1#式破碎機軸承座孔磨損分析及堆焊工藝選擇

1#式破碎機軸承座孔磨損分析及堆焊工藝選擇

1設備磨損在1#和2#pej15002100的旋轉(zhuǎn)中，主軸承的下層發(fā)生了旋轉(zhuǎn)。主軸承在運行過程中受到極大的壓力，并且受到影響。此外，設備的維護條件差，瓦蓋螺釘通常沒有及時加固，這加速了主殼體和下部瓷磚的磨損。運轉(zhuǎn)過程中發(fā)現(xiàn)下瓦與集油器的連接螺絲經(jīng)常斷裂,設備漏油嚴重,瓦蓋螺絲難以緊固,偏心軸運轉(zhuǎn)不平穩(wěn),設備隨時會發(fā)生斷油燒瓦的重大事故,為了保證設備的安全運轉(zhuǎn),廠部決定先后對這兩臺設備進行大修,以徹底消除隱患,保證正常生產(chǎn)。主軸承座孔磨損情況簡介:以1#腭式破碎機為例,軸承座孔損壞情況見圖1,座孔圓弧面內(nèi)下瓦外殼與其配合的面積全部磨損,東面座孔磨損帶A1、A2、B1、B2磨損深度為1～3.8mm,西面座孔磨損帶A3、A4、B3、B4磨損深度為1.5～5.2mm,均為不均勻磨損,中心對稱面P-P附近及偏北一段區(qū)域磨損量較大。未磨損帶C1、C2、C3、C4及中間鍵槽兩側(cè)腐蝕嚴重,腐蝕深度約0.5mm。設備解體時,以主軸承內(nèi)孔為基準,在偏心軸上測量機架的橫向不平度為西邊主軸承比東邊主軸承高14mm。這種測量結果存在著兩瓦襯、兩下瓦外殼及其座孔磨損不均勻的累積誤差。2修復方法和工藝過程采取現(xiàn)場手工電弧堆焊、自制鏜具現(xiàn)場加工的方法,完全恢復主軸承座孔的幾何形狀、尺寸及配合件的性能。2.1堆焊工藝措施的確定查圖紙得知上架體重量為42224kg,尺寸為7050×3280×2400mm,材質(zhì)為ZG25。⑴選擇堆焊面。首先堆焊磨損帶(圓弧面)A1、A2、B1、B2、A3、A4、B3、B4及兩座孔鍵槽兩側(cè)的未磨損帶。未磨損帶C1、C2、C3、C4作為鏜桿找正時,其安裝中心線在水平面和垂直面的基準。鏜桿安裝中心線找正后,鎖緊軸承座調(diào)整螺絲,再堆焊C1和C4未磨損帶。未磨損帶C2和C3不堆焊,作為兩座孔修復后檢查加工質(zhì)量的參考基準。⑵電焊機和堆焊電流的選擇及其工藝要求。ZG25鑄鋼可焊性較好,沒有特殊工藝限制,為了簡化操作程序,提高堆焊效率,選用交流電焊機。堆焊電流的選擇在于焊條的直徑大小,直徑大,則所需電流值大,選用焊條的直徑取決于堆焊金屬的厚度、工件的尺寸及堆焊質(zhì)量等。堆焊第一層時,為防止堆焊面清理不徹底,電流大電弧不容易控制而產(chǎn)生氣孔,影響堆焊質(zhì)量,選用直徑為Φ4mm的焊條,電流值在160～210A之間;堆焊第二層及其它層時,為了提高堆焊效率,選用直徑為Φ5mm的焊條,電流值在210～270A之間。每層堆焊都是圓弧面平焊時電流選擇上限值,圓弧面立焊位置電流選擇下限值,介于兩者之間圓弧面的爬坡位置的堆焊,電流選擇中限值,并根據(jù)焊接角度調(diào)節(jié)電流。⑶電焊條的選擇。機架是大而復雜的鑄鋼焊接件,堆焊處壁厚都大于40mm,結構剛度很大,堆焊金屬在冷卻收縮時產(chǎn)生的內(nèi)應力也大,容易產(chǎn)生裂紋。為了提高堆焊時抗冷裂和抗熱裂的能力,使堆焊金屬獲得良好的機械性能,選用綜合機械性能優(yōu)于ZG25的堿性低氫型J506焊條。⑷堆焊前的準備工作。堿性焊條對銹、水、油、污的敏感性較強,堆焊前仔細清除堆焊位置及附近的鐵銹、油污、礦粉等污物,直到呈現(xiàn)出金屬光澤,排除堆焊時出現(xiàn)氣孔的可能性。