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采煤機搖臂殼體修復工藝

文檔作者：單寶興文檔來源：神東煤炭集團		更新日期： 2026年07月19日	點擊數(shù)：
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石油化工
引言
目前，在我國的化石能源儲備中，煤炭占比約
94%，煤炭的有效供給對我國國民經(jīng)濟和社會持續(xù)穩(wěn)定
發(fā)展起著不可或缺的作用，并且在國家層面具有重要的
戰(zhàn)略意義。作為保證井下高效生產(chǎn)眾多設備中，采煤機
在其中扮演著一個重要的角色。由于采煤機在長時間作業(yè)
過程中，產(chǎn)生故障進行維修，通過對修復過程的工藝進行
分析，可能有效增加修復質(zhì)量，為同一修復提供指導。
一、采煤機搖臂殼體故障分析
在采煤機的眾多組成部分當中，搖臂作為關鍵部
件。由于采煤機在工作過程中，搖臂殼體不僅承受著截
割滾筒、行星傳動等各零部件的重力，還需要承擔采煤
過程中所產(chǎn)生的各種沖擊負荷，搖臂殼體長期處在這種
復雜工況下，使得搖臂殼體部分軸孔變形、表面磨損等
故障，從而影響礦井生產(chǎn)。據(jù)相關調(diào)查表明，搖臂故障
率約占采煤機各項結構件的30%～40%，所以，通過分
析采煤搖臂修復工藝，再應用到實際生產(chǎn)當中，對修復
采煤機搖臂起著重要作用，采煤機如圖1所示：
圖1　采煤機
在采煤機長期使用的過程中，搖臂可能會出現(xiàn)軸承
孔磨損、漏油、齒輪損壞等故障。據(jù)相關采煤機故障統(tǒng)
計分析，故障區(qū)域主要集中在：第一，高速區(qū)；第二，
低速區(qū)；第三，鉸接孔區(qū)。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)得知，其中高速區(qū)主要為搖臂的電機
傳動部分、齒輪傳動部分等，高速區(qū)故障占搖臂整體故
障率為35%，故障類型主要為：搖臂殼體軸承孔磨損超
差、卡簧損壞。低速區(qū)主要指的是行星傳動系統(tǒng)約占整
體故障率的20%，浮動密封主要故障為浮動密封尺寸超
差導致漏油情況等。
二、采煤機搖臂殼體機械加工分析
由于，搖臂殼體屬于高度緊密配合的齒輪傳動結
構，軸孔較多，精度要求高，所以對搖臂軸孔進行精加
工存在一定的困難。如果，軸孔加工較小，齒輪裝配較
為困難，再者齒輪在進行傳動，容易咬死；軸孔加工較
大，與軸配合產(chǎn)生間隙，導致齒輪嚙合過程中接觸面
較小，加速齒輪的磨損。所以，在對搖臂殼體進行修
復時，必須保證軸孔較高的孔精度，以及與鄰孔的平行
度、孔中心距。
1.工藝流程
搖臂殼體一般大修過程包括：整體檢查、拆卸零部件、
零部件清洗與檢測等步驟，具體步驟如圖2流程圖所示：
搖臂拆解
搖臂各部件清洗
搖臂各部件檢測
損壞原因分析
結構件維修
搖臂裝配
搖臂測試
圖2　搖臂殼體大修流程圖
本文的主要內(nèi)容圍繞前期各結構部件的檢測、整個
修復工藝流程、具體修復措施等幾個方面來展開。
2.搖臂損壞情況檢測
搖臂內(nèi)孔的檢測一般分為以下幾種：
第一，內(nèi)孔尺寸超過極限公差、存在裂紋、缺陷等
進行補焊，補焊完成后進行機加工修復。
采煤機搖臂殼體修復工藝
單寶興　　神東煤炭集團
【摘　要】隨著機械化生產(chǎn)的普及，采煤機作為礦井綜采工作面核心設備之一，承擔著礦井生產(chǎn)的重任。搖臂作為
