神东洗选中心设备维修专用工具的改进与研究

[摘 要]随着神东公司高效率、高效益的发展模式，神东洗选事业也不断发展和壮大。生产设备不断增多、运行时间加长、使用率增高等，在此情况下，设备的故障也不断增多，设备的维修工作将直接制约着生产效益，如果能设计研究出一套专业、实用、高效的工具将解决设备维修效率低的瓶颈。

[关键词]神东 洗选 维修 工具 专用

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0378-03

一、洗选中心天马离心机大修工艺的优化与改进

1、 立项背景

离心机大修是指离心机更换缓冲套，将离心机各零部件全部解体。根据离心机使用工况平均每2-3年更换一次，以往每次更换需要20小时，在难拆卸的情况下，所需时间更长，影响正常设备生产。拆卸筛篮、缓冲套、碟簧等的结构件时无专用工具，只能用手拉葫芦拉拽，又费时、费力、并且存在安全隐患；如果能从优化、加工专用工具着手将最大程度提高离心机的大修效率。

2、 项目主要 内容及特点

在更换缓冲套是必须先拆卸筛篮、碟簧锁母、激振箱、主轴等，改进优化离心机拆卸筛篮、碟簧锁母的专用工装尤为重要，具体如下。

1、拆卸筛篮工装的优化

原来拆卸筛篮工装有以下几点缺陷

（1）将固定板连接于筛篮背板并使用电焊将其焊牢靠，此方法对筛篮背板造成不可逆转的力学损伤；

（2）两根丝杆连接造成顶压时受力不均匀，容易损坏工装及液压设备，并需要两人配合作业将重达60公斤的千斤顶抬起，如果配合不当将有夹手、砸脚的危险；

（3）筛篮内空间狭小并且人站立后容易旋转，存在安全风险，顶压时需两人抬住千斤顶和工装一人进行操作手泵，不仅耗费人力而且不安全，在难拆卸时，还需要增加甩锤进行拆卸。

新优化、改进的筛篮拆卸工装有以下优点：

（1）用高强度螺栓将顶板与筛篮背板连接，加工设计四根高强度退卸丝杆与顶板四点连接，将退卸丝杆增加到四根，使背板手拉受力均匀；

（2）设计千斤顶托架便于安装放置千斤顶，省去两人费力的配合；

（3）退卸丝杆、顶板强度增加后，改用100T千斤顶、电动泵，将筛篮退卸。顶压改用电动泵后，只需一人观察就能完成拆卸。

优化改进后退卸筛篮的工装，将变成1人操作就能完成拆卸，优化后与原来相比可结余1小时。

2、拆卸碟簧锁母的专用工装的优化改进

在天马离心机大修时，必须要拆卸碟簧锁母，以前采用锤击方法拆卸，易造成人员砸伤，锁母损坏。如果能利用电动扭矩扳手将其拆卸将省去人工作业部分。

使用该专用工具后能安全、快速拆装锁母，可缩短离心机拆装碟簧锁母检修时间1小时，而且由原来两人操作，现在一人就能完成，降低劳动强度。

3、新设计、加工缓冲套拆卸专用工装

无专用工具前拆卸缓冲套只能用手拉葫芦横拉拆卸，受周围空间位置的限制、缓冲套过紧时，不能拆卸，在拆卸过程既费时、费力又不安全。

新设计、加工离心机缓冲套拆卸专用工具分别与缓冲套连接，利用液压千斤顶能快速、安全拆卸缓冲套。利用此专用工具拆卸三个缓冲套能缩短5小时的检修时间，同时也降低检修人员的劳动强度、提高检修安全系数。

四、效益情况

1、 安全效益

通过对离心机大修专用工具优化改进，原来用锤击拆方法拆卸碟簧锁母、用手拉葫芦拉拽的方法在拆卸缓冲套过程中时有人员手指夹伤、砸伤等以及零部件的损坏，通过专用工具、工装的优化改进与原来大修相比减少两人，同时降低人员的劳动强度，提高检修安全性。

2、经济效益

使用优化改进的专用工具后能安全、快速更换离心机缓冲套由原来的20小时，现在12小时就能完成检修任务，原来的需要8人参与大修，现在通过工具的优化改进6人就能完成大修任务。使用新改进专用工具进行大修，每台可结余成本5000余元，按照以往离心机的检修，每年可结余成本10万余元。

