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        BB8100 型移動式鏜孔機鏜孔工藝

        2020-11-03 07:43:06侯方磊
        露天采礦技術(shù) 2020年5期
        關(guān)鍵詞:鏜桿鏜孔刀架

        侯方磊

        (國家能源集團準(zhǔn)能設(shè)備維修中心,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010300)

        隨著科技的進步、制造業(yè)的發(fā)展、生產(chǎn)效率的提高,露天礦用設(shè)備逐步走向大型化、高效化、自動化。一些大型礦用設(shè)備的體積、載荷、效率越來越高,比如吊斗鏟、電鏟、自卸卡車、工程設(shè)備等。隨著設(shè)備體積和效率的增大,一些維修難點也逐步出現(xiàn),比如設(shè)備結(jié)構(gòu)件大直徑基孔磨損,其失圓后修復(fù)是一項技術(shù)難點。

        因其結(jié)構(gòu)件體積和質(zhì)量較大,拆卸移動困難,必須在設(shè)備上進行現(xiàn)場修復(fù)加工,而為保證加工精度、維修工期,則需要使用移動式精密機床[1]。BB8100 型移動式鏜孔機可用于戶外作業(yè)現(xiàn)場及廠房內(nèi)的軸孔類的鏜孔、車端面加工,對于大直徑基孔磨損后的修復(fù)效果顯著。

        支撐系統(tǒng)徹改變了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),使用高精度帶密封系統(tǒng)的自調(diào)心軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)銅套。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元可放置在鏜桿的任何位置,軸向進給單元可放在鏜桿的任意端,結(jié)構(gòu)緊湊的液壓動力單元輸出扭矩強大,全新設(shè)計、安裝簡單、速度可調(diào)、生產(chǎn)效率極高。

        1 BB8100 型鏜孔機主要結(jié)構(gòu)原理

        BB8100 型鏜孔機由Climax 公司進行全新的設(shè)計和生產(chǎn),尤其針對各類大型設(shè)備后的基孔修復(fù)具有強大功能,根據(jù)功能劃分為4 個單元[2]:①動力單元:由液壓站、液壓發(fā)動機、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動總成組成;②傳動單元:由鍍鉻鏜桿和機械軸向進給總成組成;③執(zhí)行單元:由刀頭總成和機械軸向進給總成組成;④支撐單元由端面自調(diào)心軸承支撐總成和內(nèi)徑非調(diào)心軸承支撐總成組成。BB8100 鏜孔機結(jié)構(gòu)組成如圖1。

        1)液壓站。提供30 馬力(22 kW)380 V 50 Hz 30 A 的動力單元,具備在低油量和高溫度狀態(tài)下自動停車的功能,能有效地保護設(shè)備。液壓站的無級變速電機安裝在液壓油箱之中,確保了長期使用的穩(wěn)定性。提供四速變頻遙控控制器,功能包括:急停、電源開關(guān)、運轉(zhuǎn)/步進選擇、電機速度控制。配備壓力表、液位儀、2 條配備快速接頭的液壓油管(長度5 m)以及10 μm 高精度濾芯。

        圖1 BB8100 鏜孔機結(jié)構(gòu)組成

        2)液壓發(fā)動機。采用原裝進口的液壓發(fā)動機,流量為190 cm3/r,鏜桿轉(zhuǎn)速20 r/min,鏜桿工作扭矩為6 484.9 N·m(最大扭矩可達(dá)8 227.1 N·m)。滿足正反轉(zhuǎn)要求,可重載加工,輸出扭矩穩(wěn)定。

        3)鍍鉻鏜桿。鏜桿經(jīng)過特殊精密鍍鉻加工處理,長期使用不會產(chǎn)生塑性變形,直徑203.2 mm,長度為6 100 mm,直線度0.025 4 mm/304.8 mm,配備長鍵槽絲杠。

        4)內(nèi)徑非調(diào)心軸承支撐總成。中間支撐軸承支架設(shè)計為可拆卸式,可任意拆卸和安裝,尤其適用于狹小的空間。特制高精密軸承,軸承襯套與鏜桿不做回轉(zhuǎn)運動,軸承的旋轉(zhuǎn)部位采用密封潤滑以確保鏜孔精度。