采煤機結構中最容易發(fā)生故障的部位，研究搖臂的修復工藝對于實施搖臂維修工作具有重要的現(xiàn)實意
義。針對采煤機搖臂殼體在長時間使用過程中，產(chǎn)生的磨損，造成孔超差以及拆卸過程中可能會出現(xiàn)的
斷絲、斷銷，螺紋孔超差等損壞情況進行檢測，通過對其相應的修復工藝方法進行分析，采取相應的工
藝工序進行修復，經(jīng)過三坐標檢測、礦方實際應用，效果良好，為修復此類結構件提供了可靠的工藝方
法；另一方面也節(jié)約生產(chǎn)成本、提高自主維修能力。
【關鍵詞】采煤機殼體；機加工；焊接；孔面修復
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.14.020
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石油化工
第二，臺階孔變形，有裂紋，深度超差、存在拉傷
現(xiàn)象如圖3所示：
圖3　臺階孔變形
第三，螺紋孔損壞的主要形式有斷絲、孔口損壞、
絲扣損壞等，孔口損壞情況如圖4所示：
圖4　螺紋孔孔口損壞
第四，搖臂鉸接孔超過極限公差，內(nèi)孔存在腐蝕情
況、變形，或者在拆卸過程中，存在割傷現(xiàn)象的進行補
焊維修。根據(jù)檢測結果得出表1：
表1　搖臂損壞情況
檢測項目要求尺寸損壞明細
軸承配合安裝孔Φ180H7 超差
護板固定螺紋孔M16 超差、斷絲
鉸接孔Φ224H7 超差
三、采煤機搖臂殼體修復工藝
1.搖臂測繪
在對采煤機整機拆解完成后，首先，對搖臂殼體進
行認真清理，清除油污、煤泥等。然后，先在三坐標對
搖臂殼體進行測繪，對每組惰輪孔，以及軸承孔進行測
量，檢驗內(nèi)容主要有內(nèi)孔尺寸、孔中心距、圓度、同一
行孔的同軸度、孔端面的垂直度。通過對比各項指標，
從而選取出變化量較小的一組進行記錄，方便后續(xù)對搖
臂殼體進行找正，提供一個參考基準。
2.焊接搖臂殼體
焊接前準備作業(yè)：在對搖臂進行焊接的過程中，由
于搖臂殼體內(nèi)多孔需要進行修復，為了保證焊接質(zhì)量，
焊接人員安全，制作搖臂焊接的工裝，這樣保證搖臂在
焊接過程中平穩(wěn)。
在焊接前，首先需要根據(jù)搖臂殼體的母材成分、受
力要求等綜合因素進行考慮，選擇合適的焊接材料，并
保證搖臂后續(xù)易加工性、保證焊接質(zhì)量。
在搖臂進行焊接前，要對進行焊接的孔去除銹蝕、
油脂等因素，通常使用直磨機對待修復孔打磨使其露出
金屬光澤。在遇到油道孔時，焊接前要對油道孔等采取
保護措施，防止焊接導致油道孔堵住，影響后續(xù)加工。
當遇到母材與焊絲材質(zhì)不一致時，通常將該孔進行機加
工完成擴孔，將該孔擴大至5～10mm，選取合適的焊絲
進行焊接，在進行焊接時，為了防止淬硬組織或裂紋產(chǎn)
生，焊前應該對修復部位進行預熱處理，使用氧氣—乙
炔對焊接部位進行預熱。在焊接完成后，由于采用環(huán)
焊，需要進行補邊，焊接完成后鉸接孔如圖5所示：
圖5　焊接后的鉸接孔
3.機加工工序
（1）搖臂找正
首先，在工作平臺放置可調(diào)支撐，然后天車吊運搖
臂殼體放置在可調(diào)支撐上方，支撐位置選擇適當。接下
來對搖臂殼體進行找正裝夾，基準位置一般選取軸承孔
或惰輪孔內(nèi)外孔。主軸裝夾百分表，由于搖臂磨損較為
厲害，只能根據(jù)經(jīng)驗來對搖臂殼體進行找正。首先，將
