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義博張琰
中國經(jīng)濟導(dǎo)報記者|梁喜俊
11月25日，經(jīng)過接連兩個階段137項檢修、耗時240天的國家能源集團神華準(zhǔn)能集團有限責(zé)任公司黑岱溝露天煤礦亞洲唯一礦用吊斗鏟完成檢修，順利康復(fù)“出院”。
數(shù)據(jù)顯示，自2007年吊斗鏟在準(zhǔn)能集團投入使用以來，已累計剝離土石方近2億立方米。截至2019年7月26日，吊斗鏟啟機運行時間79190小時，提升工作時間49454小時，回拉工作時間49588小時，回轉(zhuǎn)工作時間52859小時，行走時間步數(shù)為6342小時、27085步。
持續(xù)13年、高強度的工作讓吊斗鏟的各項系統(tǒng)磨損嚴(yán)重。為此，2019年8月，準(zhǔn)能集團開始對吊斗鏟進(jìn)行5萬小時大修，計劃對這臺超級“巨無霸”的電氣、機械、焊接滾筒軸承等五個方面進(jìn)行全面檢修。
第一階段：
歷時113天，檢修項目66項
吊斗鏟5萬小時第一階段檢修于2019年8月21日開始，歷時113天，檢修項目66項，攻克2項技術(shù)難題，完成兩個“首次”——首次更換提升和回拉滾筒兩側(cè)軸承，首次更換回拉滾筒兩側(cè)端軸。
在第一階段中，吊斗鏟大修的重點和難點是提升和回拉電機軸承的更換。吊斗鏟工作時，主要通過提升和回拉電機控制鏟斗進(jìn)行土石方的抓取和排棄，提升和回拉電機相當(dāng)于這臺巨無霸的“心臟”，而更換提拉電機的軸承也就相當(dāng)于給它做“心臟修復(fù)”手術(shù)。
要給這個5300多噸的巨無霸做“心臟修復(fù)”手術(shù)，維修人員碰到的第一個難題就是如何將軸承拆解下來。
吊斗鏟這個“大力士”有一顆直徑10多米“大心臟”——回拉電機，電機的定子和轉(zhuǎn)子的直徑也為近5米的龐然大物，而且二者的間距最寬處只有12毫米，最窄處僅6~8毫米，相當(dāng)于一個手指的厚度，不僅質(zhì)量大、體積大，安裝精度要求非常高。
除了面臨質(zhì)量大、體積大的難題外，拆卸工作對精度的要求也十分嚴(yán)格。由于回拉電機間隙只有12毫米，檢修人員只能將回拉電機轉(zhuǎn)子頂起，在6毫米的范圍內(nèi)進(jìn)行拆裝，拆裝工具是否合適至關(guān)重要。由于廠家提供的拔取軸承專用卡具與現(xiàn)場實際不符，維修人員根據(jù)設(shè)備參數(shù)，自己加工出了合適的配套卡具。一邊小心翼翼地觀察著軸承的抽取情況和數(shù)據(jù)，一邊根據(jù)情況及時調(diào)整方向和力度，終于順利取出回拉軸承。
但是在提升電機軸承安裝時新的問題又出現(xiàn)了，為使軸承與立軸連接的更加緊密，達(dá)到“過盈配合”的效果，廠家設(shè)計的軸承內(nèi)徑要小于立軸的直徑。如何將兩噸多重的“小”軸承套到大立軸上，成為又一個棘手的難題。
為使軸承與立軸連接更為緊密，廠家設(shè)計的立軸直徑要比配套的滾筒大0.4毫米。所以在檢修中，就要將重2.9噸、長1.2米、直徑750.6毫米的軸承，安裝到內(nèi)徑750.2毫米的滾筒里面。
經(jīng)過長達(dá)60余天科學(xué)細(xì)致的研究，維修人員最終敲定了更換主軸的方案，即利用物體熱脹冷縮的原理通過對立軸進(jìn)行冷卻降低其幾何尺寸，然后快速進(jìn)行安裝。
按照檢修計劃，2019年11月9日，維修人員對吊斗鏟回拉電機端軸進(jìn)行了安裝。將立軸放入密閉液氮桶中，通過不斷加注液氮冷卻的方式，將主軸直徑冷卻縮小。立軸要冷卻到滿足要求的尺寸，必須冷凍8個小時以上。再將立軸吊出液氮桶，反復(fù)測量幾何尺寸，符合標(biāo)準(zhǔn)后，從地面起吊到離地面14多米高的回拉電機端軸安裝平臺。