J506焊條焊接時要求藥皮很干燥,而平時焊條藥皮容易受潮,水分中的氫容易使焊肉產(chǎn)生氣孔和裂紋,因此焊條在使用前要烘干,烘箱溫度200～250℃,保溫時間1.5h,隨后把焊條放在比較干燥的位置,隨用隨取(施工單位的烘箱達到的最高溫度為250℃)。⑸減小內(nèi)應力的辦法及其工藝要求。①預熱:預熱是ZG25鑄鋼焊接的工藝措施之一,我們采用24h倒班作業(yè)連續(xù)堆焊的方法,對堆焊面進行預熱以提高溫度,防止焊肉可能產(chǎn)生的冷裂紋,減小殘余應力,改善堆焊金屬的塑性,使其便于加工;②焊肉位置:在堆焊過程中,為防止下瓦座孔收縮變形嚴重,從工藝上考慮,使焊肉的排列平行于對稱面P-P。由于堆焊面熱量分布不均勻,溫差大,容易產(chǎn)生應力,我們采用段焊的方法減小應力,即在某位置堆焊3～4道焊肉后,轉(zhuǎn)到其它位置堆焊3～4道焊肉,依次類推,使堆焊位置不連續(xù),減小堆焊面溫差;③焊肉簡單處理:焊好2～3道焊肉后,立即用手錘對焊肉進行敲擊,以增加焊肉的致密度,減小內(nèi)應力和防止有可能產(chǎn)生的焊肉小裂紋等。⑹堆焊表面的形成。堆焊時第二道焊肉壓第一道焊肉的1/2或1/3均可,壓1/3更好,依次類推,這樣得到的堆焊表面比較光滑平整,有利于鏜削加工。樣板檢查:由于磨損帶磨損不均勻而且是偏磨,需堆焊的磨損帶幾何形狀改變。為了保證加工尺寸,并考慮堆焊表面高達2mm的宏觀不平度等因素,制作半徑為396mm、厚度為3mm的半圓形鋼板樣板,在堆焊結束前檢查堆焊表面尺寸。2.2最大布置在運作機中心面,理論用自動平行儀測其不水平度;在架調(diào)平后,認正載荷基、鋼架、下瓦座孔止口加工平面機架主軸承座孔的加工質(zhì)量,關鍵在于鏜桿的找正和精加工的操作,而機加橫向不水平度數(shù)值的大小及準確與否直接影響著鏜桿的找正精度。機架安裝技術要求規(guī)定:機架找水平,左右以兩主軸承安裝面為基準,相差不得大于0.4mm。⑴機架水平度測量及調(diào)整的方法。清理圖1所示未磨損帶C1、C2、C3、C4并修平,作為機架不水平度測量的基準。清理下瓦座孔止口加工平面上的鐵銹、礦粉、油污等并修平,作為測量及機架和鏜桿找正的參考基準。選用DSZ3-ZD自動安平水準儀,該儀器在正常測量條件下,每公里往返測高差偶然中誤差僅為±3mm,因此儀器本身誤差不計。把儀器架在檢修平臺上測量,將一米鋼板尺同標桿固定在一起,作為讀數(shù)用的高度標尺,誤差為視覺誤差小于0.5mm,能達到使用要求。把標尺分別立于圖1所示未磨損帶C2內(nèi)的M1處和未磨損帶C3內(nèi)G1處,測量結果:G1處比M1處高14.5mm,即西邊主軸承安裝面比機架東邊主軸承安裝面高14.5mm。相差數(shù)值太大,遠遠超過安裝技術要求。為了保證所測數(shù)據(jù)的準確性,將標尺分別立于圖1所示下瓦座孔止口加工平面上的M、G、N、H四處位置讀數(shù)進行驗證,讀得數(shù)據(jù)如下:G處510.5mm,H處523.5mm,M處525mm,N處537mm。整理數(shù)據(jù):G處比M處高14.5mm,H處比N處高13.5mm。比較前面用框式水平儀測得的數(shù)據(jù)(解體時在水平偏心軸上測得)和上面用自動安平儀測的數(shù)據(jù),兩者基本接近,說明下瓦瓦襯、外殼圓弧面及安裝座孔磨損量基本相等,機架以下瓦座孔為測量基準,西邊仍比東邊高14mm左右。同一下瓦座孔止口加工平面G處比H處高13mm,M處比N處高12mm,系機架制造時刨削平面劃線時失誤所致,不影響設備運行。