電機孔一側(cè)殼體底部支撐作為輔助支撐，選取一組軸承
孔在端面上拉百分表，判斷輔助支撐所需調(diào)高高度，直
到上下端面百分表相差0.05mm以內(nèi)，將壓板用棘輪扳手
壓緊，選取一組惰輪孔進行校驗，當一組前后惰輪孔出
現(xiàn)尺寸不一致時，需要將落差進行補償，滿足0.05mm的
范圍時，完成同軸度找正要求。
在選取基準面或者找正孔中心，遵循的原則是根據(jù)
圖紙查看裝配面，一組孔盡可能保證前后同軸度。
（2）搖臂鏜孔修復
鏜孔修復時，按照粗鏜、半精鏜孔、精鏜孔的工序
進行加工。為了保證每道工序孔的加工余量足夠，能夠
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石油化工
達到技術要求，對補焊后的一、二軸孔進行粗鏜，預留
1～1.5mm加工余量。如，孔內(nèi)出現(xiàn)缺陷則進行補焊，
當補焊量較大時，補焊完成后放置冷卻后再進行加工，
防止工件溫度較高后進行加工，放置冷卻后尺寸發(fā)生變
化。當主軸箱及刀柄伸出過長時，應選擇較少的吃刀量
和進給速度，防止刀具發(fā)顫影響工件質(zhì)量。精鏜完成后
對孔進行測量，確認無誤后轉(zhuǎn)入下一道工序，修復后的
鉸接孔如圖6所示。
圖6　修復后的鉸接孔
（3）搖臂螺紋孔修復
螺紋孔損壞修復方法，先對原孔中心進行找正，選
擇擴孔補焊的方法。用比原孔尺寸單邊大2mm 以上的鉆
頭進行擴孔處理，主要原因在于原孔中可能存在油污、
銹蝕等影響焊接質(zhì)量的因素，通過將原孔擴大可以增強
孔內(nèi)壁與堆焊層的結合強度，防止焊接完成后鉆孔出現(xiàn)
起皮、沙眼等影響質(zhì)量的因素，擴孔完成后對孔內(nèi)鐵屑
進行清理。
焊接完成后，對所焊接表面進行打磨或者銑削作
業(yè)，待銑削完成后，選擇底孔鉆頭進行鉆孔，鉆孔過程
中要及時進行退屑，加工底孔較大的螺紋孔時，要先選
擇中心鉆進行定位，鉆孔完成后，進行攻絲。攻絲完畢
后測量螺紋絲扣有效長度是否足夠，絲扣有沒有缺陷
等，修復完成后的螺紋孔如圖7所示：
圖7　修復后的螺紋孔
（4）機床校驗
在加工完成后，檢查修復項是否有遺漏。最后一步
對修復后的軸承孔，惰輪孔等使用百分表進行中心距、
同軸度進行校驗，看位置精度是否滿足要求，檢查完畢
后松開搖臂殼體上方的壓板，使用天車吊卸搖臂殼體。
四、結論
在搖臂殼體吊運下工作平臺下，檢查倒角是否滿足
要求、焊點焊疤是否去除、孔尺寸是否滿足公差范圍，
將存在問題進行整改。
待以上工序完成后，將搖臂殼體轉(zhuǎn)入三坐標當中，
檢測軸承孔等位置度情況，做好檢測記錄，尺寸檢測記
錄如表2所示，同軸度檢測記錄如表3所示：
表2　搖臂孔修復后尺寸
位置理論實際誤差上下公差
三軸孔204.000 204.013 0.013 0.000~0.050
一軸孔117.000 117.008 0.008 0.000~0.035
鉸接孔225.000 225.037 0.037 0.000~0.050
表3　修復后同軸度檢測
位置理論實際誤差公差帶
一軸內(nèi)外0.000 0.0134 0.0134 0.02
三軸內(nèi)外0.000 0.0186 0.0186 0.02
通過對搖臂殼體后續(xù)進行跟蹤，完全滿足應用性
能，使用效果較好。
參考文獻：
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