新1#二次混合機齒圈螺栓在線配鉆實踐

鄭家樹

(攀鋼煉鐵廠,四川攀枝花617022)

新1#二次混合機齒圈螺栓在線配鉆實踐

鄭家樹

(攀鋼煉鐵廠,四川攀枝花617022)

通過實施齒圈螺栓在線配鉆,有效解決攀鋼煉鐵廠新1#燒結(jié)機二次混合機齒圈連接螺栓頻繁斷裂現(xiàn)狀,恢復(fù)了設(shè)備原有功能,實現(xiàn)了大型混合機在線經(jīng)濟性、可靠性維修,降低了維修成本,提高了設(shè)備作業(yè)率。

二次混合機;齒圈連接螺栓;在線配鉆

1 引言

攀鋼煉鐵廠新1#燒結(jié)機燒結(jié)面積為360m2,臺時產(chǎn)量505t,于2009年投產(chǎn)使用。二次混合機型號為?4400×21 000,自重148t,混合料量每小時700多噸。大齒圈由兩個半齒輪用6顆M48對口螺栓連接在一起,通過與筒體擋圈的48顆螺栓孔相連傳遞力矩見圖1所示。

圖1 二混齒圈連接螺栓示意圖

48顆齒圈連接螺栓中,24顆為M42絞制孔螺栓,24顆為M36連接螺栓,螺栓等級均為8.8級。兩種螺栓以2顆為1組,交替均布。半齒圈之間連接螺栓為6顆M48,進口方向2顆,出口方向1顆。各部連接螺栓、孔徑設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 齒圈各部連接螺栓、孔設(shè)計參數(shù)

2 齒圈連接螺栓斷裂情況

2012年開始,二混齒圈螺栓使用較長時間后,部分螺栓逐漸松動、拉長、斷裂。斷裂后,螺栓孔局部變形,新?lián)Q上的連接螺栓打不進后,只好改用尺寸較小的螺栓。無法按原有設(shè)計參數(shù)恢復(fù)原狀及性能。

隨著運行時間延長,能傳遞力矩起關(guān)鍵作用配絞的螺栓越來越少,使得螺栓斷裂次數(shù)、顆數(shù)日漸增多。更多斷裂的螺栓的螺孔錯位,又只好改用配合尺寸更小的螺栓,形成惡性循環(huán),最終不得不大量更換連接螺栓。

每更換1顆斷裂螺栓,均需停機后裝上慢速盤車裝置,將螺栓盤至底部,換完一顆再盤車換另一顆。螺栓斷裂后,一般都要用氣焊掏孔,再人工打出來,檢修、維護勞動強度高,耗費時間很長。

2013年年初以來,該54顆齒圈連接螺栓頻繁斷裂,導致停機次數(shù)、停機時間不斷增多,對生產(chǎn)造成嚴重影響。全年直接或者間接處理齒圈螺栓停機就達30次,全年更換齒圈螺栓200多顆,嚴重影響新1#燒結(jié)機穩(wěn)定運行。同時,如果隱患繼續(xù)發(fā)展,將被迫更換筒體或者齒圈,備件費用將十分昂貴。采用離線修復(fù)措施,也需重新訂購1套筒體和齒圈備品,產(chǎn)生費用也很驚人。

因此,采用二混齒圈連接螺栓在線配鉆技術(shù),恢復(fù)二混齒圈螺栓原有性能,能實現(xiàn)設(shè)備經(jīng)濟性、可靠性維修。

3 齒圈同心度檢測

3.1 檢測點選擇

檢測點選擇:二混齒圈由兩半通過對口面螺栓把合而成,選其中一個結(jié)合面為A點,另一側(cè)為B點。其余對稱面分別為CD點。從A點開始,沿圓周方向,選擇均等分的8個點為檢測點。見圖2左側(cè)所示。

圖2 齒圈檢測點

3.2 檢測原始數(shù)據(jù)

檢測原始狀態(tài)下二混大齒圈裝配精度徑向跳動初始數(shù)據(jù),第一次檢測數(shù)據(jù)見表2。因以前齒圈螺栓頻繁斷裂,且大齒圈對口面(圖2示AB兩點)間有間隙,后加2mm墊板勉強把合。將該墊板撤除,重新更換對口面的6件M48螺栓并把合緊固后,第二次檢測數(shù)據(jù)見表2。

因以前齒圈螺栓頻繁斷裂,且大齒圈對口面(圖2示AB兩點)間有間隙,后加2mm墊板勉強把合。將該墊板撤除,重新更換對口面的6件精加工螺栓并把合緊固后,檢測原始狀態(tài)下二混大齒圈裝配精度徑向跳動初始數(shù)據(jù)。

在齒圈正下方設(shè)置固定底座,架設(shè)百分表見圖3所示,以任一點A為基準,采用160t汽車吊將筒體盤動,運轉(zhuǎn)一圈,得出表2第一次徑向檢測數(shù)據(jù)(端面跳動數(shù)據(jù)做參考)。

表2 齒圈原始狀態(tài)下徑向跳動兩次檢測數(shù)據(jù)

圖3 齒圈徑向、端面跳動檢測示意圖

筒體再次用汽車吊盤轉(zhuǎn)一圈,檢測齒圈內(nèi)表面與擋圈腹板間距,圖2右側(cè)示值,分別是最大16mm,最小為9mm,間距相差最大為7mm。同時檢測大齒圈與筒體齒圈架24 -?44H7定位螺孔,定位螺孔的最大錯位6 -7mm。第二次檢測數(shù)據(jù)見表2。