從自動安平儀再次測得的數(shù)據(jù)證明:兩主軸承(下瓦)安裝座孔止口加工平面可以做機架找正、鏜桿找正的基準。調(diào)整機架橫向不水平度,松開下機架兩側(cè)的地腳螺絲,砸基礎清理出機架東邊基礎內(nèi)的鋼梁,用δ=40mm鋼板制作鋼架焊接于機架東側(cè)下部筋板上,用油壓機頂住鋼架,將機架頂起16～18mm,在頂起機架的同時用鋼楔將機架撐住,以防油壓機失靈,在機架底盤與埋設在基礎內(nèi)的鋼梁之間加平整均勻的δ=14mm鋼板墊四塊,落下油壓機,緊固地腳螺絲,重灌混凝土。測量機架調(diào)平后的不水平度:仍用自動安平儀測量G、H、M、N四位置,測得數(shù)據(jù)如下:(儀器支架與上次測量高度不同)。G處768mm,H處780mm,M處766.5mm,N處778.5mm。整理數(shù)據(jù)G處比M處低1.5mm,H處比N處低1.5mm。機架找平后,以兩主軸承下瓦座孔止口加工平面為測量基準,西邊比東邊低1.5mm?？紤]到設備帶負荷運轉(zhuǎn)一段時間后,機架地腳螺絲還需緊固,因此這1.5mm偏差再不需要調(diào)整,而做為其它工序找正的依據(jù)。⑵鏜桿找正及調(diào)整加工面的方法。鏜桿的找正精度直接影響著主軸承座孔的加工質(zhì)量。技術要求:鏜桿安裝中心線即主軸承兩座孔加工后的中心線是動腭軸承座孔修復的基準,而鏜桿安裝中心線找正的基準座孔未磨損帶C1、C2、C3、C4經(jīng)過30年的使用,腐蝕比較嚴重,座孔止口加工平面也有腐蝕和被撞擊的現(xiàn)象,表面凹凸不平,因此鏜桿安裝中心線和主軸承原座孔的中心線的不同心度的偏差值大小是能否保證加工后的主軸承座孔中心線與動腭軸承座孔中心線在水平和垂直面上按尺寸1580±2mm和1200±2mm在長3280mm上的相互不平行度不大于0.3mm,保證加工后的座孔中心線對H面即上、下架體結合面的不平行度在長3280mm上不大于0.4mm,能否保證設備正常運轉(zhuǎn)的關鍵。初步找正:堆焊工作基本結束后,分別測量圖1上G、H、M、N四點所在平面與C1、C2、C3、C4未磨損帶最低點間的距離,圖2所示O1M1間的距離。量得G點和M點所在平面與未磨損帶最低點間的距離相等,為394.5mm,即O1M1=394.5mm,H點和N點所在平面與未磨損帶最低點間的距離相等,為382.5mm,即O2M1=382.5mm,而按圖2計算,則O1M1=395mm,差0.5mm屬腐蝕量。刨削4塊如圖3所示的鋼板條點焊于G、M所在平面圖示位置,見圖1、圖2;刨削4塊如圖4所示的鋼板條點焊于H、N所在平面圖示位置,見圖1、圖2;8塊鋼板條的上平面做為鏜桿找正的縱向基準,和鏜桿安裝中心線在一個水平面內(nèi),由兩主軸承座孔內(nèi)的四個未磨損面C1、C2、C3、C4找出其對稱平面P-P,兩平面的相交線,即鏜桿安裝的中心線,鋼板條內(nèi)側(cè)面在和堆焊面一起加工后做為主軸承座孔直徑的測量位置。分別在兩座孔外側(cè)機架非加工面上焊接鏜桿軸承座固定支架,按上述中心線位置安裝鏜桿組裝件。精確找正:檢查校正水平儀零位。調(diào)整加工面的位置——改變鏜桿安裝中心線的水平位置,保證加工后的主軸承座孔的技術數(shù)據(jù)滿足使用要求。改變鏜桿安裝中心線的水平位置的因素:①機架調(diào)平后,以主軸承座孔止口加工平面為基準,測得東邊比西邊高1.5mm偏差超標,但調(diào)平前測量東邊比西邊低14mm,而我們只加了δ=14mm的平整墊,所以負荷開車一段時間后,機體地腳螺絲還需緊固,不平度偏差一定會減小;②要使加工后的兩主軸承座孔中心線在機架地腳螺絲最后緊固后處于水平位置,偏差值不大于0.4mm。