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。