破碎機(jī)鏈板國(guó)產(chǎn)化研究及生產(chǎn)

魯志武，馬 濤，雷鵬飛

(太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司 特鑄分公司，山西太原 030024)

隨著礦山工業(yè)化的大力發(fā)展，各類(lèi)破碎站應(yīng)用而生，相應(yīng)的破碎機(jī)、傳送機(jī)等成套設(shè)備得到了廣泛的使用，相關(guān)配件、備件的需求也越來(lái)越多，作為破碎機(jī)上的主要輸送部件鏈板的用量也逐漸增加，但由于其制造難度較大，各大礦山的鏈板全靠進(jìn)口而且價(jià)格居高不下。此次開(kāi)發(fā)的破碎機(jī)鏈板為鞍山鋼鐵礦業(yè)公司破碎機(jī)的配套產(chǎn)品，破碎機(jī)是礦山作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，能否連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)礦山的高效安全生產(chǎn)影響很大，其中鏈板是破碎機(jī)系統(tǒng)上不可或缺的重要部件，承受大的載荷及磨損，具有廣闊的市場(chǎng)空間，鏈板結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 鏈板示意圖

破碎機(jī)鏈板鑄件的重量為527 kg，材質(zhì)為ZGMn13Mo。該產(chǎn)品生產(chǎn)制造有如下技術(shù)難點(diǎn)：1）考慮到鑄件整體尺寸 2856×456×291（mm）,壁厚大部分為48 mm屬于薄板條件,在鑄造及熱處理要注意其變形；2）要精確保證裝配處圓弧以及8個(gè)孔的尺寸精度；3）成型后要保證三件試安裝的角度控制。如何確定合適的鑄造工藝和設(shè)計(jì)適宜的熱處理工裝，確保鑄件質(zhì)量和轉(zhuǎn)配圓弧及角度效果，成為鏈板鑄造和熱處理的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

1 鑄造工藝設(shè)計(jì)

1.1 鑄造工藝

為保證鋼液快速平穩(wěn)地流入型腔，鑄件的內(nèi)澆口采用扁平型，平均分布在鑄件單側(cè)，在相應(yīng)的澆口位置放置冒口保證鋼水內(nèi)渣氣及時(shí)排除，同時(shí)在高于冒口根部位置布上出氣孔，防止鑄件產(chǎn)生澆不足情況，如圖2所示。

圖2 鏈板鑄造工藝方案

1.2 主要參數(shù)的選擇

1.2.1 鑄件縮尺的選擇

結(jié)合鑄件本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及高錳鋼材料特點(diǎn)，選取鑄件的縮尺為2.7%,結(jié)合公司的生產(chǎn)實(shí)際情況，采用樹(shù)脂砂造型，同時(shí)為保證鑄件精度和表面質(zhì)量，防止鑄件表面和拐角處發(fā)生粘砂，在鑄件表面和拐角處敷鉻鐵礦砂，并刷涂鎂砂粉涂料。

1.2.2 鑄件拔模斜度的選取

由于鑄件是毛坯使用，其尺寸的控制相對(duì)較嚴(yán)，為避免造型后起模樣時(shí)損壞砂型表面，有利于生產(chǎn)出高質(zhì)量的鑄件，選擇拔模斜度為0°～+3°.

1.2.3 澆注溫度

澆注過(guò)程中溫度過(guò)高，凝固的收縮大，鑄件易產(chǎn)生縮孔和縮松、晶粒粗大及其粘砂等缺陷；溫度過(guò)低，可能由于壁薄則易產(chǎn)生澆不足、冷隔、欠鑄等缺陷。因此，適宜的澆注溫度是在保證金屬液充滿(mǎn)鑄型型腔的前提下采用稍低的溫度為宜，考慮到鋼液轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中熱量的損失及其鑄件本身等因素，選擇澆注溫度為1410℃～1440℃.

