球磨機(jī)大齒輪安裝孔的現(xiàn)場修復(fù)方法

陸 宏

(銅陵有色金屬集團(tuán)公司安慶銅礦， 安徽 懷寧縣 246131)

安慶銅礦選礦廠設(shè)計(jì)年處理礦石115萬t，磨礦系統(tǒng)有5臺(tái)球磨機(jī)，其中主力球磨機(jī)為MQG3200×4500型。該機(jī)的大齒輪是維修保養(yǎng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，經(jīng)常需要進(jìn)行翻邊或更換。大齒輪直徑5 m，質(zhì)量13.7 t，由球磨機(jī)筒體法蘭上的止口定位，用高強(qiáng)度螺栓與筒體法蘭聯(lián)接固定。由于經(jīng)常拆卸、裝配，球磨機(jī)筒體法蘭的定位止口磨蝕，使用一定時(shí)間后就不能再作為定位基準(zhǔn)，而靠人工調(diào)校，將34個(gè)螺栓安裝孔中的8個(gè)孔用作徑向定位。在大齒輪維修安裝過程中，經(jīng)常遇到大齒輪安裝孔位置度誤差(加工誤差)，球磨機(jī)筒體法蘭螺栓安裝孔磨損變形，導(dǎo)致60%～70%的安裝孔出現(xiàn)4～6 mm的同軸度偏差等問題，此外，新采購的大齒輪的8個(gè)定位孔都是需要現(xiàn)場配作的毛孔，孔徑偏小5 mm左右。因此，球磨機(jī)大齒輪的翻邊或更換的最大難題就是安裝孔和定位孔的矯正糾偏處理。球磨機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 球磨機(jī)示意

1 常規(guī)處理方法

先將大齒輪吊裝到球磨機(jī)上比對(duì)，根據(jù)定位孔和螺栓安裝孔誤差情況，精確劃線，做標(biāo)記，然后拆下大齒輪運(yùn)輸至加工車間，用大型鏜床修正大齒輪上定位孔和安裝孔誤差，然后再次按原樣安裝。然而，在一般礦山都沒有這種大型加工設(shè)備，需要運(yùn)輸?shù)胶苓h(yuǎn)的加工廠加工，而且這種劃線定位、分開鏜孔的方式加工的定位孔，其精度很難一次達(dá)到裝配要求，如果安裝時(shí)再次出現(xiàn)較大的誤差，則又需要重復(fù)上述流程進(jìn)行返工，會(huì)花費(fèi)人力財(cái)力，特別是因?yàn)榫S修時(shí)間延長，導(dǎo)致整個(gè)采、選生產(chǎn)中斷，給礦山造成較大的損失。因此，常規(guī)方法難以接受，迫切需要改進(jìn)。

2 改進(jìn)方案

上述處理方案的最大問題在于：大齒輪與筒體法蘭上的定位孔不能一次定位現(xiàn)場配鉆，需要多次拆裝；劃線后分開鏜孔則精度難以保證，導(dǎo)致多次返工；加工點(diǎn)與安裝現(xiàn)場路程較遠(yuǎn)，耽誤時(shí)間。最有效的解決方法就是通過改進(jìn)鏜孔的工藝和裝備，實(shí)現(xiàn)維修現(xiàn)場一次性吊裝、定位、配鉆、安裝緊固。

根據(jù)這一思路，對(duì)我礦擁有的維修加工設(shè)備進(jìn)行調(diào)查，篩選可能用于現(xiàn)場鏜/鉆孔的小型便攜設(shè)備。最終決定以我礦維修車間的小型萬向搖臂鉆床為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)制作一套簡易專用刀具和工裝，調(diào)整相應(yīng)的維修工藝，以實(shí)現(xiàn)通過一次吊裝，現(xiàn)場配鉆鏜孔，高精度快速維修的目的。

