繆沈紅

摘要：斗輪體是取料機(jī)中的重要構(gòu)件，在取料過程中，取料機(jī)通過斗輪體的自身旋轉(zhuǎn)將礦料從堆場運(yùn)輸至臂架皮帶上。斗輪體制作工藝復(fù)雜，通過實例，論述斗輪體制作的各個關(guān)鍵步驟以及注意要點。

關(guān)鍵詞：斗輪體;焊接;機(jī)加工

0? 引言

取料機(jī)中的斗輪機(jī)構(gòu)主要由斗輪體、9組料斗裝置、斗輪體驅(qū)動裝置、料斗固定裝置等組成。就像電腦主板一樣，這些部件都是安裝到斗輪體上的，斗輪體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接工作量大，斗輪體質(zhì)量的好壞會直接影響到其與料斗裝置、斗輪體軸的裝配，也就影響到整個斗輪系統(tǒng)的質(zhì)量。本文從斗輪體各零件的數(shù)控放樣、基礎(chǔ)制作及裝配焊接出發(fā)，分析主要的關(guān)鍵點，保證斗輪體的制作質(zhì)量。

1? 斗輪體的制作

1.1 主要零件的數(shù)控放樣

在數(shù)控放樣時，與驅(qū)動軸裝配的斗輪體法蘭板件12放5毫米厚度的平面機(jī)加工余量，內(nèi)孔位置直徑上放40毫米的加工余量。斗輪體輻板由第四道圓環(huán)件8、第三道圓環(huán)件9、第二道圓環(huán)件10以及第一道圓環(huán)件11共4道圓環(huán)焊接而成。結(jié)合鋼板的寬度，分段后焊接的難易程度，以及經(jīng)濟(jì)效益，每道圓環(huán)確定由6塊相同扇環(huán)拼接而成，因此，在數(shù)控放樣時，所有的24塊扇環(huán)，內(nèi)側(cè)圓弧放1毫米的焊接收縮余量，外側(cè)圓弧放1毫米的焊接收縮余量，圓周寬度方向每塊板放2毫米的焊接收縮余量并將扇環(huán)按照圖紙要求彎成不同角度的錐面。斗輪體筒體外圈均分成三段進(jìn)行放樣，由于外圈需要卷圓，因此，每一段的兩側(cè)放200毫米的余量用于卷圓，卷圓完成后，留部分焊接收縮余量，將其余部分進(jìn)行修割。斗輪體筒體上下面圓環(huán)各由9個料斗支座節(jié)點板及9塊扇環(huán)組成：在放樣時，為使后續(xù)劃線工序更為便捷，料斗支座節(jié)點板內(nèi)孔暫時不對其開設(shè)，等到整個斗輪體制作完成，劃線后手工割出;上下圓環(huán)中的扇環(huán)半徑各放大5毫米，即整個內(nèi)、外圈直徑放大10毫米，用于整體的焊接收縮。其余部件不放余量。所有零件數(shù)控完成后按圖紙焊接要求開設(shè)坡口。

1.2 胎架的搭制及斗輪體輻板的拼裝

根據(jù)斗輪體的結(jié)構(gòu)特點，斗輪體在水平狀態(tài)下進(jìn)行制作，根據(jù)斗輪體法蘭板以及斗輪體輻板之間的形位尺寸，在地面搭制同斗輪體輻板形狀一致的槽鋼胎架，胎架搭制完成后，首先將斗輪體法蘭板水平放置在胎架上，然后裝配第一道圓環(huán)件11，將斗輪體法蘭同第一道圓環(huán)點焊，保證它們之間的相對高度，再用卡馬定位好。件11組件之間同樣點焊在一起，并用卡馬進(jìn)行定位，并測量第一道圓環(huán)的直徑和高度，盡量使外圓比理論直徑大2毫米，高度比理論高度高出3～5毫米。按上述步驟依次焊接裝配第二、三、四道圓環(huán)。根據(jù)圖紙尺寸，修割第四道圓環(huán)件8余量。上述焊縫的焊接需要等到筒體拼裝完成后方可進(jìn)行。

