10 m³电铲旋转供气装置创新改造

臧 明，林振源

（马钢（集团）南山矿业公司，安徽马鞍山 243000）

1 背景

电动挖掘机又称电铲是露天矿主要采掘设备，电铲的生产能力是露天矿重要的经济技术指标，是确定运输设备及其它主要生产设备数量的基础。目前，露天矿采掘设备向大型化、集成化方向发展是世界性的趋势。通过矿用机械的多年发展，电铲这种矿用采掘设备不断进步，涌现了众多具有自主知识产权的新产品，同时在国际市场中占领了很高的份额。WK—10B 电铲是WK—10 型电铲的第三代改进机型，也是10 m³电动挖掘机目前的主导产品，属于矿用机械正铲式挖掘机，主要用来剥离和采掘露天矿山的岩石及矿石。此种电铲单台每班次（9 h）可采掘一万吨左右的矿石，生产效率十分高。电铲中央枢轴上部的行走旋转供气装置漏气，会造成整个电铲车下行走部分无法正常工作。因结构特殊拆装工作量大，出现此种故障后，抢修时间较长，对采场的生产组织造成很大的影响。

2 旋转供气装置结构及原理

电铲作业时上部平台与下部底盘之间会进行回转运动，中央枢轴是用来联接电铲上部平台和下部底盘的构件。它安装在电铲回转平台的中心孔内，在平台上面焊装了C形卡板和止动键，以防止其与平台发生转动。下部在底架梁内用球面垫圈、枢轴螺帽进行轴向固定。上部依次安装有旋转润滑脂接头、旋转气接头、低压集电环、高压集电环及安全护罩。如图1所示。

图1 气接头安装示意图

中央枢轴为空心轴结构，通往电铲车下部分的压缩空气管路，润滑油脂管路以及车下电动机、电磁阀的电缆和控制线均从其中心孔内通过。

如图2 所示，行走旋转气接头起到将平台机械室内空压机的压缩空气送至车下，打开行走电动机抱闸和拨叉离合器的作用。

图2 旋转气接头示意图

如图3 所示，电铲行走部分由行走电动机提供动力，电动机的制动闸轮为气压制动，属常闭式，不通气，抱闸打不开，无法工作。

图3 行走部分气路图

3 原维修方法

行走旋转气接头管路是经中央枢轴中心空腔通至行走各部分的，因此，要想更换气接头的密封件，必需要将安装在其上的其它部件全部拆除后，才能进行维修。操作步骤如下：（1）拆除安全护罩；（2）拆除高压集电环（由于高压集电环通有6000 V的高压电，拆除之前，必须将整台电铲的高压电拉断，另从外部变压器引入电源，以供维修改造使用，主要为照明、电钻、磨光机使用）；（3）再将低压集电环及各电缆、小线接头拆除；（4）对万向气接头进行拆卸；（5）将各环所连接的电缆、线路及风管全部从中央枢轴的空腔内抽出，以便于恢复安装时的操作；（6）拆解气接头，更换V 型密封组件；（7）逐步进行恢复组装，试车。

整个检修过程十分繁琐复杂，劳动强度大，而且耗费工时长，对生产的影响大。所以，优化气接头的结构方式，简化操作难度，有利于提高生产效率。

4 创新解决方案

针对供气装置结构方式的优化方案，将原有的行走气路由串联系统改变为并联系统。通过增加系统的并联单元数，来提高系统的可靠度与维修性。根据设备实际情况，采用一种外形体积小巧的旋转气接头并联入行走气路，作为备用气路，当原气接头损坏时，就可切断原气路，将备用气路接入使用，见图4。

图4 优化后气路图

具体方案：在装置最上部高压集电环的顶部压盖孔内车出内螺纹，配制一个气接头底座，将新的气接头安置于其上，见图5。

图5 优化后安装示意图

装上高压橡胶风管通至车下备用。为保险起见，在处于高、低压集电环内的一部分风管上套上绝缘程度为10 kV 的令克棒。这样就解决了繁杂拆卸与安装工作，大大缩短了维修工时，降低了劳动强度，提高了生产效率。同时原有的气接头仍保留使用，只在大中修时对其进行维修；整个改造工作方便快捷，成本低廉。

5 方案评价

5.1 改造效果

通过对WK—10B 电铲旋转供气装置的优化改造，大大提高了设备可靠度和维修性，简化了检修工艺，缩短了检修工时，降低了劳动强度，提高了生产效率。低廉的改造成本，获得了良好的实际效果。

5.2 效益分析

改造前后检修参数对比见表1。

表1 检修参数对比表

改造前：每次检修需电、钳工各两人，耗时2～3天（按2.5天计算，每天8 h）。检修工时为：4×2.5×8=80 h；

改造后：每次检修仅需一名钳工，耗时1 h。检修工时为1×1=1 h；

提高工效：80÷1=80（倍）。

间接经济效益：每班次可生产1 万t原矿，2.5 天5个班次；

5×1万t=5万t。

整个改造工艺简单、成本低廉，同时大大简化了检修工艺，缩短了检修工时，提高了生产效率。