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焊接式与螺栓式耐磨件:连接方式怎么选

发布于 3 分钟阅读

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。

焊接式与螺栓式耐磨件系统对比

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

  1. 铲斗或铲板是否为拟采用的连接系统设计?
  2. 主要冲击和磨损载荷是什么?
  3. 现场能否执行并检验规定焊接工艺?
  4. 孔位、操作空间和贴合面是否适合螺栓连接?
  5. 停机价值是多少,现场实际有哪些资源?
  6. 当前系统表现出的失效模式是什么?
  7. 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。