朱 勇
(南通中遠重工有限公司,江蘇 南通226004)
圓形堆取料機是一臺對原料進行均化處理、儲存及輸送等操作的散料設備,放置于圓形鋼結構堆棚中[1]。主要由堆料機鋼結構、懸臂膠帶機、堆料回轉部、下部中心料斗、門架鋼結構、取料行走機構、取料俯仰機構、刮板取料機、附屬結構等部分組成。
一般此類設備的部件都在設備使用場地內(nèi)進行合攏安裝,但經(jīng)常會發(fā)生螺栓孔對不齊、合攏口面板錯位、輔鋼安裝干涉、鉸孔錯位等現(xiàn)象,從而造成了現(xiàn)場返修困難,工時的浪費。為了縮短在使用現(xiàn)場的安裝周期及提前識別合攏產(chǎn)生的問題點,提出了在制造廠內(nèi)預先進行預合攏方法。
基于場內(nèi)及發(fā)運條件限制,本文主要討論為保證某圓形堆取料機(見圖1)的制作精度,滿足設備使用及現(xiàn)場安裝的順利安裝,通過提前對圓形堆取料機鋼結構部分結構進行場內(nèi)預組裝來解決現(xiàn)場合攏精度問題的方法。
圖1 某圓形堆取料機總體布置圖
如圖1所示,設備的鋼結構件主要指堆料機鋼結構、懸臂膠帶機、堆料回轉部、下部中心料斗、門架鋼結構、取料行走機構、取料俯仰機構、刮板取料機、附屬結構等部分。
所有預組裝部件的尺寸和精度要求必須符合GB50205-2017標準。由于整機合攏現(xiàn)場時的精度要求,對于中立柱軸線的偏差不應大于1.5 mm,現(xiàn)場圓形軌道半徑偏差控制在6 mm以內(nèi),任意6 m范圍內(nèi)高低偏差控制±1 mm,極限偏差3 mm,機架(含門架、立柱、前后臂架、拉桿、回轉部等)安裝后相對中心線最大偏移值不大于8 mm,鉸軸中心線與機架中心線的垂直度允差不大于2 mm。
結合上述要求,對于工廠內(nèi)合攏時需控制堆料機鋼結構、回轉部個平面度都必須控制小于1 mm以內(nèi),門架合攏后必須檢測中心軸線至連接行走處的尺寸控制在5 mm以內(nèi),前后臂架軸孔同軸度不得大于2 mm,與臂架中心線垂直度不大于±1.5 mm,臂架縱向中心環(huán)線應與整體縱向中心環(huán)線重合,且在同一垂直平面中,其偏差不得大于5 mm。其余部件精度按照下述部件合攏詳細要求執(zhí)行。
1)堆料回轉部的預組裝:上部回轉平臺(重約8.423 t)、上部回轉框架(重約5.028 t)、中部回轉平臺(重約12.382 t)進行預組裝,預組裝后需檢查螺栓孔的對正情況,保證螺栓能順利穿入,由于機械加工后的接合面是精基準,所以接合面的平行度是保證柱體直線度的必要條件,因此法蘭平面間隙需小于1毫米[2]。見圖2(需拆開單獨發(fā)運)。
圖2 堆料回轉部圖
2)回轉框架上下工8個支撐面法蘭先單獨機加工,上面四個法蘭板與上部回轉平臺的四角支撐面機加工后配鉆打孔,并使用工藝螺栓將配鉆的法蘭擰在一起,下面四個法蘭面與中部回轉平臺的四角支撐面機加工后配鉆打孔[2],見圖3。
圖3 回轉框架
1)堆料回轉部(重約 25.833 t)、前臂架(重約18.407 t)、后臂架(重約8.442 t)、前拉桿(重約5.3 t)、后拉桿(重約1.739 t)進行預組裝見圖4(需拆開單獨發(fā)運)。
圖4 前、后臂架與堆料回轉部預裝圖
2)先將前臂架與后臂架吊放在已調(diào)好的水平高度的胎架上,使其中心與地樣線相重合,檢查鉸軸應能順利裝配,且臂架中心與回轉中心吻合,鉸座間隙適當,無卡阻。
3)前拉桿、后拉桿的鉸軸點與上部回轉平臺和中部回轉平臺鉸軸點組裝,前臂架和后臂架鉸軸點預組裝,鉸軸應能順利裝配.見圖5(需拆開單獨發(fā)運)。
圖5 預裝實物圖
4)前后臂架軸孔同軸度不得大于2 mm,與臂架中心線垂直度不大于±1.5 mm,全長范圍內(nèi)的最大旁彎量不大于5 mm。注意檢查臂架縱向中心環(huán)線應與整體縱向中心環(huán)線重合,且在同一垂直平面中,其偏差不得大于5 mm。中部回轉平臺、前臂架、后臂架三者構件上的上平面應在同一水平面中,其前后臂架前后兩端不得有下垂現(xiàn)象。左右兩側后鉸座應在同一垂直平面內(nèi),偏差≤2 mm。
1)上部回轉軸承(重約1.55 t)、上部回轉平臺(重約8.423 t)、上部棧橋支撐平臺(重約8.354 t)進行預組裝。見圖6(需拆開單獨發(fā)運)。
圖6 上部回轉大軸承的預裝圖
將上部回轉平臺吊放在已調(diào)好的水平高度的胎架上,并依次吊裝上部回轉軸承和棧橋支撐平臺,檢查大法蘭螺栓孔與回轉軸承的對正情況。
2)中部回轉軸承(重約2.48 t)、中部回轉平臺(重約12.382 t)、中部回轉驅動裝置(重約1.262 t)進行預組裝。見圖7~圖8(需拆開單獨發(fā)運)。