        5)端面自調(diào)心軸承支撐總成。配備原裝進口十字臂軸承支撐臂單元,特制高精密軸承,軸承襯套與鏜桿不做回轉(zhuǎn)運動,軸承的旋轉(zhuǎn)部位采用密封潤滑以確保鏜孔精度,提供了更大的穩(wěn)定性,支撐裝置通過支架安裝在工件的端部,鏜桿由自調(diào)心軸承支撐定位,通過調(diào)節(jié)此裝置上的4 個可調(diào)螺絲將鏜桿進行初始對中。

        6)端面銑頭總成。該部分主要作用是完成端面的銑削加工,加工范圍為355.6~2 481.6 mm,共配有3 套,安裝簡便、快速,可以在加工過程中實現(xiàn)自動進給。端面銑頭裝置安裝在鏜桿刀夾上,用提供的墊塊裝置調(diào)整銑削直徑范圍。

        7)刀頭總成。加工范圍為406~2 032 mm,最新設(shè)計的刀頭單元,特殊定位的可調(diào)導(dǎo)塊,可以將切削力直接引導(dǎo)到鏜桿上,使切削力和剛性結(jié)構(gòu)加強,滿足重載加工;分瓣式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了快速簡單安裝,具有可調(diào)節(jié)、可拆卸的對開螺母,增加了刀頭單元的靈活性,更適用于空間狹小的作業(yè)場所。

        8)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動總成。驅(qū)動組件可以安裝在鏜桿的任何部位,配備防撞外部殼體、高精度軸承、密封系統(tǒng)、終生免維護潤滑,傳動裝置齒輪比為20∶1。

        9)機械軸向進給總成。該總成可安裝在鏜桿的兩端部位,可雙向進給、手動/自動進給,機械軸向進給速率為0.076~0.760 mm/r。

        2 鏜孔工藝

        以黑岱溝露天煤礦WK-20 電鏟中心孔磨損修復(fù)過程為例,BB8100 型鏜孔機的工藝流程如下[3]:

        1)對WK-20 中心孔進行測量,確定基準(zhǔn)。根據(jù)基孔的磨損情況,確定補焊范圍及補焊量,留出足夠的加工余量。

        2)將軸承組件緊固到鏜桿上,將鏜桿裝入中心孔。根據(jù)中心孔直徑選擇內(nèi)徑安裝軸承支撐總成組件,將支撐總成安裝在中心孔內(nèi),根據(jù)確定好的基準(zhǔn),使用百分表和光學(xué)對中儀調(diào)節(jié)鏜桿處于最中央位置,用手柄將頂桿在孔中頂緊。

        3)安裝端面支撐組件。將4 個支撐工裝直接焊接到中心孔上下端面上,或在中心孔上下端面打孔,安裝端面支撐組件。由于鏜桿垂直方向安裝,自質(zhì)量較大,為防止鏜桿帶掉落需在兩端安裝夾緊環(huán)。

        4)檢查同心度。端面支撐軸承具有球面錐度可調(diào)的特點,可以進行±6.35 mm 的微調(diào)以精準(zhǔn)定心鏜桿。所以在端面支撐總成固定后,再次使用百分表和內(nèi)徑千分尺檢查鏜孔和鏜桿間的同心度,調(diào)節(jié)4 個可調(diào)螺絲將鏜桿對中,同心度誤差控制在±0.02 mm以內(nèi)。

        5)將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動總成安裝在端面支撐上部。使用鎖緊環(huán)將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器鎖定在鏜桿上,將扭矩臂安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器殼體上,空間足夠的情況下,一般對稱安裝,以保證旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的穩(wěn)定性。扭矩臂需要固定在足夠堅固的固定結(jié)構(gòu)上,以承受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的全部扭矩。

        6)安裝軸向進給總成,將軸向進給的止動桿固定到固定結(jié)構(gòu)上,以使其絆住進給機構(gòu)。

        7)將刀架兩瓣安裝在鏜桿上,絲杠螺母和絲杠嚙合到位。根據(jù)孔直徑選擇合適的墊塊和配重塊,在刀架兩側(cè)對稱安裝。

        8)連接液壓動力單元和液壓發(fā)動機,確保液壓站電機旋轉(zhuǎn)方向和箭頭標(biāo)記方向一致,切換液壓發(fā)動機軟管可以控制鏜桿旋轉(zhuǎn)方向。

        9)粗加工。鏜孔需要進行多次粗加工和1 次精加工[4],粗加工時預(yù)留0.60~0.80 mm 的余量,中心孔尺寸鏜削至520 mm 左右。粗鏜過程中要不斷對中心孔進行測量,嚴(yán)禁不測量就1 次鏜削到位。