兩次檢測結(jié)果可以看出,相對于原點,最大跳動量分別是7mm和6.5mm,已經(jīng)超出了齒頂園與兩輥圈外圓的同軸度(?22mm)和齒圈端面跳動公差(2mm)的設(shè)計值,說明齒圈徑向跳動量非常大,齒圈螺栓孔錯位嚴重。同時,檢測兩半齒圈把合面的間隙,A點為0.10mm,B點為0.20mm,把合面無法把合緊密。因此,必須在線調(diào)整齒圈同心度。

4 齒圈同心度在線調(diào)整

為保證齒圈能調(diào)整,將原有過盈配合螺栓(M42)拆除取出,在原有?44螺栓孔穿入?36螺桿,調(diào)整余量最高可達8mm。調(diào)整前要選擇合適的基準,根據(jù)表2分析得知,A(1點)和B(5點)正好處于對稱點,最值相差7mm,選擇圖2左所示AB兩點為基準點,將兩半齒圈把合面(M48)螺栓把緊,保證把合面無間隙。

齒圈同心度調(diào)整的原則是先徑向調(diào)整再軸向調(diào)整。徑向調(diào)整是以大齒圈外徑?為基準,用螺旋千斤頂調(diào)整。由于表2中最值相差為7mm,以單側(cè)頂3.5mm為調(diào)整值。

將A點盤車至筒體最低位,底部加裝底座,用螺旋千斤頂往上徑向運動,即可調(diào)整,見圖4。徑向調(diào)整完成后,各螺孔必然產(chǎn)生錯位,分別在筒體內(nèi)表面焊接座子,用螺旋千斤頂(0.5t及1t)頂在其與齒圈筋板上,根據(jù)孔徑沿圓周方向逐漸微調(diào),見圖5,可逐步消除錯位。

圖4 齒圈徑向調(diào)整示意圖

圖5 齒圈圓周方向調(diào)整示意圖

5 齒圈調(diào)整后復(fù)測

調(diào)整后,在保證大齒輪對口面間把合緊密情況下,再次對齒圈同心度進行檢測,最大差值見表3。同時,檢測圖2所示δ值,即齒圈與筒體腹板間距,分別是最大12mm,最小為10mm,間距相差最大為2mm,間距最大值縮小了5mm。同時檢測大齒圈與筒體齒圈架24-?44H7定位螺孔,定位螺孔的錯位值約1～2mm。調(diào)整后,齒圈同心度在設(shè)計范圍內(nèi),可以在線配鉆。

表3 齒圈調(diào)整后同心度檢測數(shù)據(jù)

6 齒圈螺栓在線配鉆

配鉆方案確定,將24-?39原把合螺孔擴鉆至24-?48H7作為定位螺孔并實施配鉆,將24-?44 H7原定位螺孔作為把合螺孔,直接配螺栓,不擴鉆,減少配鉆工作量。用?45鉆頭粗絞后,用?47.5鉆頭精鉸,最后用?48鉆頭配絞裝配精度。齒圈平口之間M48連接螺栓,根據(jù)現(xiàn)場測量尺寸配桿徑,見表4。

配鉆順序:見圖2左所示,按1點—5點—3點—7點的順序?qū)ΨQ配鉆后,再依次配鉆。磁力鉆選擇型號為KBN50QX,人工配鉆,垂直齒端面放置,邊鉆邊澆油液。鉆頭采用?45、?47.5、?48硬質(zhì)合金鉆頭,鉆桿長度180～240 mm,各配備2只以上交替使用。螺栓材質(zhì)不變,規(guī)格統(tǒng)一,桿徑根據(jù)鉆頭尺寸車制配用。

表6 配鉆后齒圈各部連接螺栓、孔設(shè)計參數(shù)

配鉆工藝要點:(1)因為現(xiàn)場配鉆,防止盤車時齒圈與筒體之間產(chǎn)生相對運動,找正后必須加焊擋鐵焊死,待配鉆完好后,方可將擋鐵割除。(2)用氣焊掏孔將絞制孔斷的螺栓取出,產(chǎn)生的嚴重損傷及硬點,用砂輪打磨光滑。(3)配鉆時要先使用粗絞刀,消除孔中硬點,防止絞刀損傷或者鉆不動。(4)每配鉆完成一個螺孔,將螺栓人工打入,再配鉆下一個螺孔。(5)配鉆完成的M42螺栓全部配雙螺帽,并加?42彈簧墊,螺帽與螺桿之間不焊接。(6)螺栓孔配鉆完成后,重新盤筒體二次緊固。

7 結(jié)論

新1#二混齒圈連接螺栓長時間使用后,出現(xiàn)連接螺栓孔變形、錯位,螺栓失去原有定位和把合功能,螺栓頻繁斷裂。采取齒圈螺栓在線配鉆技術(shù),通過齒圈同心度檢測、在線調(diào)整,在線配鉆等手段,恢復(fù)30顆定位螺栓的定位功能。實施近一年,未發(fā)生一顆齒圈螺栓斷裂現(xiàn)象,不僅實現(xiàn)了設(shè)備經(jīng)濟性、可靠性維修,與離線維修相比,極大降低了維修成本,而且還延長筒體、齒圈使用壽命,降低了新1#燒結(jié)機設(shè)備事故故障。

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B

鄭家樹,工程師,主要從事現(xiàn)場設(shè)備點檢及管理工作。