經(jīng)過緊張的作業(yè)，在維修中心職工和外方專家的共同努力下，回拉立軸終于順利裝入滾筒。至此，吊斗鏟5萬小時大修的第一階段順利完成。
第二階段：
歷時127天，檢修項目71項
吊斗鏟5萬小時第二階段檢修工作于2020年6月15日開始，歷時127天，檢修項目71項。本次檢修包括電氣檢修、機械檢修、焊接檢修、潤滑檢修和大臂升級改造五大項內(nèi)容。
檢修中，為了完全釋放大臂所有管件中的應(yīng)力，在受疫情影響無外方專家的情況下，設(shè)備維修中心吊斗鏟車間憑著更換大臂繃?yán)K的經(jīng)驗，對此進(jìn)行了精密部署和大膽嘗試，首次將大臂與連接銷子取開，并完成了大臂橫移8米的首創(chuàng)。
導(dǎo)繩輪控制著提升繩和回拉繩的運作軌跡和導(dǎo)向，通過三角架總成和大臂上的導(dǎo)繩輪，確保了提升繩和回拉繩平穩(wěn)纏繞在滾筒上，保證了吊斗鏟鏟斗的平衡性。但是，大臂導(dǎo)繩輪及其余導(dǎo)繩輪軸承已到保養(yǎng)期限，繩槽已磨損過限，它的好壞直接影響著提升繩和回拉繩的壽命。
吊斗鏟共有8個導(dǎo)繩輪，16盤軸承，導(dǎo)繩輪直徑為3.43米，重量達(dá)28噸。每個導(dǎo)繩輪的位置有所不同，最高處導(dǎo)繩輪位置距地面71米。
導(dǎo)繩輪拆卸的難點主要是高空作業(yè)，作業(yè)位置高且空間狹小。在拆卸中，工具較重，作業(yè)點高，液壓扳手、電動扳手、氣動扳手等多種工具只能用吊車吊運上去。作業(yè)中還有維修人員達(dá)不到的位置，只能采用吊框作業(yè)。
2020年9月2日，吊斗鏟大臂末端的工字梁21.96米處被截取下第一段，長為2.31米。作為本次大修的核心之一，大臂焊接無疑是本次吊斗鏟大修的重中之重，也是本次大修中的一大難點。從防風(fēng)預(yù)熱，到焊接工字梁，到最后的逐步降溫散熱，每一步都必須嚴(yán)格有序。
本次焊接的方式為混合氣體保護焊，吊斗鏟維修人員在大臂上搭起了“棚子”，防止風(fēng)力對氣體產(chǎn)生影響。除此之外，焊接前還需要對焊接部位進(jìn)行預(yù)熱，并用測溫板對其進(jìn)行測溫，當(dāng)平均溫度達(dá)到120度以上，工作人員開始焊接，焊接過程中還需要不斷對大臂溫度進(jìn)行檢測，嚴(yán)格控制焊接溫度。而焊接過程中的另一個難點就是時間跨度長。焊接一旦開焊就不能停止，由于工字梁寬窄不一，焊接的時間也不同，窄的工字梁至少需要6~7個小時，最寬的更是需要10多個小時，焊接人員還要承受棚子內(nèi)超高的溫度，這對他們都是極大的考驗。
維修人員通過4臺吊車同時舉升，利用對講機同一頻道，設(shè)置專人指揮、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，歷經(jīng)2.5小時的時間，將一對銷子順利歸位。2020年10月12日，與吊斗鏟大臂相連接的主繃?yán)K連接銷穿入歸位，吊斗鏟大臂順利起升，也意味著吊斗鏟5萬小時停機保養(yǎng)檢修第二階段接近尾聲。
截至10月21日，吊斗鏟5萬小時第二階段大修保養(yǎng)工作圓滿結(jié)束，為投入試運行生產(chǎn)做好了充分準(zhǔn)備。
11月25日15“擎天柱”終于結(jié)束一天一夜的漫長“旅途”，正式投入生產(chǎn)，重新開始了它的新征程。
“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。正是一次次的細(xì)心摸索，一次次的大膽嘗試，準(zhǔn)能集團維修人員才破解了一個個技術(shù)難題，完成了一次次的“第一次”。面對時間緊、任務(wù)重、交叉作業(yè)多、維修戰(zhàn)線長等困難，準(zhǔn)能集團維修人員迎難而上、全力以赴、齊心協(xié)力，確保了吊斗鏟5萬小時大修順利完成。