管模維修設(shè)備的實(shí)用化改造與探索

劉小亮

（山東球墨鑄鐵管有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

管模維修設(shè)備的實(shí)用化改造與探索

劉小亮

（山東球墨鑄鐵管有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

磨削打點(diǎn)機(jī)是管模維修專用設(shè)備。本文根據(jù)生產(chǎn)中實(shí)際存在的問題，對(duì)其運(yùn)行程序、托輪、打點(diǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，改造后其設(shè)備故障率降低了20%，管模維修效率和維修質(zhì)量明顯提高。

管模磨削打點(diǎn)機(jī)托輪打點(diǎn)機(jī)構(gòu)

磨削打點(diǎn)機(jī)是水冷金屬型離心鑄管管模內(nèi)壁維修的專用設(shè)備，其作用是消除管模使用過程中造成的熱疲勞應(yīng)力，增強(qiáng)表面強(qiáng)度，彌合微裂紋以及增加澆鑄過程與鐵水的摩擦力［1］。但是在設(shè)備使用過程中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障率高、打點(diǎn)效率低、打點(diǎn)效果不穩(wěn)定。這些問題的經(jīng)常出現(xiàn)導(dǎo)致管模維修質(zhì)量差且維修效率低，進(jìn)而限制了球墨鑄鐵管的生產(chǎn)。2014年6月山東球墨鑄鐵管有限公司成立“提質(zhì)增效”攻堅(jiān)小組，專門負(fù)責(zé)提升鑄管表面和內(nèi)在質(zhì)量，降低噸管加工費(fèi)用。針對(duì)管模維修過程中存在的問題，“提質(zhì)增效”攻堅(jiān)小組經(jīng)過多次分析和論證，最終提出了以下改造項(xiàng)目：運(yùn)行程序改造、托輪改造、打點(diǎn)機(jī)構(gòu)改造和設(shè)計(jì)制作雙打點(diǎn)頭。經(jīng)過近半年的設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新改造和近一年的運(yùn)行檢驗(yàn)，管模內(nèi)壁磨削打點(diǎn)機(jī)設(shè)備故障率由原來的25%降低為現(xiàn)在的2%，管模打點(diǎn)質(zhì)量和管模維修效率明顯提升，所生產(chǎn)的鑄管表面質(zhì)量有了明顯提升，噸管加工費(fèi)顯著下降。

1設(shè)備技術(shù)改造

1.1運(yùn)行程序改造

磨削打點(diǎn)機(jī)由磨削打點(diǎn)機(jī)構(gòu)、磨削打點(diǎn)小車、打點(diǎn)頭、托輪裝置、隔音罩及高壓空氣管等部件組成。其基本原理為：管模置于可調(diào)速的托輪裝置上面，調(diào)整好與磨削打點(diǎn)機(jī)的相對(duì)位置及高度，托輪裝置帶動(dòng)管模按要求速度勻速旋轉(zhuǎn)，磨削打點(diǎn)小車沿管模內(nèi)壁軸向前（后）勻速移動(dòng)，完成對(duì)管模磨削、打點(diǎn)維修工作。

實(shí)際運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)以下問題：（1）管模停轉(zhuǎn)或小車停走而磨削或打點(diǎn)沒有停止，從而導(dǎo)致管模在同一位置重復(fù)磨削或打點(diǎn)，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致管模報(bào)廢；（2）管模打點(diǎn)時(shí)，由于用時(shí)較長(zhǎng)，操作者容易疏忽而不能及時(shí)停止小車行走導(dǎo)致設(shè)備撞損。

為了解決以上問題，對(duì)磨削打點(diǎn)運(yùn)行程序進(jìn)行了改造，其主要的做法是：（1）在高壓空氣管道上加裝電磁閥門，并對(duì)管模旋轉(zhuǎn)、小車行走、高壓空氣開關(guān)進(jìn)行連鎖，要求管模停轉(zhuǎn)或小車停走，高壓空氣開關(guān)就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；（2）在小車行程的兩端安裝行程開關(guān)和報(bào)警提醒裝置，當(dāng)小車觸碰到行程開關(guān)時(shí)小車停止行走并發(fā)出鳴鈴聲提醒操作者。

