CJ612顎式破碎機動顎體拉桿座銷孔堆焊修復

占 軍，黃善達

（馬鋼（集團）控股有限公司姑山礦業(yè)公司，安徽馬鞍山 243000）

引言

馬鋼姑山礦業(yè)公司白象山鐵礦井下溜破系統(tǒng)選用CJ612 顎式破碎機，運行6 年后發(fā)現(xiàn)輔助動顎體回位的拉桿座銷孔磨損嚴重，實測間隙達到9 mm，運轉時拉桿運動換向會造成銷與孔的沖擊增大，座孔有疲勞失效的風險。動顎體總成件重13 t，外形尺寸3400×2360×1000 mm，從主井大件通道運輸至地表修復，需要拆除井筒箕斗懸掛尾繩讓出空間，工程量大、停產檢修時間長。

1 磨損原因分析

（1）CJ612 破碎機動顎體彈簧拉桿的結構形式如圖1，維護過程中存在對彈簧壓縮量調整不當、彈簧折斷后發(fā)現(xiàn)不及時，動顎體、彈簧對拉桿約束力發(fā)生變化，不能保持平衡，導致座孔下部磨損等缺陷。

圖1 CJ612破碎機結構圖

（2）破碎機動顎體下部銷孔座A 與本體尺寸關系如圖2，銷在孔中受力微動，孔“O”不正常磨損后如圖形成“L”輪廓線，變成了橢圓形的孔，削弱孔座A的金屬抗疲勞強度。

圖2 拉桿接手銷孔座結構圖

2 材料分析

2.1 實物樣品分析

在動顎體上取50 g 樣品，用金屬光譜分析儀測金屬含量，用化學成分分析法測碳硫含量，實物檢測存在誤差對焊接工藝編制影響可以不予考慮，根據(jù)結果查金屬材料手冊用類比法判定材料金屬特性，編制焊接工藝。

（1）樣品金屬含量：

表1 實物材料主要成分（質量百分數(shù)）

實物中Si 的含量大于0.40% 需要納入合金元素計算，Si的作用主要起到固溶強化作用，提高鋼的彈性極限、屈服點和抗拉強度。

（2）碳當量計算：

根據(jù)美國焊接學會（AWS）提出的碳當量公式（質量百分數(shù)）：

（3）材料類比：

表2 材料類比ZG270-500中碳鋼的成分（質量百分數(shù)）

表3 材料類比ZG270-500中碳鋼的力學性能

3 焊接工藝編制

焊接工藝比照ZG270-500，根據(jù)碳當量計算的結果編制焊接工藝。

3.1 焊條選擇

根據(jù)類比的材料,優(yōu)選低氫堿性焊條，熔敷σb≥500 N/mm2，全位置方向焊接，為了焊接時便于控制，優(yōu)先選用φ3.2 mm，使用前烘干。

焊條牌號可選擇下列任何一種：

本次操作決定選用美固焊接協(xié)會標準E7018焊條，鐵粉低氫鉀型藥皮碳鋼焊條，交直流兩用，可進行全位置焊接，特點是藥皮含有鐵粉，可減少焊接層數(shù)，用于焊接相應強度等級的碳鋼及低合金鋼，如Q345鋼等。

3.2 焊接工藝過程

（1）堆焊區(qū)域，一層一層堆焊達孔“O”，留有磨削余量。

（2）焊接前從焊接區(qū)域清除油漆、鐵銹和油脂，清除所有的橡膠墊圈和易燃材料，用耐銅絲刷磨頭打磨光亮。

（3）預熱區(qū)域超過焊接部位100～150 mm，預熱溫度150±50 ℃,控制冷卻速度，使之小于30～50 ℃/s。

（4）每道焊縫徹底打磨，清理焊渣。焊縫在垂直表面從下到上建立，在水平面上，焊縫應以水平弧形的形式建立。

（5）焊接時采用淺溶深，減少母材金屬熔入焊縫中比例，采用小電流，小直徑焊條，以減小熔深。

（6）焊接過程中，由于無法采取焊后整體熱處理消除殘余應力的條件，故在焊接過程中，采用錘擊熱態(tài)焊縫金屬的方法以減小焊接應力。

（7）焊后熱處理工序，用割炬加熱焊接區(qū)域使溫度達到150 ℃，采用石棉繩纏繞座孔，用鐵絲綁扎石棉布覆蓋300 mm 焊接區(qū)域，避免冷卻速度過大，允許在10 h內緩慢冷卻。

4 堆焊后修復

（1）完全冷卻達到環(huán)境溫度后，用牧田906 電摩直向打磨機，選用C1020M06 硬質合金旋轉矬，從外向里逐步推進方法打磨堆焊部位，在打磨的過程中，用新銷不斷試孔，可以用錘敲擊銷擠壓銷孔，產生發(fā)亮的痕跡，用電動旋轉矬磨削亮點，現(xiàn)場空間狹小，用反光鏡觀察手工打磨的效果。

（2）從3個方向用游標卡測量修復后的尺寸，平均在50.34 mm，小于廠家設計尺寸，配合間隙良好，彈簧長度調整到460 mm，帶負載運轉一個月，拆解后敲擊觀察焊接區(qū)域沒有金屬裂紋。

（3）座孔不能采用堆焊處理，可用Q345 厚50 mm 板材按照圖3 加工整體座孔，焊接面銑削20 mm×45°坡口，劃線切割去除機架上的孔座，用芯棒找正點焊固定后，選用E7018-φ4.0 mm焊條，采用上述焊接工藝，在坡口采用連續(xù)焊接，加大熔深提高焊接效果。

5 動顎體設計方面的建議

（1）動顎體銷和孔之間存在力的傳遞，不可避免產生磨損，鑄件加工成?60H7，因兩座孔相對獨立，位置同軸度公差可以控制在0.5 mm 內，壓裝銷套（如圖3）。

圖3 加工中配合控制

（2）鋼套材料選用40Gr，倒角去毛刺飛邊，調質處理HB240～HB280，內外圓柱面高頻淬火，硬度達HRC40～HRC45。

（3）銷中心鉆注油孔，安裝M10×1 的黃油嘴，定期加注二硫化鉬潤滑銷套。

6 結語

針對井下CJ612 破碎機動顎體銷孔磨損情況，現(xiàn)場采用堆焊手工磨削成型的修理方法，有效解決進一步惡化的趨勢，并從設計角度提出了加裝銷套保護座孔的措施。