二、离心泵大修专用工器具优化与改进

1、 立项背景

神东洗选中心目前在用的各类离心泵有500余台，由于离心泵内部零部件（叶轮、轴套、蜗壳、护板）属易磨损件，更换周期一般在6-18个月。根据近两年离心泵检修统计，每年检修量约90余项。在项修、大修时都需要拆除相应的零部件，经常遇到吊装困难、平衡点难找、对中性差，造成检修耗时长，在检修中存在诸多的安全隐患等问题。如果能设计、加工离心泵拆装叶轮、蜗壳、背板等部件的专用工具，便可实现安全、快速拆装的要求。

2、 项目主要 内容及特点

离心泵工具创新点如下：

1. 离心泵叶轮拆装专用工具：

（1）专用工具开口设计成可调节式，适合直径在300-1150mm闭式叶轮；

（2）支撑板设计成顶丝式，可随时调整叶轮的垂直度；

（3）专用工具的吊点可选择，便于叶轮重心位置，可快速的安装；

（4）专用工具重量轻，便于搬运，一人可轻松的搬运。

2. 离心泵蜗壳拆装专用工具：

（1）支撑板设计成滑道式，可适用不同类型离心泵蜗壳；

（2）支撑板设计成顶丝，避免了蜗壳不规则性在专用工具上滑动；

（3）该工具根据其本身构造特点，合理布局冲孔，减轻自身重量。

3. 离心泵背板拆装专用工具：

（1）利用其本身与轴承组件主轴间隙，根据弧度设计挂钩形状；

（2）支撑板设计成顶丝，避免背板在专用工具上转动；

（3）定位精确，方便安装；

（4）分体式加工，适合不同型号离心泵。

具体做法对比：

1. 离心泵叶轮拆装专用工具

改造前存在问题：

（1） 拆装时没有叶轮安装工具，只用大铁钩吊挂；

（2） 安装时不能找到平衡，叶轮安装困难、耗时长，检修现场需要3-4人相互配合共同完成；

（3） 检修现场环境因素复杂，有时空间位置狭小，多人操作时不安全因素也就随之增大。

改造后的优点：

（1） 叶轮安装专用工具能快速吊挂安装叶轮，叶轮安装两人10分钟内就可完成；

（2） 用丝杠直接调整叶轮的垂直度、吊挂点可选择；

（3） 并通过力学计算选用合适厚度的板材加工而成，并在板材上设计圆孔，减轻板材重量。

2. 离心泵蜗壳拆装工具

改造前存在问题：

（1） 拆卸蜗壳时，没有相应的拆装工具，使用自制的吊钩或钢丝绳，不能吊挂平衡，存在安全隐患，并在恢复安装蜗壳特别困难。

（2） 由于蜗壳是不规则的圆形，吊装过程中由于偏心作用或吊点不合适时，蜗壳在吊钩上滑动，同时还需手拉葫芦在蜗壳下方用牵引，安装耗时长。

改造后的优点：

（1）加工后的蜗壳拆装工具，根据蜗壳内部弧度设计此工具的弧度，并加装可移动的顶丝装置，从而将其牢固定位。

（2）根据蜗壳内部弧度设计了挂钩，在工具上方加装可移动的顶丝，在任何位置都可以将其固定，同时在吊装过程中也避免了固定不牢及吊歪现象，

（3）实现安全、快速的安装、降低检修人员的劳动强度。

3. 离心泵背板拆装工具

改造前存在问题：

（1） 以前拆装背板时，由于无吊点，检修人员在搬运容易滑脱，造成人身伤害事故；

（2） 安装时不能定位，背板转动；安装时3-4人共同配合转动完成安装，安装时间长。

改造后的优点：

（1） 改造背板拆装专用工具，根据背板与轴承组件主轴间隙加工此工具，并用顶丝将其固定；

（2） 该工具在拆卸时只需一次定位，在安装时只需将背板推入即可将其定位固定。

（3） 该工具为分体式，适合不同型号的背板拆装，方便日常搬运。

（4） 该项工具能快速安装，并只需2-3人就能完成安装。

3、 效益情况

（1）安全效益

使用叶轮、蜗壳、背板拆装专用工具后，实现快速、安全拆装，专用工具吊装固定可靠、吊运平稳，减轻了检修人员的劳动强度，避免了原来出现挤伤手指的人身事故。

（2）经济效益

