓慢降温处理。各内孔焊接单边留5 mm加工量。

2.2.6 探伤。进行探伤检查，检查是否有不合格的地方。

2.2.7 划线。钳工按图纸尺寸检查焊接情况。

2.2.8 加工。按图纸尺寸加工各平面及内孔。

3 制定合适的焊接工艺

我们制定了焊接工艺并开始焊接，由于当时是冬天，温度为零下10℃，如果直接焊接效果肯定不好，整体加热怕影响箱体齿轮安装尺寸。因此，采用局部加热温度方法进行焊接。当牵引箱焊接进行到第三遍时，焊缝焊接材料与母材开裂，焊接失败。

我们通过对材质和工艺进行分析认为，由于天气太冷，局部加热散热快，焊接效果不好，焊条强度也不高。因此，我们决定采用焊前牵引箱整体进炉加热，为了防止壳体变形，温度控制在180-

图2 牵引箱焊接后

图3 坡口示意图

200℃，焊材采用强度高的506焊丝，重新制定了详细的焊接工艺。

3.1 钳工利用定位套定位，采用定位焊固定，耳板之间焊工艺拉筋。

3.2 碳弧气刨修理坡口，刨出U型坡口，外口尺寸为70mm，内口尺寸为25 mm，刨出的坡口使用角磨机进行打磨修整。（见坡口示意图）

3.3 坡口整修完毕后采用磁粉探伤，探伤无缺陷后进行预热，如有缺陷补焊修复后重新探伤。

3.4 整体预热温度到150-180℃并保温3小时。

3.5 预热后立即进行焊接，连续焊接温度不得低于150-180℃。内外两侧交替焊接，每道焊缝焊接结束进行锤击释放应力。

3.6 焊后缓慢加热到180℃保温2小时后，随炉冷却至常温。坡口示意图如图3所示。

3.7 牵引箱修复效果

通过我们大家的努力，牵引箱联接耳焊接完成后，上镗床加工各平面及内孔达到图纸要求。牵引箱下井并组装，投入使用至今一切正常，不仅在短时间内为矿方解决了难题，也让矿方减少了经济损失。后来，焦煤有其他矿的采煤机摇臂和牵引箱有类似的损坏，我们都参照这个方案及工艺进行维修，确保矿方的正常生产，也极大地减少了零部件的采购。

[1]吴宗泽.机械零件设计手册[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2]毋虎城.矿山运输与提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，2004.