1.3 筒體的制作

筒體主要由上下圓環(huán)、上下封板、斗輪體外圈、左右側(cè)封板以及內(nèi)側(cè)封板組成。其中筒體上下圓環(huán)需要先制作成組件，為減小每組料斗支座節(jié)點板的位置誤差及筒體圓環(huán)焊接變形，筒體上下圓環(huán)拼接完成后，需要用卡馬將兩個筒體圓環(huán)靠在一起進(jìn)行焊接。焊接完成后，根據(jù)斗輪體輻板的第四道圓環(huán)的外圓尺寸修割筒體下圓環(huán)的內(nèi)圓拼接尺寸。點焊裝配筒體下圓環(huán)，安裝斗輪體外圈，左右側(cè)封板以及筒體上圓環(huán)，筒體上下封板。筒體的內(nèi)側(cè)封板，需要等到筒體的內(nèi)部焊縫全部完成后方可安裝。在安裝筒體外圈時，注意其安裝位置以及同斗輪體法蘭件12的垂直度。在安裝筒體上圓環(huán)時，必須用吊錘，鋼皮尺測量每一組料斗支座節(jié)點板的位置尺寸。在每組料斗支座節(jié)點板處，用16號槽鋼作為工藝撐，保證其焊接后開檔尺寸誤差在2毫米以內(nèi)。

1.4 拼板焊縫及耐磨焊縫的焊接方法與要求

所有主要部件裝配完成后開始焊接法蘭與輻板及斗輪體輻板之間的焊縫。在焊接時，以第四道圓環(huán)件8為例，先焊接件8與斗輪體筒體的拼接焊縫a，然后焊接組件8之間的連接焊縫b，按先1后2的順序三人同時進(jìn)行焊接。上述焊縫焊接完成后，再按照同樣的焊接順序焊接裝配第三道圓環(huán)件9、第二道圓環(huán)件10。再焊接件11和件12，先焊接件11和件12的拼接焊縫c，然后焊接組件11之間的連接焊縫d，焊接前對件11、件12按相關(guān)的WPS進(jìn)行預(yù)熱，要求開始焊接時三人按照先3后4的順序同時進(jìn)行焊接;最后完成件11和件12組件與件10的對接焊縫e，焊接時按照以上焊接圓周的方法三人同時焊接。焊接順序如圖1所示。在焊接前需安裝卡馬，必要時需適當(dāng)增加工藝撐以控制變形，每焊接完成一道焊縫都必須檢測焊接件的內(nèi)圈圓度及直徑。

正面焊縫焊接完成后，將斗輪體結(jié)構(gòu)件翻身并擱置在胎架上，對原拼接焊縫反面清根，然后按照之前圓周焊接的方法完成焊接，再對斗輪體筒體相關(guān)裝配焊縫進(jìn)行焊接，并火攻校正。焊接其余小部件。最后焊接筒體內(nèi)側(cè)封板上的菱形網(wǎng)狀焊縫。由于斗輪體在取料時，每分鐘能到達(dá)6轉(zhuǎn)，每個料斗能裝2噸多礦料，礦料對斗輪體內(nèi)側(cè)封板的沖擊、摩擦?xí)浅４?，加上礦料的比重又大，內(nèi)側(cè)封板會在很短的時間內(nèi)磨損變薄，從而導(dǎo)致斗輪體的取料作用失效。因此必須對筒體內(nèi)側(cè)的封板堆焊網(wǎng)狀形的耐磨焊縫作為耐磨層來增加斗輪體的使用壽命，耐磨層厚度4～5毫米。由于筒體內(nèi)側(cè)封板為普通鋼板，在普通鋼板上直接堆焊耐磨焊條很容易產(chǎn)生裂紋，一旦出現(xiàn)裂紋，將很難對其進(jìn)行返工處理。我們采用不銹鋼焊條A402打底，堆焊焊條D256蓋面的方法來焊接此耐磨焊縫。其中，A402是鈦鈣型藥皮不銹鋼焊條，焊前需要經(jīng)過250攝氏度烘焙1小時，采用直流反接，電流不宜過大;D256是低氫鉀型藥皮堆焊焊條，焊前需要經(jīng)過250攝氏度烘焙1小時，交直流兩用，焊接時不得預(yù)熱，需控制好焊縫層間溫度，在焊接時，可以趁紅熱狀態(tài)進(jìn)行錘擊或者直接澆水來使焊接溫度迅速下降，由于該堆焊焊條焊接的焊縫金屬為奧氏體高錳鋼，具有加工硬化，堅韌耐磨的特點，用于破碎機(jī)、推土機(jī)等受沖擊易磨損件的堆焊，非常適用于此處。在采用D256焊條進(jìn)行堆焊時因黃煙較大，應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)，焊工站在上風(fēng)位置進(jìn)行操作。所有焊縫焊接完成后，拆除工藝撐，根據(jù)圖紙要求對焊縫進(jìn)行探傷。對各組料斗支座節(jié)點板開檔尺寸進(jìn)行復(fù)驗。