使用叶轮、蜗壳、背板拆装专用工具与以前相比，主要是人员和工时减少。

原来大修5人，而现在需要4人就能快速的完成，每次检修减少人员1名；

检修定额工时由原来的9小时降低至现在7小时，结余2小时；

计算说明：

原来每项检修总工时：5*9=45 ；现在每项大修总工时：4*7=28；

每工时以：40元/h； 2013年、2014年检修统计每年离心机大修在90余项。

④改造专用工具费用，使用16mmQ345板材2O、20mm Q345板材1O，M16高强螺栓6条 ；M20高强螺栓4条；材料及加工共计费用1200元。

经济效益=（45-28）*40*90-1100=60100（元）

使用叶轮、蜗壳、背板专用工具每年大修离心泵可结余6万余元。

三、限矩型液力偶合器拆装专用工具研发与应用

1、立项背景

神东洗选中心目前在用胶带机、刮板机、破碎机的限矩型液力偶合器共有400余台，每年因偶合器出现漏油、异响、高温等原因进行维修约280次，但由于偶合器运转时间较长、装配过紧、轴端锈蚀等原因导致退卸丝杠退卸偶合器十分困难，甚至在现场还采用偶合器解体方法进行拆卸，这样无形中延长了检修时间。

2、项目主要 内容及特点

改进前采用斜铁锤击法拆卸限矩型液力偶合器时，容易造成偶合器外壳或减速器端盖造成损坏，甚至使用锤击时也容易伤人；使用拔轮器退卸法退卸丝杠时，由于锈蚀等因素导致偶合器无法退卸。在安装时采用铜棒锤击法安装，这样很容易损伤退卸丝扣和偶合器外壳。这些方法在现场使用起来极其不便，而且特别耗费人力，浪费检修工时，给检修工作带来许多困难。

改进后根据力学原理该专用工具只受重心方向的力，而没有作用在偶合器外壳的力，使用空心丝杠和千斤顶配合直接作用在偶合器的重心位置，保证了其受力均衡。

改造后的专用工具主要体现以下特点：

1. 解决了拔轮器无法应用的难题。由于偶合器与电机或减速器间的间隙过小，加之偶合器壳体为铝制品，导致合适尺寸的拔轮器在现场无法应用。该拆装工具利用偶合器自身的退卸螺纹，采用中心位置受力，合理解决了上述难题。

2. 降低拆装偶合器时使用大锤锤击的危险性，以前在拆卸偶合器时经常使用锤击斜铁退卸法，装配时也采用垫铜棒锤击，既费人力，又可能损坏偶合器推卸螺纹，而且使用锤击还存在安全隐患。

3. 解决了使用甩锤连杆尾部吊点难找、受力不均匀的的问题。以往使用甩锤拆卸时吊点不好找，而且可能导致受力不均匀，无法拆卸偶合器。该拆装工具在拆卸时用四根相同尺寸的连杆连接，受力均匀。在装偶合器的时候，使用空心千斤顶，用一根连杆连接，使得受力均匀。

4. 在正常情况下，偶合器在拆装时不能采用温差法，经过现场不断的测量得出偶合器装配时的过盈量一般在0.04mm―0.15mm之间，使用50T的液压千斤顶足够将偶合器拆卸和安装，降低了员工的劳动强度。

5. 使用该专用工具能快速拆卸、安装偶合器，与原来先比每次可减少3小时，减少2人。

6. 该液力偶合器专用工具自主设计、自主加工，并且携带方便，组装使用简单，适合检修现场使用。

3、 效益情况

1、安全效益

原来使用大锤锤击拆装容易造成人员砸伤，损坏偶合器外壳、内螺纹等部位；而现在使用专用工具不需要锤击，利用液压千斤顶能安全、快速拆装。使用专用工具后未发生一起砸伤事故，同时降低了员工的劳动强度。

2、经济效益

使用原来的方法拆卸限矩型偶合器需要6人能完成检修，而使用现在的专用工具更换偶合器或更换电机、减速器只需要4人就能完成，每次检修可减少两人，并且降低了劳动强度；拆装每台偶合器检修与原来相比能缩短3小时，应用此工具共拆卸、安装偶合器20余台，节约检修时间60小时，安装以往拆装偶合器检修量预计一年可结余成本40万余元，并且能有效提高胶带机、刮板机、破碎机检修效率，降低人员的劳动强度。