1.2托輪改造

磨削打點(diǎn)機(jī)托輪裝置（圖1）由軸承室、軸、輪轂、橡膠外皮。這種托輪可以降低托輪與管模滾道之間的磨損，有效地保證了管模滾道的徑跳精度，延長(zhǎng)了托輪軸承的使用壽命，并能吸收管模置于托輪上及打點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的沖擊、振動(dòng)。但是這種托輪外層所掛的橡膠容易磨損和側(cè)滑脫落。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均每臺(tái)磨削打點(diǎn)機(jī)一個(gè)月需更換一次托輪，其中80%都是由于外層橡膠側(cè)滑脫落造成的。更換下來的托輪還要去專業(yè)的廠家進(jìn)行維修，從而對(duì)公司的生產(chǎn)和成本造成了嚴(yán)重的損失。

針對(duì)托輪表面橡膠容易損壞的問題，“提質(zhì)增效”攻堅(jiān)小組對(duì)磨削打點(diǎn)機(jī)托輪進(jìn)行了改造（圖2），主要做法是：（1）將軸承由輪子外部改為輪子內(nèi)部，將軸的兩端改為方頭，這樣更換托輪時(shí)不再需要調(diào)整圓錐滾子軸承的軸承間隙，而且更換也更為方便；（2）將托輪表面掛橡膠改為外部鑲尼龍66樹脂，并且在兩端增加凸臺(tái)和擋盤防止尼龍?zhí)讉?cè)滑，在托輪表面增加6組尼龍定位銷防止尼龍?zhí)着c輪轂打滑。經(jīng)過測(cè)試，改造后的托輪完全能夠滿足DN80-DN1200mm規(guī)格管模維修的使用要求，并具有吸收沖擊、振動(dòng)的功能，管模維修時(shí)的徑跳遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于改造前，管模的打點(diǎn)質(zhì)量也有了明顯提升。改造后的四組托輪尼龍托輪已經(jīng)使用了1年的時(shí)間，除了尼龍?zhí)缀穸饶ケ×?～3mm外，沒有出現(xiàn)軸承損壞或尼龍脫落現(xiàn)象。預(yù)計(jì)四組托輪至少還可以使用6個(gè)月。

圖1改造前磨削打點(diǎn)機(jī)托輪

圖2改造后磨削打點(diǎn)機(jī)托輪

1.3打點(diǎn)機(jī)構(gòu)改造

管模打點(diǎn)是靠高壓風(fēng)吹動(dòng)打點(diǎn)頭高頻上下錘擊管模內(nèi)壁。同時(shí)打點(diǎn)機(jī)構(gòu)沿管模內(nèi)壁軸線方向前（后）勻速移動(dòng)，使勻速旋轉(zhuǎn)的管模內(nèi)表面被打出有規(guī)律排列的麻點(diǎn)。而由于打點(diǎn)機(jī)構(gòu)（圖3）設(shè)計(jì)原因，支撐輪位于打點(diǎn)頭前端導(dǎo)致管模承插口處很難進(jìn)行有效打點(diǎn)，且管模的主要部位承口脖子處打點(diǎn)深度淺、直徑小，造成澆鑄過程中鐵液與管模內(nèi)表面摩擦力不夠，“超前流”的流動(dòng)距離長(zhǎng)、凝固快，落入管模內(nèi)的鐵液極易飛濺，鐵液掉在已經(jīng)凝固的“超前流”內(nèi)表面上，如未能與“超前流”金屬熔合在一起，則在鑄管的外表面形成螺旋線狀的冷隔型重皮缺陷［2］。為了改善鑄管外表面質(zhì)量，提高管模上機(jī)出管支數(shù)，降低噸管加工費(fèi)用，“提質(zhì)增效”攻堅(jiān)小組對(duì)打點(diǎn)機(jī)構(gòu)提出了以下改進(jìn)方法（圖4）：（1）將支撐輪由頂端該到打點(diǎn)頭的后面，成功的解決了管模承插口打點(diǎn)難的問題，并通過實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)支撐輪底線高于自然下垂的打點(diǎn)頭6mm時(shí)打點(diǎn)效果最佳；（2）加大打點(diǎn)頭直徑，DN80-DN100mm管模打點(diǎn)頭由原來的31/32型改為37/32型，DN200-DN1200mm管模打點(diǎn)頭由原來的44/38型改為56型；（3）對(duì)DN200以上打點(diǎn)，通過長(zhǎng)期的使用發(fā)現(xiàn)將打點(diǎn)機(jī)構(gòu)前端下探，使打點(diǎn)機(jī)構(gòu)與管模形成1～2℃夾角，打點(diǎn)效果更為明顯。改造后，經(jīng)過1個(gè)月的使用，管模內(nèi)壁深度加深、直徑變大，特別是承插口及承口脖子處打點(diǎn)明顯好于過去，鑄管表面質(zhì)量顯著提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，改造后管模一次上機(jī)平均出管支數(shù)比改造前提高了27%。

