高金龙
江苏船山矿业股份有限公司 江苏 镇江 212113
摘要：目前，我矿山除了1992年购买的6＃和7#之外，采矿工厂的6台电铲都是属于新设备，由于设备寿命长，基础部件磨损严重，维护工作量大，维护成本高。本文重点介绍WK-4型电铲铲斗支脚，起重臂根脚修复技术。已经尝试过嵌套，堆焊和部分替换等方法，并取得了一些结果，但是就使用期限而言，部分替换方法是最有效的。
关键词：WK-4电铲；支脚；修复工艺
前言：在露天石灰石矿中，每年的开采剥离在1400万吨。对于采矿剥离铲装作业环节，主要有WK-4A型电铲（3台），WK-4C电铲（5台），沃尔沃EC480液压挖掘机（5台）。由于液压挖掘机的铲斗容量较小（2.45立方），与载重量45吨的车匹配不太合理，并且装载效率低。因此，WK-4（C）电铲主要负责完成挖掘机的装载工作。
一、起重臂结构及使用环境和受力状况分析
（一）起重臂结构
WK-4A重臂上铸造的小跨度腿直接连接到中央平台的弧形座，并通过轴相互连接。但是，底脚孔和轴之间有很大的间隙。即，轴仅用作连接。在正常情况下，没有压力。挖掘过程中的力由底脚和承窝之间的接触表面承受。由于脚的跨度较小，因此稳定性较差。动臂的两侧增加了两个跨度大且长度可调的拉杆，以克服旋转过程中产生的大惯性力。拉杆的下端固定在中央平台上，另一端固定在动臂主体的中下部。每个拉杆分为两个部分，其中心通过左，右螺纹调节螺母连接，以调节和固定动臂的安装位置。拉杆在旋转过程中承受很大的力。
起重臂铸件支脚和平台铸件座之间的接触面直接起着挖掘力的作用。使用一段时间后，动臂支脚上的两个Φ115mm针孔易于磨损和变形，以确保主动臂和平台之间的连续性。通常，典型的大修需要局部更换支脚。嵌套，堆焊打磨方法用于日常维护。
起重臂主要由臂体和支脚组成。支脚具有铸件盒结构，臂体具有焊接结构，该焊接结构具有可变截面的矩形梁，两者通过焊接整体连接。
由于支脚技术的复杂性，该公司的机器维修车间无法生产。通常，在大型维修工作中会直接更换整个支脚。较高的维护成本和较长的维护周期会影响生产工作进度。
（二）起重臂使用环境
电铲在开挖，提升和铲斗打开期间反复受到冲击，尤其是在根部拆除操作期间，动臂受到反复冲击。在恶劣的工作条件下，这种力法会严重损坏斗臂。
（三）起重臂受力分析
当通过操作电铲作业若遇爆破效果不好，诸如岩石的不均匀分布，阻力迅速变化，根据数据，WK-4电铲在开挖过程中的最大静升力达到约500kN，最大静推力达到约230kN。在许多情况下，钻孔阻力会立即增加数倍。此时，作业设备推压 、提升传动的运动速度将急剧下降，重复可变冲击载荷急剧增加。此外，在举升电铲时，如果铲斗离开地面时举升力过大，则动臂会出现局部焊接裂纹。
（四）焊接残余应力集中
起重臂是焊接的结构部件。在焊接过程中，快速加热和冷却会改变材料的晶体结构，从而改变残余应力，从而在焊接后在焊缝上形成独特的平衡，从而导致应力集中。在使用过程中，材料会受到温度和外力的影响，应力会膨胀和变化。同时，如果在使用过程中打开焊缝，则反复进行补焊会导致焊缝应力集中。其中，起重臂的水平焊缝最明显，上垫块底座的下部水平焊缝最严重。
二、局部更换方法
（一）切割
通过碳弧气刨工艺把沿图1中虚线处两个磨损变形销孔座进行处理，切掉整个孔，然后用砂轮机和光磨机抛光支脚以切割电弧。
.png)
支脚上的两个销孔的直径为Φ115mm。 Φ114x1130通轴经过Nirumbar处理，以利于两个钢套和支脚的对准。 锁紧螺母固定在通轴的两端，长度为735毫米。 对于钢管，两个钢套相对固定在通轴的两端。
三、焊接
（一）焊条选择
ZG35是一种高碳钢，具有高的脆性和硬度，并具有耐冷热性。焊缝的热影响区容易产生硬脆性和低温开裂现象。在过程中必须采用预热，以降低焊缝的硬度并防止开裂。焊接前的预热降低了焊接区域的冷却速度和温度差，从而减少了金显组织形变并降低了焊接应力。同时，它从焊缝中释放出扩散的氢并防止冷裂纹。考虑到夏天的环境温度，在凹陷的露天场地中，使用乙炔氧气或焊枪将焊缝在焊接区域上烘烤至约200-300°C的温度。所使用的电极是碱性底部氢电极J506电极。这是因为它具有出色的机械性能和抗裂性，并且具有与ZG35相同的强度，可以满足零件的质量要求。
（二）工艺措施
（1）焊接之前，将焊条在200-250°C的炉温下烘烤1小时，以完全清除焊条中的水分。这是因为水分是在焊缝中形成孔的主要原因之一。并清理焊缝周围油污水锈。（2）碳弧气刨技术用于打开U形凹槽，以减少熔化到焊缝金属中的焊缝比例并防止裂纹。（3）使用乙炔氧气或喷灯将焊接区域内凹槽两侧的150-200 mm范围内的焊接区域烘烤到大约200-300°C（暗红色）的温度。
焊接第一层（底部焊接）时，请使用100-150 A小电流，直径为3.2 mm的焊条，并尝试缓慢焊接以防止热裂纹。电流100-150A低电流，慢焊速，多层多道焊以降低焊接线的能量，然后适当增加电流，并使用直径为4 mm的电极。
它采用正焊接和负焊接的对称焊接工艺来消除两侧的变形。焊接后，锤子将焊接金属拉伸，减少塑性变形区中金属的拉伸应力，并减少变形。焊接后，使用割炬将焊缝加热到600-650°C，用生石灰保持其温度，然后缓慢冷却以防止焊缝熔化区出现微裂纹。焊接好钢套和支脚后，松开压紧螺母，拆下通轴和定位钢管，以完成修复。
结语：综上所述，根据216,000个起重臂的计算（太重提供数据），使用局部替换方法修复的动臂支脚将长期使用。部分替换支脚的修复方法所需的投资不到34,000 一根起重臂可节省了18.2万元，经济效益显著。
参考文献：
[1]郭龙立,原拽龙.WK-4A拉斗挖掘机大臂支撑改造[J].矿山机械,2009,37(10):80-81.
[2]郭庆丰,田国柱,王井峰.WK-4(W-4)电铲铸钢件裂纹的修复工艺[J].煤矿安全,2002(02):46-47.
[3]徐国灵.WK—4型电铲驱动轮及斗齿的堆焊修复工艺介绍[J].水利电力施工机械,1989(03):40-42.