李东青 张江 李建军
内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司 内蒙古包头 014080
摘要：本文针对WK-27型电铲运行过程中出现的前拉紧轮导向系统异常磨损的现象，系统的阐述了通过TRIZ理论对该问题进行关键问题描述、资源分析最终理想解分析，建立功能模型，并基于功能模型建立问题的物质-场模型，查找对应的标准解，找到解决问题的优化方案。
关键词：拉紧轮；导向系统；功能模型；标准解
前言：
包钢集团巴润矿业分公司是大型露天矿山，年采剥总量近一亿两千五百万吨，采场电铲承担着矿山系统的采装工艺，对于矿山系统稳定运行起到至关重要的作用。而WK-27A 型电铲在巴润分公司电铲设备中占主体，WK-27A 型电铲前拉紧轮铜套磨损过快，甚至磨损到拉紧轮本体造成设备故障停机，这是一个行业问题。目前的解决办法为更换前拉紧轮铜套，由于更换备件时间长，导致设备停机时间长的经济损失高达几百万。
1、问题原因：
前拉紧轮是安装在每个履带架的前部，拉紧轮为双辅板结构，拉紧轮轴采用较大的直径，以便能承受最大倾斜的负荷[1]，且采用等径以防应力集中。拉紧轮轴承和履带架之间的垫片可用来调节履带。行走机构的工作部分由主动轮、牵引轮、支撑轮、闭合履带板等组成，行走机构工作时，动力传递给主动轮，主动轮上的凸缘与履带板上的凸块相啮合，带动牵引轮支撑轮传动，从而实现电铲的前进或后退。由于WK-27A前拉紧轮与铜套直接接触，造成铜套磨损，甚至造成拉紧轮本体磨损，导致设备故障停机。
2、确定解决问题的方案：
2.1分析前拉紧轮系统构造原理
.png)
图一：前拉紧轮系统工作原理图
2.2根据WK-27A电铲行走机构工作原理对其进行受力分析如下：
.png)
图二：WK-27A电铲行走机构受力分析图
2.3对当前系统、子系统、超系统[2]进行资源分析
.png)
图三：系统资源分析图
2.4建立已有系统的功能模型
.png)
图四：系统功能模型图
2.5根据76个标准解，查找对应的标准解，最终得到解决问题的若干方案。
图五：备选解决方案
三、最优方案的选择：
综合上述备选方案2、7、10、13得到解如下:将轴套分割成两个轴套，使其能分担由于设备重力和牵引力导致的轴套磨损，避免轴套和拉紧轴直接接触造成拉紧轴的附加磨损，同时增加轴套厚度并将轴套内部结构优化，增加油线，使其能够充分润滑，减少磨损。
.png)
图六：优化后的最终方案
结语：
目前巴润采场运行的WK-27A型电铲在采装工艺中担负主要作用，由于轴套的磨损，2019年导致的设备故障率0.5%，选用该系统可以有效降低设备故障率，极大减少维修人员和岗位司机的劳动强度，减少设备故障停机时间，可在各大金属矿山及同类型设备进行推广。
参考文献：[1]陈国定.机械设计基础.机械工业出版社。2005
[2]刘训涛，曹贺，陈国晶.TRIZ理论及应用.北京大学出版社。2011