焊接式与螺栓式耐磨件:连接方式怎么选
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焊接式和螺栓式耐磨件并不是同一接头的“永久版”和“可拆版”。两种方式都依赖为自身载荷路径设计的支撑结构,并形成不同的维护体系。
图 1:应比较完整且经过批准的系统,而不是单独比较某一个连接特征。
焊接式耐磨件
优点
- 结构中没有需要维护的贯穿螺栓
- 适合按焊缝设计的连续耐磨条、衬板和几何
- 服役期间无需检查螺纹紧固件
控制点和取舍
- 需要合格焊接工艺和焊工
- 必须了解基材与耐磨材料的焊接性
- 可能需要控制预热、焊材、热输入和层间温度
- 要管理变形、氢致裂纹和焊缝质量
- 拆除可能涉及气刨、切割、烟尘和基面修复
“多焊一点”不是维修策略。额外焊缝或未经批准的焊接图样可能增加拘束,并把应力转移到基体结构。
螺栓式耐磨件
优点
- 条件合适时计划更换可能更快
- 更换过程不产生焊接热和焊接烟尘
- 通常可以单独更换分段
- 拆装过程更容易在维修团队中标准化
控制点和取舍
- 基刃与孔必须完好并正确对齐
- 贴合面必须清洁、平整
- 正确螺栓、螺母、摩擦状态和预紧力非常关键
- 紧固件需要检查;松动会造成微动磨损和孔拉长
不要把单一产品试验普遍化
Caterpillar 报告其特定地下装载机 BOHA 系统更换约需 1–2 小时,而对比的焊接式刀板组需要 20–40 小时;部分现场中寿命可达焊接式方案的两倍。这是该制造商针对特定系统和应用的结果,不能解释成所有螺栓式方案都具备相同优势。参考 Cat BOHA。
全生命周期比较
使用现场模型:
生命周期成本 = 耐磨件 + 耗材 + 人工 + 计划停机 + 检查 + 基体维修 + 非计划故障成本
| 输入 | 焊接式系统 | 螺栓式系统 |
|---|---|---|
| 零件和耗材 | 耐磨件 + 焊接耗材 | 耐磨件 + 规定紧固件 |
| 技能 | 合格焊接与检验 | 机械装配和受控紧固 |
| 设备 | 焊机、抽排烟和烟尘控制 | 起吊、拆卸和校准扭矩工具 |
| 结构风险 | 热、气刨和焊接维修 | 孔磨损、微动和夹紧力损失 |
| 更换时间 | 由现场决定 | 由现场决定 |
选择问题
- 铲斗或铲板是否为拟采用的连接系统设计?
- 主要冲击和磨损载荷是什么?
- 现场能否执行并检验规定焊接工艺?
- 孔位、操作空间和贴合面是否适合螺栓连接?
- 停机价值是多少,现场实际有哪些资源?
- 当前系统表现出的失效模式是什么?
- 改装是否获得设备或工作装置工程师批准?
资料来源
工程说明:未经批准的结构设计和程序,不得把焊接接头改为螺栓式,或把螺栓式改为焊接。