2? 斗輪體的劃線與加工

2.1 斗輪體的劃線

斗輪體制作完成后，對其進(jìn)行劃線。利用激光經(jīng)緯儀，以料斗支座節(jié)點板開檔中點為中心線，以此中心線為水平基準(zhǔn)線，調(diào)整胎架位置水平，劃出斗輪體法蘭板件12的厚度余量加工線。以斗輪體法蘭板中心孔為基準(zhǔn)，劃出所有料斗支座節(jié)點板圓周方向上的中心位置線，半徑方向上的位置線，在圖紙上測量得到相鄰2個料斗支座節(jié)點板孔之間的尺寸后，以其中一個節(jié)點板圓弧中心線為基準(zhǔn)，依次劃出其余各個孔中心位置，在最后一個孔中心確定后，需要對最后一個孔與第一個孔中心距離進(jìn)行測量檢驗，保證其測量尺寸與圖紙尺寸相差在5毫米以內(nèi)。所有的料斗支座節(jié)點板孔中心線確定后，按圖紙要求劃出料斗安裝孔的機(jī)加工圓周線以及直徑55毫米孔線。用氧氣乙炔割炬割出55毫米孔，該切割的孔是為了保證機(jī)加工鏜棒能夠插入鏜孔，以及各組料斗安裝孔能有足夠的加工余量進(jìn)行加工。

2.2 斗輪體的機(jī)加工

由于機(jī)加工設(shè)備的局限性，需要將斗輪體呈豎立狀態(tài)，采用水平鏜床對斗輪體上的裝配孔進(jìn)行機(jī)加工。斗輪體整體劃線完成后，將斗輪體垂直豎立起來，調(diào)整好斗輪體的垂直度并搭制好工藝撐，確保在機(jī)加工時無工件抖動現(xiàn)象。首先，對每一組料斗支座節(jié)點板進(jìn)行鏜孔，鏜孔時，每一組孔需用一根鏜棒一次裝夾加工出來，這樣可以使該組料斗孔的中心線在同一直線上，從而保證料斗的順利安裝。然后再對法蘭板件12刮平面，鏜驅(qū)動軸裝配孔。法蘭板與驅(qū)動軸連接的鉸制螺栓孔，由于精度要求高，需要將驅(qū)動軸裝配至斗輪體上，在斗輪體水平狀態(tài)下，對其進(jìn)行配鉆、鉸孔。首先，利用激光經(jīng)緯儀，調(diào)整胎架位置，保證斗輪體水平，復(fù)測驅(qū)動軸的垂直度，上述操作完成后，方可對鉸制螺栓孔進(jìn)行加工。

所有的機(jī)加工孔尺寸都需要用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量報驗，而料斗支座節(jié)點板孔還需要對其中的任意一組孔進(jìn)行抽檢，取任意3個料斗對其進(jìn)行裝配都沒有問題后方能確認(rèn)合格。

3? 結(jié)語

斗輪體結(jié)構(gòu)看似零部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)形式簡單，但制作時工序復(fù)雜，難度較大。只有抓住了制作過程中的幾個關(guān)鍵點，才能在制作過程中得心應(yīng)手。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]趙甦.焊接手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]李亞江.焊接材料選用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.