鄭家樹(shù)

(攀鋼煉鐵廠,四川攀枝花617022)

新1#二次混合機(jī)齒圈螺栓在線配鉆實(shí)踐

鄭家樹(shù)

(攀鋼煉鐵廠,四川攀枝花617022)

通過(guò)實(shí)施齒圈螺栓在線配鉆,有效解決攀鋼煉鐵廠新1#燒結(jié)機(jī)二次混合機(jī)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(shí)現(xiàn)了大型混合機(jī)在線經(jīng)濟(jì)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(jī);齒圈連接螺栓;在線配鉆

1 引言

攀鋼煉鐵廠新1#燒結(jié)機(jī)燒結(jié)面積為360m2,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量505t,于2009年投產(chǎn)使用。二次混合機(jī)型號(hào)為?4400×21 000,自重148t,混合料量每小時(shí)700多噸。大齒圈由兩個(gè)半齒輪用6顆M48對(duì)口螺栓連接在一起,通過(guò)與筒體擋圈的48顆螺栓孔相連傳遞力矩見(jiàn)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(jí)均為8.8級(jí)。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(jìn)口方向2顆,出口方向1顆。各部連接螺栓、孔徑設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 齒圈各部連接螺栓、孔設(shè)計(jì)參數(shù)

2 齒圈連接螺栓斷裂情況

2012年開(kāi)始,二混齒圈螺栓使用較長(zhǎng)時(shí)間后,部分螺栓逐漸松動(dòng)、拉長(zhǎng)、斷裂。斷裂后,螺栓孔局部變形,新?lián)Q上的連接螺栓打不進(jìn)后,只好改用尺寸較小的螺栓。無(wú)法按原有設(shè)計(jì)參數(shù)恢復(fù)原狀及性能。

隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng),能傳遞力矩起關(guān)鍵作用配絞的螺栓越來(lái)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(cuò)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(jī)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(lái),檢修、維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度高,耗費(fèi)時(shí)間很長(zhǎng)。

2013年年初以來(lái),該54顆齒圈連接螺栓頻繁斷裂,導(dǎo)致停機(jī)次數(shù)、停機(jī)時(shí)間不斷增多,對(duì)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。全年直接或者間接處理齒圈螺栓停機(jī)就達(dá)30次,全年更換齒圈螺栓200多顆,嚴(yán)重影響新1#燒結(jié)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),如果隱患繼續(xù)發(fā)展,將被迫更換筒體或者齒圈,備件費(fèi)用將十分昂貴。采用離線修復(fù)措施,也需重新訂購(gòu)1套筒體和齒圈備品,產(chǎn)生費(fèi)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(shí)現(xiàn)設(shè)備經(jīng)濟(jì)性、可靠性維修。

3 齒圈同心度檢測(cè)

3.1 檢測(cè)點(diǎn)選擇

檢測(cè)點(diǎn)選擇:二混齒圈由兩半通過(guò)對(duì)口面螺栓把合而成,選其中一個(gè)結(jié)合面為A點(diǎn),另一側(cè)為B點(diǎn)。其余對(duì)稱面分別為CD點(diǎn)。從A點(diǎn)開(kāi)始,沿圓周方向,選擇均等分的8個(gè)點(diǎn)為檢測(cè)點(diǎn)。見(jiàn)圖2左側(cè)所示。

圖2 齒圈檢測(cè)點(diǎn)

3.2 檢測(cè)原始數(shù)據(jù)

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

因以前齒圈螺栓頻繁斷裂,且大齒圈對(duì)口面(圖2示AB兩點(diǎn))間有間隙,后加2mm墊板勉強(qiáng)把合。將該墊板撤除,重新更換對(duì)口面的6件精加工螺栓并把合緊固后,檢測(cè)原始狀態(tài)下二混大齒圈裝配精度徑向跳動(dòng)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(jiàn)圖3所示,以任一點(diǎn)A為基準(zhǔn),采用160t汽車吊將筒體盤動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)一圈,得出表2第一次徑向檢測(cè)數(shù)據(jù)(端面跳動(dòng)數(shù)據(jù)做參考)。

表2 齒圈原始狀態(tài)下徑向跳動(dòng)兩次檢測(cè)數(shù)據(jù)

圖3 齒圈徑向、端面跳動(dòng)檢測(cè)示意圖

筒體再次用汽車吊盤轉(zhuǎn)一圈,檢測(cè)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(shí)檢測(cè)大齒圈與筒體齒圈架24 -?44H7定位螺孔,定位螺孔的最大錯(cuò)位6 -7mm。第二次檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

兩次檢測(cè)結(jié)果可以看出,相對(duì)于原點(diǎn),最大跳動(dòng)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(dòng)公差(2mm)的設(shè)計(jì)值,說(shuō)明齒圈徑向跳動(dòng)量非常大,齒圈螺栓孔錯(cuò)位嚴(yán)重。同時(shí),檢測(cè)兩半齒圈把合面的間隙,A點(diǎn)為0.10mm,B點(diǎn)為0.20mm,把合面無(wú)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(guò)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(dá)8mm。調(diào)整前要選擇合適的基準(zhǔn),根據(jù)表2分析得知,A(1點(diǎn))和B(5點(diǎn))正好處于對(duì)稱點(diǎn),最值相差7mm,選擇圖2左所示AB兩點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn),將兩半齒圈把合面(M48)螺栓把緊,保證把合面無(wú)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(zhǔn),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(diǎn)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(yùn)動(dòng),即可調(diào)整,見(jiàn)圖4。徑向調(diào)整完成后,各螺孔必然產(chǎn)生錯(cuò)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(jiàn)圖5,可逐步消除錯(cuò)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(cè)

調(diào)整后,在保證大齒輪對(duì)口面間把合緊密情況下,再次對(duì)齒圈同心度進(jìn)行檢測(cè),最大差值見(jiàn)表3。同時(shí),檢測(cè)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(shí)檢測(cè)大齒圈與筒體齒圈架24-?44H7定位螺孔,定位螺孔的錯(cuò)位值約1～2mm。調(diào)整后,齒圈同心度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),可以在線配鉆。

表3 齒圈調(diào)整后同心度檢測(cè)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(kuò)鉆至24-?48H7作為定位螺孔并實(shí)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(kuò)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(chǎng)測(cè)量尺寸配桿徑,見(jiàn)表4。

配鉆順序:見(jiàn)圖2左所示,按1點(diǎn)—5點(diǎn)—3點(diǎn)—7點(diǎn)的順序?qū)ΨQ配鉆后,再依次配鉆。磁力鉆選擇型號(hào)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(zhǎng)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(jì)參數(shù)

配鉆工藝要點(diǎn):(1)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)配鉆,防止盤車時(shí)齒圈與筒體之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),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(yán)重?fù)p傷及硬點(diǎn),用砂輪打磨光滑。(3)配鉆時(shí)要先使用粗絞刀,消除孔中硬點(diǎn),防止絞刀損傷或者鉆不動(dòng)。(4)每配鉆完成一個(gè)螺孔,將螺栓人工打入,再配鉆下一個(gè)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(zhǎng)時(shí)間使用后,出現(xiàn)連接螺栓孔變形、錯(cuò)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(guò)齒圈同心度檢測(cè)、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(shí)施近一年,未發(fā)生一顆齒圈螺栓斷裂現(xiàn)象,不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)筒體、齒圈使用壽命,降低了新1#燒結(jié)機(jī)設(shè)備事故故障。

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TH17

B

鄭家樹(shù),工程師,主要從事現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備點(diǎn)檢及管理工作。