        10)精加工。粗車完畢后進行精加工,鏜孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸為520.55 mm,內(nèi)嵌銅套尺寸為520.90 mm,標(biāo)準(zhǔn)過盈量為0.45 mm?,F(xiàn)場作業(yè)中,BB8100 將基孔尺寸加工至520.50~520.60 mm 的范圍內(nèi),鏜孔完成后中心孔與銅套的實際過盈量為0.40~0.50 mm[5]。

        11)拆卸鏜孔機。中心孔按標(biāo)準(zhǔn)尺寸車削完畢并測量無誤后,按照鏜孔機安裝的反向順序進行拆卸,因為鏜桿是鍍鉻設(shè)計,拆卸時注意盡量避免鏜桿和周圍物體的撞擊磕碰,以免磕傷鏜桿降低鏜孔精度。

        3 常見問題及預(yù)防措施

        BB8100 鏜孔機雖然剛性好、動力強、精度高,但在鏜削大直徑基孔時也會發(fā)生一些常見問題,例如:扎刀、悶車、進給單元失效、鏜削后基孔橢圓或錐度等[6],針對于BB8100 鏜孔機具體結(jié)構(gòu)組成,梳理總結(jié)常見問題的避免措施[7-8]如下:

        1)補焊的清理和保溫?;籽a焊前,對基孔進行徹底清理和預(yù)熱,預(yù)熱溫度不大于300 ℃,焊接后保溫6~8 h,避免金屬焠硬現(xiàn)象。出現(xiàn)焠硬現(xiàn)象時,因基孔硬度變高,刀具頻繁磨損。基孔內(nèi)焊接層材質(zhì)硬度不均勻,鏜削后基孔可能出現(xiàn)橢圓或錐度。

        2)安裝前的維護。安裝前的維護包括:①清洗傳動部件并涂抹潤滑油,否則傳動部件間鐵屑會導(dǎo)致進給阻力增大;②連接液壓動力系統(tǒng)時,檢查液壓油內(nèi)有無空氣、雜質(zhì),避免因液壓動力不足造成停機現(xiàn)象;③冬季低溫作業(yè)時進行預(yù)熱,因為溫度過低時油品黏度上升,傳動力矩增大,導(dǎo)致進給單元不進給。

        3)刀架的調(diào)整。在安裝設(shè)備時,刀架單元為分瓣對開式,將對開螺母將與絲杠間隙調(diào)整到最小。鏜削大直徑基孔時刀架臂較長,質(zhì)量較大,應(yīng)在刀架對稱方向安裝刀架臂和配重塊,以平衡徑向力。刀架間隙過大和徑向力不平衡可能造成鏜削后基孔出現(xiàn)橢圓,嚴(yán)重時可能導(dǎo)致扎刀和停機。

        4)鎖緊螺絲的調(diào)整。在鏜削過程中,將微調(diào)鏜頭的刀具鎖緊螺釘緊固到位,鎖緊螺釘上涂Vibratite-VC3 螺紋膠,以避免在振動過程中螺絲松動。鎖緊螺釘松動及進給量過大可能造成鏜削后孔出現(xiàn)錐度,嚴(yán)重時可能導(dǎo)致扎刀和停機。

        5)余量和測量。在進行精加工時,要預(yù)留足夠切削余量,一般為0.6~0.8 mm。加工中測量時,在基孔兩端的對稱位置進行多次測量,避免基孔因出現(xiàn)錐度和橢圓,使實際尺寸超出公差范圍。

        4 結(jié)語

        BB8100 型鏜孔機是迄今為止國內(nèi)露天煤礦所使用最大的移動式鏜孔機,該鏜孔機以其精密的設(shè)計、穩(wěn)定的性能、合理的結(jié)構(gòu),對直徑1.5 m 以上的基孔磨損具有良好的修復(fù)作用,幾乎包括了所有大型設(shè)備的基孔在線修復(fù)。自有設(shè)備的基孔在線修復(fù)的優(yōu)點有:①為企業(yè)每年有效節(jié)約外委維修成本約200~400 萬元;②縮短了設(shè)備停機時間,外委修復(fù)從開始申請到維修結(jié)束,一般為1~2 個月,內(nèi)部檢修技術(shù)人員自修鏜孔一般為10 d 左右;③提高了檢修技術(shù)水平,自有大型鏜孔設(shè)備的運維,能有效提高維修人員技術(shù)水平,避免高端技術(shù)封鎖。

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