4、 推广情况

已在神东洗选中心所有选煤厂的胶带机、刮板机、破碎机拆装限矩型液力偶合器检修中，得到了广泛的应用。各选煤厂胶带机、刮板机、MMD破碎机共400余台限矩型液力偶合器，应用此专用工具能快速、安全拆装偶合器。

现场应用工作图：

四、设备维修拆装机研发与加工

1、 立项背景

神东洗选中心各类轴类设备及零部件实现自主维修，各类激振器、减速器、轴承组件，每年维修量在300余项，目前现有的立式压力机不能安全、快速退卸轴类零件，卧式压力机在退卸时需要3人以上配合操作，而且对设备的箱体损坏大，特别是振动筛激振器。在用激振器560余台，每年解体维修激振器70余台，这些设备解体检修的主要难点及耗时点在设备的退卸和组装上，如果能够研发一种可以攻克设备推卸难的问题将实现事半功倍之效。

思路和做法：可以实现激振器在检修平台处上下升降、前后移动、径向360°翻转的功能。激振器检修时只需用螺栓固定激振器底脚，把激振器固定在此装置上，检修全过程可以在此套装置上完成。实现以上功能应用到液压系统、滑轮、轨道、传动轴、齿轮等机构。

2、 项目主要内容及特点

主要研究内容：

（1）该压力机上方横梁可以打开，便于吊运，设备可以直接使用天车吊运到工作台上进行拆装。而现有1600千牛立式压力机上方为封闭的横梁，不能实现此功能；

（2）该压力机操作平台为可变平台，利用变换不同的工装板实现专板专用，即每类型设备配备一块专用工装板，使用时只需更换工装板即可，更加高效安全。而现有1600千牛立式压力机不能实现此功能；

（3）该压力机200T千斤顶可以在上方横梁上左右移动，工作时可以根据需要实现对下方工件不同位置的顶压。而现有1600千牛立式压力机为千斤顶定点固定式，不能实现此功能。

（4）设计加工激振器专用检修装置

此装置设计加工完成后，可以实现激振器在检修平台处上下升降、前后移动、径向360°翻转的功能。激振器检修时只需用螺栓固定激振器底脚，把激振器固定在此装置上，检修全过程可以在此套装置上完成。

达到目标：

1、解决洗选设备解体检修中一些设备退卸、组装时，普通压力机难以找到合适的支撑点，施压点、退卸组装困难的问题；

2、实现对重型设备可以直接使用天车吊运到压力机操作平台上作业的目的；

配合激振器专用检修装置，可以实现激振器拆卸组装时频繁翻转的需要，省去使用天车吊运翻转的复杂工序，且消除了吊运带来的安全隐患，同时提高检修效率。检修激振器的全过程可以依次在此装置上完成。

3、

三、 效益情况

安全效益：

1.用原来的设备拆装，在拆装激振器中，要多次进行吊运翻转，给拆卸作业带来隐患，使用此设备排除了其隐患，通过旋转可以实现此目的；

2.在拆装激振器作业中，要进行多次吊运，在退卸轴和轴承时，需要天车吊运，压力机顶压，而且因为激振器箱体基础座高，在退卸时需要加支撑垫，保证千斤顶和轴的同轴度，因此在退卸作业中存在很大的隐患；而且在退卸作业中至少要3个人配合作业，劳动强度大、效率低，使用此设备后，不用加入支垫，有2个人就可以实现目的，排除隐患，降低劳动强度，提高效率。

经济效益：

（1） 此拆装机的应用将我单位以前外委修复康威德激振器、SEW一体式减速器能自主维修，降低外委维修费用。每年洗选中心委托外委康威德厂家修复G-1000、G-2000、4.1S激振器30余台，外委费用600万元，我单位将康威德激振器自主维修后每年至少可结余200余万元。

（2） 应用此拆装机后提高设备检修效率、安全系数及创造出了价值空间。

例如：检修激振器，以每年维修数量按100台计算，每维修一台需要3人20小时完成，每年检修激振器所需时间为100台*3人*20小时 =6000小时；应用此拆装机后，每维修一台激振器需要2人16小时完成，每年检修激振器所需时间为100台*2人*16小时 =3200小时，这样每年检修100台激振器可结余工时为6000-3200=2800小时。若利用此结余工时再修复激振器，可修复87台（2800h/32h*台），可创造价值400余万元。

作者简介

张丙祥，陕西榆林人，2010年7月毕业于陕西科技大学机械设计制造及其自动化专业，现供职于神东煤炭集团公司洗选中心机械维修中心。