2.1 現(xiàn)場鏜孔機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

小型萬向搖臂鉆床搖臂可以旋轉(zhuǎn)90°，便于調(diào)向，是常用鉆床，一般礦山企業(yè)都有，并且體積小，重量輕，便于現(xiàn)場安裝、操作，現(xiàn)場鏜孔裝置如圖2所示。鏜孔刀具的尾部采用莫式錐柄，方便與鉆床連接。錐柄和刀桿之間，設(shè)計(jì)采用萬向節(jié)連接，便于調(diào)向，降低定向難度。刀桿導(dǎo)向套約束刀桿按規(guī)定的方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)起徑向支撐作用，材料為黃銅，加工有油槽，并沿軸向單邊切開，將其鑲?cè)氲稐U支承座內(nèi)。刀桿支承座利用待鉆孔旁邊的兩個(gè)螺栓安裝孔固定，如圖3所示。

圖2 現(xiàn)場鏜孔裝置示意

圖3 刀桿支承座示意

2.2 注意事項(xiàng)

(1) 鏜刀刀桿長度。專用鏜刀刀桿的有效長度L必須大于球磨機(jī)筒體法蘭厚度L1、大齒圈法蘭厚度L2和刀桿導(dǎo)向套長度L3之和,即：L>L1+L2+L3，刀桿短了則不能將整個(gè)孔鏜通。

(2) 定位對(duì)孔。在安裝刀桿支承座時(shí)，以球磨機(jī)筒體法蘭上的定位銷孔為基準(zhǔn)，盡量保證刀桿導(dǎo)向套的軸心線與筒體定位銷孔軸心線重合或接近，以便盡量少切削筒體法蘭，延長筒體使用壽命，同時(shí)可以有效減少鏜孔的切削量。

(3) 鏜刀。如圖2所示，鏜刀垂直安裝在刀桿前端的安裝孔內(nèi)，由緊釘螺釘壓緊，刀桿前端(鏜刀切削刀刃之前)直徑應(yīng)盡可能小，以便能在筒體與大齒輪安裝孔錯(cuò)位最大時(shí)也能順利通過而不發(fā)生干涉。鏜刀根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。單刃刀效率低，單向受力，加工孔的精度較低，但徑向調(diào)節(jié)方便；雙刃刀兩端切削，效率高，并且在切削過程中,兩端刀刃的切削阻力在很大程度上相互抵消,刀桿受力狀況較好，鏜削時(shí)穩(wěn)定性較好，成孔精度較高。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中，有些大齒輪與球磨機(jī)筒體的法蘭定位銷孔偏差較大，加上磨損變形，其孔的徑向鏜削量較大，需要多次調(diào)刀，而雙刃刀調(diào)整較困難。

3 應(yīng)用效果

首次使用按照上述方案制作、改造的現(xiàn)場鏜孔設(shè)備和工裝，采用單刃刀，小進(jìn)刀量鏜孔，留0.1 mm左右鉸削余量，最后用鉸刀手工鉸削精加工，效果良好。由于筒體孔與大齒輪孔為現(xiàn)場原位配作，其同軸度和加工精度完全滿足要求，大齒輪一次吊裝配作成功,僅用8 h就完成了所有安裝孔和定位孔的修擴(kuò)工作,操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、效率高、成本低。而使用常規(guī)方法修擴(kuò)安裝孔，一般需要40 h以上，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、作業(yè)危險(xiǎn)性大、維修成本高、停產(chǎn)時(shí)間長。以安慶銅礦MQG3200×4500型球磨機(jī)為例，影響磨礦量約為3000 t，耗費(fèi)維修成本約為5萬元。

該方法所使用的設(shè)備簡單，工裝制作難度不大，適應(yīng)同類礦山企業(yè)使用。如果球磨機(jī)法蘭定位銷孔保持完好，也可以在其定位銷孔內(nèi)增加一個(gè)定位套，將其設(shè)計(jì)為雙支座鏜刀，增加其穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高加工精度。在動(dòng)力選型方面，可以選用其它類型機(jī)械設(shè)備，輸出矩400 N·m，轉(zhuǎn)速達(dá)到30 r/min即可。刀具結(jié)構(gòu)可根據(jù)具體條件進(jìn)行改進(jìn)和完善。

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