基于TRIZ理论解决WK-27电铲前拉紧轮导向系统磨损

(整期优先)网络出版时间:2021-02-25
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基于 TRIZ 理论解决 WK-27 电铲前拉紧轮导向系统磨损

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。

  1. 确定解决问题的方案:

2.1分析前拉紧轮系统构造原理

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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:

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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

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图三:系统资源分析图

2.4建立已有系统的功能模型

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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。60374a7ddc0d1_html_c572ee8a364fa7fc.png

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。

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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