由于這兩個因素,我們確定鏜桿安裝中心線不處于水平位置,東高西低,保證兩座孔加工后東邊座孔比西邊座孔高0.8～1.1mm(考慮了偏差及測量誤差)。用框式水平儀檢測鏜桿的水平,用在水平儀的一端加標準塞尺墊,使水準泡的氣泡處于零位的方法保證西邊座孔比東邊座孔低0.8～1.1mm。鏜桿精確找正辦法:①調(diào)節(jié)鏜桿軸承座調(diào)整螺絲,用卡鉗測量鏜桿外圓面左右端點(見圖2E1,E2點)到每條未磨損帶間的距離,直到接近相等;如E1F1=E2F2。②用內(nèi)徑千分尺測量鏜桿外圓面下端點到(見圖2E點)每條未磨損帶間的距離(如EM1),直到都接近相等。③反復檢查、測量、調(diào)整直到鏜桿位置能滿足①②兩個條件。④將水平儀置于鏜桿中間位置,在水平儀西端下部加0.08mm的標準塞尺墊,微調(diào)軸承座調(diào)整螺絲,直到水準泡的氣泡位于零位置,鎖緊調(diào)整螺絲(水平儀下加墊方法見圖6)。注:為了保證①辦法中尺寸的準確性,如E1F1=E2F2在H,N所在平面(見圖1、圖6)與未磨損帶C1、C2、C3、C4的相交線處點焊δ=12mm的鋼板條做測量用(見圖6)。2.3座孔加工技術粗加工前堆焊未磨損帶C1和C4。⑴粗加工:調(diào)緊三角傳動皮帶,調(diào)整合金刀頭安裝位置進行鏜削加工,吃刀深0.5mm,直到從四組鋼板條上表面內(nèi)側(cè)測量加工孔直徑為Φ798mm為止,留1mm加工余量。⑵半精加工:適當調(diào)松傳動皮帶,吃刀深減至0.25mm左右,用不同的幾何角度磨幾把刀,每把刀都進行試加工,選擇兩把能接近光潔度▽5的刀,留下精加工使用,校對鏜桿中心線的位置后對兩個座孔通鏜一次,吃刀深0.15mm,留0.20mm加工余量進行精加工。⑶精加工:將水平儀置于鏜桿中間,校對鏜桿安裝中心線位置,微調(diào)恢復到精確找正位置鎖緊。精加工是保證主軸承座孔修復質(zhì)量的主要手段之一。為了保證加工孔的精度和表面光潔度,采取措施如下:①由于鏜桿剛度大,適當調(diào)松傳動皮帶,防止鏜桿端部皮帶輪處受力大引起鏜桿安裝找正中心線變動(軸承為一般精度),保證加工精度;②控制吃刀深,選0.1mm,減小切削力,防止切削力大引起的鏜桿彈性變形,保證加工精度;③最后兩刀吃刀深為0.1mm,適當提高切削速度,選擇合適的走刀量0.08mm/n。用一把刀在兩座孔全長上通鏜一次,另一把刀仍然在全長上通鏜一次,形成同心度較高的兩主軸承座孔。測量孔徑在圖紙要求的公差范圍以內(nèi)后,調(diào)整刀具,修理鍵槽兩側(cè)平面和兩座孔兩端平面。⑷測量加工尺寸:拆除鏜桿,用內(nèi)徑千分尺分別在四組鋼板條內(nèi)側(cè)測量孔徑,測得結果見圖5,鏜削加工表面光潔度達到了▽4,比原設計要求稍低,但能滿足使用要求。實際測量結果表明:座孔加工尺寸在圖紙要求的Φ800+0.11+0.01+0.01+0.11范圍內(nèi)。⑸收尾:拆除鏜桿軸承座固定支架,拆除點焊在主軸承座孔止口平面上的鋼板條,用拋光機打平剩余焊肉。至此,兩座孔鏜削加工工作結束。3設備運行情況安裝主軸承下瓦、偏心軸后(經(jīng)過刮研),將水平儀置于偏心軸中間A位置,在水平儀西端下面加0.1mm塞尺墊,見圖6(塞尺墊應在相反位置),水準泡的氣泡正好處于零位,即以主軸承為基準面,橫向水平在偏心軸上測量,東邊軸承比西邊軸承高2.7×0.1/0.2=1.35mm。設備大修工作結束,投入生產(chǎn)負荷運