圖7 中部回轉大軸承的預裝圖
圖8 預裝實物圖
3)將中部回轉平臺吊放在已調(diào)好的水平高度的胎架上,并吊裝中部回轉軸承在其上,檢查大法蘭螺栓孔與回轉軸承的對正情況。將中部回轉驅動裝置預裝,檢查小齒輪和大齒圈的嚙合是否符合傳動要求,保證齒輪嚙合間隙及嚙合重合度(小齒輪齒頂圓與轉盤軸承外齒輪齒根圓間隙1~1.5 mm,嚙合重合度≥90%[3])見圖9。
圖9 現(xiàn)場實物圖
1)門架ⅠⅡⅢ(重約20.849 t)、門架Ⅳ Ⅴ(重約16.221 t)、門架Ⅵ Ⅶ(重約 14.78 t)、門架Ⅷ(重約8.5 t)、取料行走機構(重約7.221 t)進行預組裝。見圖10(需拆開單獨發(fā)運)。
圖10 門架預裝圖
2)整個門架為左右對稱結構,預組裝時分別將門架兩側箱體梁進行單獨合攏,按工藝次序依次吊放在已調(diào)好的水平高度的胎架上側躺進行預合攏,檢查高強螺栓連接處對正情況,并檢查門架角度是否和地樣線重合,將行走機構的上部平衡軸承旋轉90°進行預組裝,查看與門架下部螺栓孔對正情況,以及車輪行走半徑的尺寸,控制在±5 mm以內(nèi)。
3)各平面分段制作說明如圖11所示。
圖11 各平面分段制作圖
如圖12平面分段制作時的定位基準線為結構中心線;
4)根據(jù)立體分段的結構形式,平面分段A,D制作時需要劃出分段B,C在其上的裝配定位線。并在分段端部進行洋沖標記,便于裝配;
5)A立體分段的制作在專用胎架上進行,胎架為擱墩式,胎架水平±2mm;
6)B根據(jù)門架鋼結構的結構形式,立體分段制作時采用側躺制作,以平直的腹板面為基準(平面分段C),定位時以橫梁的結構中心線為基準線。在平臺上劃出結構中心線、平面分段A,D的裝配定位線以及橫擱板的裝配定位線(如圖12)。
圖12 定位基準線圖
7)立體分段的裝配順序如下:
吊裝平面分段C→用吊錘檢測中心線是否與地線一致→點焊固定在胎架上→吊裝橫擱板→吊裝平面分段D并定位點焊→吊裝平面分段A并定位點焊→吊裝平面分段B并定位點焊,裝配結束后檢驗平面分段C和B及A和D的中心線是否在一個水平和垂直平面內(nèi),分段C和B可以用測量水平的方法檢測,分段A和D可用懸掛吊錘的方法檢測,允許誤差±2 mm.測量整體尺寸,允許誤差±4 mm,對角線差5 mm,平整度≤4 mm/m,整體10 mm以內(nèi)。
1)梁一(重約 9.148 t)、梁二(重約 16.103 t)、刮板軌道系統(tǒng)(約13.307 t)進行預組裝。見圖13(需拆開單獨發(fā)運)
圖13 刮板取料機機架預裝圖
2)整個刮板機架為桁架結構分三段組成[4],預組裝時按工藝次序依次吊放在已調(diào)好的水平高度的胎架上進行預合攏,并檢查機架和架體中心線是否和地樣線重合,并檢查各軌道是否滿足運行要求。
3)梁一、梁二、軌道系統(tǒng)三者旁彎不得大于5 mm,左右兩側后鉸座連接板應在同一垂直平面中偏差≤2 mm,兩條軌道安裝位置及對刮板機縱向中心對稱度公差為3 mm,同一截面的兩條導槽的高度差≤2 mm。
4)軌道系統(tǒng)的制作安裝須在機架制作完成后進行,機架的上部與下部各3個軌道,共6根軌道,其中4根軌道均為角鋼與耐磨板焊接,見圖14。
圖14 軌道安裝圖
5)每條軌道在全長(約50 m)范圍內(nèi)垂直度,平行度誤差不得大于5 mm,每條導軌直線度公差0.5/1000,最大不超過5 mm,兩條導軌安裝位置對刮板機縱向中心線對稱度公差小于3 mm,同一截面的兩條導軌的高差小于2 mm,實物圖示15~圖16。
圖15 刮板取料機機架現(xiàn)場實物
圖16 刮板取料機機架現(xiàn)場實物
6)下部兩側軌道形式為兩根角鋼兩根耐磨板組成,每個分段的軌道由兩到三部分拼接(拼接處處理與上部類似),先整體裝配好不進行焊接,待裝到架體上時再進行焊接,為了控制變形焊接需嚴格焊接順序如下圖,并在內(nèi)部每隔500 mm裝配卡板,以保證開檔尺寸,見圖17。
圖17 隔板安裝圖
通過上文描述的預裝方法提前在制造廠進行預組裝,與以往的項目相比較,有效地減少了設備安裝現(xiàn)場的合攏時間,完成整個項目縮短了7~10天的周期,并提前識別和規(guī)避了合攏現(xiàn)場所產(chǎn)生的問題,以往發(fā)生的異常現(xiàn)象如螺栓孔錯位、對接合攏縫錯位、輔鋼干涉等均未發(fā)生。該方法實施后,有效地利用了廠內(nèi)資源,提高了各部件的精度配合,減少了現(xiàn)場工作量以及有效地縮短了工期,提高了工作效率,證明該方法是有效的。