2 模具的改進(jìn)

針對(duì)鏈板的制造難點(diǎn)，通過(guò)采用金屬模（如圖3所示）代替木模造型，保證鑄件長(zhǎng)度關(guān)鍵尺寸的精度和平整度，從源頭上防止模型變形問(wèn)題引起的鑄件變形，同時(shí)金屬模具的使用保證整個(gè)鑄件表面質(zhì)量。

圖3 鏈板的金屬模型

3 熱處理工裝設(shè)計(jì)

針對(duì)鏈板鑄件本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為防止水韌處理后的變形，特設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的熱處理工裝，如圖4所示，兩塊鏈板鑄件相互穿插形成抱對(duì)形式，下面采用底座托盤(pán)式，支持整個(gè)鑄件并保證鑄件在整個(gè)過(guò)程中的平穩(wěn)，上面采用卡子緊固式，在容易變形及薄弱地方放入卡子進(jìn)行緊固，內(nèi)部的空腔用適合的擋板進(jìn)行隔擋，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既能保證鑄件整體的平穩(wěn)性又能保證水韌處理時(shí)冷卻水能對(duì)鑄件全面冷卻，通過(guò)這樣的熱處理工裝使得熱處理后的鑄件變形程度符合客戶(hù)要求，變形量不大于0.35∶100.

圖4 鏈板熱處理裝置示意圖

4 裝配檢具及角度檢具設(shè)計(jì)

結(jié)合鏈板實(shí)際使用情況，為保證鏈板在使用過(guò)程中與下面鏈軌節(jié)的精確配位（如圖5所示），特根據(jù)鏈軌節(jié)8孔尺寸設(shè)計(jì)了可拆卸式檢具，保證鏈板兩端8孔位置在首次試安裝過(guò)程中配位準(zhǔn)確，檢具示意圖如圖6所示。

圖5 鏈板與鏈軌節(jié)轉(zhuǎn)配示意

圖6 檢具檢驗(yàn)孔距試驗(yàn)

鏈板的旋轉(zhuǎn)靠下面的驅(qū)動(dòng)輪撥動(dòng)鏈軌節(jié)之間的銷(xiāo)孔完成運(yùn)輸過(guò)程，如圖7所示，鏈板旋轉(zhuǎn)時(shí)在驅(qū)動(dòng)輪位置兩件之間要形成一定的角度（147°），為保證旋轉(zhuǎn)角度合適特根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用條件設(shè)計(jì)了角度測(cè)試檢具，如圖8所示。采用角度測(cè)試檢具進(jìn)行角度測(cè)試實(shí)驗(yàn)，旋轉(zhuǎn)角度符合圖紙要求，達(dá)到147°，保證了鏈板在后續(xù)的正常旋轉(zhuǎn)。

圖7 鏈板現(xiàn)場(chǎng)旋轉(zhuǎn)圖

圖8 角度測(cè)試檢具

圖8 角度測(cè)試實(shí)驗(yàn)過(guò)程

5 結(jié)果

通過(guò)上述的工藝方法及過(guò)程控制，生產(chǎn)的鑄件變形程度較小，經(jīng)后續(xù)的整形處理達(dá)到了客戶(hù)要求，獲得了合格鑄件（如圖9所示）。

圖9 鑄件成品圖

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)鏈板鑄造技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)分析，生產(chǎn)上采用金屬模具解決了模具本身變形引起鑄件變形問(wèn)題，同時(shí)也保證了關(guān)鍵尺寸的精度；熱處理工裝的設(shè)計(jì)使用，使得長(zhǎng)薄板條件能夠很好控制好熱處理變形問(wèn)題；裝配檢具和角度測(cè)試檢具等技術(shù)的使用保證了鏈板鑄件關(guān)鍵裝配位置的精確性。成功地實(shí)現(xiàn)了鏈板的國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)，為客戶(hù)生產(chǎn)出了滿(mǎn)足使用要求的合格產(chǎn)品。經(jīng)客戶(hù)反饋，此次生產(chǎn)的鏈板鑄件在使用上可以完全替代進(jìn)口鑄件。為以后生產(chǎn)此類(lèi)鑄件提供了生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

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