圖3改造前打點(diǎn)機(jī)構(gòu)示意圖

1.4設(shè)計(jì)制作雙打點(diǎn)頭

2012～2014年我公司鑄管產(chǎn)量大幅提升了30%，而管模維修設(shè)備由于場(chǎng)地原因并沒有增加，因此管模的維修成為了限制公司進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。面對(duì)這一困境，經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)觀察、測(cè)量、實(shí)驗(yàn)、分析，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了雙打點(diǎn)頭機(jī)構(gòu)（圖5），兩組打點(diǎn)頭前后排列，打點(diǎn)時(shí)，第二組打點(diǎn)頭打出的點(diǎn)狀螺紋線恰好位于第一組打點(diǎn)頭打出的點(diǎn)狀螺紋線之間，當(dāng)對(duì)管模承插口打點(diǎn)時(shí)則采取單打點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)，并通過多次計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)矯正，最終得出了雙打點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)。雙打點(diǎn)頭的使用，使管模打點(diǎn)效率提高了40%，成功的克服了因設(shè)備不足造成的管模不能及時(shí)維修的困難。

2改造的效果

2013年6月對(duì)磨削打點(diǎn)機(jī)改造后，運(yùn)行了近1年半的時(shí)間，從設(shè)備運(yùn)行及管模維修情況來看，取得了以下效果：

圖5雙打點(diǎn)頭機(jī)構(gòu)示意圖

（1）設(shè)備故障率明顯降低，由原來的25%降低為現(xiàn)在的2%。因設(shè)備故障造成的管模報(bào)廢支數(shù)由去年的3支減少為今年的0支；

（2）托輪改造后，由原來的平均每臺(tái)磨削打點(diǎn)機(jī)一個(gè)月需更換一次托輪，到現(xiàn)在的0次更換。且改造后的尼龍托輪很好的降低了管模維修時(shí)的徑向跳動(dòng)，使管模磨削、打點(diǎn)比過去更為精確；

（3）改造后的打點(diǎn)機(jī)構(gòu)，使管模承插口及承口脖子處打點(diǎn)深度增加，打點(diǎn)直徑變大。管模上機(jī)后所生產(chǎn)的鑄管表面質(zhì)量明顯提升，且一次上機(jī)平均出管支數(shù)比改造前提高了27%；

（4）雙打點(diǎn)頭成功應(yīng)用后，使管模打點(diǎn)效率提高了40%，并成功的克服了管模維修不及時(shí)對(duì)公司生產(chǎn)運(yùn)行的限制。

結(jié)論

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況，對(duì)磨削打點(diǎn)機(jī)進(jìn)行了一系列的設(shè)備實(shí)用化改造，成功的改善了設(shè)備性能，提升了設(shè)備運(yùn)行效率，提高了管模磨削打點(diǎn)質(zhì)量使鑄管表面質(zhì)量也得到了明顯提升，并且節(jié)約了大量設(shè)備備件及維護(hù)費(fèi)用，降低了因設(shè)備故障帶來的成本損失。

［1］范英俊.離心球墨鑄管工藝及裝備.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［2］何國(guó)松.最新鋼管鑄鐵管制造工藝技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及管材、管件應(yīng)用技術(shù)手冊(cè).吉林：吉林電子出版社，2004.

PracticalTransformationandExplorationofMold Maintenance Equipment

LIU Xiaoliang
（Shandong Ductile Iron Pipes Co.Ltd.，Jinan 250101）

Grinding and Dotting machine is a special equipment of pipemoldmaintenance，accordingtotheproblemsexistingin production，the operating procedures，supporting wheel，a striking are transformed and reconstructed，after which the equipment failure rate is reducedby20% ，thetubemoldmaintenanceefficiencyand maintenance quality are significantly improved.

pipe mold；grinding and dotting machine；supporting wheel；dotting mechanism