占 軍，黃善達(dá)

（馬鋼（集團(tuán)）控股有限公司姑山礦業(yè)公司，安徽馬鞍山 243000）

引言

馬鋼姑山礦業(yè)公司白象山鐵礦井下溜破系統(tǒng)選用CJ612 顎式破碎機(jī)，運(yùn)行6 年后發(fā)現(xiàn)輔助動(dòng)顎體回位的拉桿座銷(xiāo)孔磨損嚴(yán)重，實(shí)測(cè)間隙達(dá)到9 mm，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)拉桿運(yùn)動(dòng)換向會(huì)造成銷(xiāo)與孔的沖擊增大，座孔有疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)顎體總成件重13 t，外形尺寸3400×2360×1000 mm，從主井大件通道運(yùn)輸至地表修復(fù)，需要拆除井筒箕斗懸掛尾繩讓出空間，工程量大、停產(chǎn)檢修時(shí)間長(zhǎng)。

1 磨損原因分析

（1）CJ612 破碎機(jī)動(dòng)顎體彈簧拉桿的結(jié)構(gòu)形式如圖1，維護(hù)過(guò)程中存在對(duì)彈簧壓縮量調(diào)整不當(dāng)、彈簧折斷后發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，動(dòng)顎體、彈簧對(duì)拉桿約束力發(fā)生變化，不能保持平衡，導(dǎo)致座孔下部磨損等缺陷。

圖1 CJ612破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖

（2）破碎機(jī)動(dòng)顎體下部銷(xiāo)孔座A 與本體尺寸關(guān)系如圖2，銷(xiāo)在孔中受力微動(dòng)，孔“O”不正常磨損后如圖形成“L”輪廓線，變成了橢圓形的孔，削弱孔座A的金屬抗疲勞強(qiáng)度。

圖2 拉桿接手銷(xiāo)孔座結(jié)構(gòu)圖

2 材料分析

2.1 實(shí)物樣品分析

在動(dòng)顎體上取50 g 樣品，用金屬光譜分析儀測(cè)金屬含量，用化學(xué)成分分析法測(cè)碳硫含量，實(shí)物檢測(cè)存在誤差對(duì)焊接工藝編制影響可以不予考慮，根據(jù)結(jié)果查金屬材料手冊(cè)用類(lèi)比法判定材料金屬特性，編制焊接工藝。

（1）樣品金屬含量：

表1 實(shí)物材料主要成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）

實(shí)物中Si 的含量大于0.40% 需要納入合金元素計(jì)算，Si的作用主要起到固溶強(qiáng)化作用，提高鋼的彈性極限、屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。

（2）碳當(dāng)量計(jì)算：

根據(jù)美國(guó)焊接學(xué)會(huì)（AWS）提出的碳當(dāng)量公式（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：

（3）材料類(lèi)比：

表2 材料類(lèi)比ZG270-500中碳鋼的成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）

表3 材料類(lèi)比ZG270-500中碳鋼的力學(xué)性能

3 焊接工藝編制

焊接工藝比照Z(yǔ)G270-500，根據(jù)碳當(dāng)量計(jì)算的結(jié)果編制焊接工藝。

3.1 焊條選擇

根據(jù)類(lèi)比的材料,優(yōu)選低氫堿性焊條，熔敷σb≥500 N/mm2，全位置方向焊接，為了焊接時(shí)便于控制，優(yōu)先選用φ3.2 mm，使用前烘干。

焊條牌號(hào)可選擇下列任何一種：

本次操作決定選用美固焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)E7018焊條，鐵粉低氫鉀型藥皮碳鋼焊條，交直流兩用，可進(jìn)行全位置焊接，特點(diǎn)是藥皮含有鐵粉，可減少焊接層數(shù)，用于焊接相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的碳鋼及低合金鋼，如Q345鋼等。

3.2 焊接工藝過(guò)程

（1）堆焊區(qū)域，一層一層堆焊達(dá)孔“O”，留有磨削余量。

（2）焊接前從焊接區(qū)域清除油漆、鐵銹和油脂，清除所有的橡膠墊圈和易燃材料，用耐銅絲刷磨頭打磨光亮。

（3）預(yù)熱區(qū)域超過(guò)焊接部位100～150 mm，預(yù)熱溫度150±50 ℃,控制冷卻速度，使之小于30～50 ℃/s。

（4）每道焊縫徹底打磨，清理焊渣。焊縫在垂直表面從下到上建立，在水平面上，焊縫應(yīng)以水平弧形的形式建立。

（5）焊接時(shí)采用淺溶深，減少母材金屬熔入焊縫中比例，采用小電流，小直徑焊條，以減小熔深。

（6）焊接過(guò)程中，由于無(wú)法采取焊后整體熱處理消除殘余應(yīng)力的條件，故在焊接過(guò)程中，采用錘擊熱態(tài)焊縫金屬的方法以減小焊接應(yīng)力。

（7）焊后熱處理工序，用割炬加熱焊接區(qū)域使溫度達(dá)到150 ℃，采用石棉繩纏繞座孔，用鐵絲綁扎石棉布覆蓋300 mm 焊接區(qū)域，避免冷卻速度過(guò)大，允許在10 h內(nèi)緩慢冷卻。

4 堆焊后修復(fù)

（1）完全冷卻達(dá)到環(huán)境溫度后，用牧田906 電摩直向打磨機(jī)，選用C1020M06 硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)矬，從外向里逐步推進(jìn)方法打磨堆焊部位，在打磨的過(guò)程中，用新銷(xiāo)不斷試孔，可以用錘敲擊銷(xiāo)擠壓銷(xiāo)孔，產(chǎn)生發(fā)亮的痕跡，用電動(dòng)旋轉(zhuǎn)矬磨削亮點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)空間狹小，用反光鏡觀察手工打磨的效果。

（2）從3個(gè)方向用游標(biāo)卡測(cè)量修復(fù)后的尺寸，平均在50.34 mm，小于廠家設(shè)計(jì)尺寸，配合間隙良好，彈簧長(zhǎng)度調(diào)整到460 mm，帶負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)月，拆解后敲擊觀察焊接區(qū)域沒(méi)有金屬裂紋。

（3）座孔不能采用堆焊處理，可用Q345 厚50 mm 板材按照?qǐng)D3 加工整體座孔，焊接面銑削20 mm×45°坡口，劃線切割去除機(jī)架上的孔座，用芯棒找正點(diǎn)焊固定后，選用E7018-φ4.0 mm焊條，采用上述焊接工藝，在坡口采用連續(xù)焊接，加大熔深提高焊接效果。

5 動(dòng)顎體設(shè)計(jì)方面的建議

（1）動(dòng)顎體銷(xiāo)和孔之間存在力的傳遞，不可避免產(chǎn)生磨損，鑄件加工成?60H7，因兩座孔相對(duì)獨(dú)立，位置同軸度公差可以控制在0.5 mm 內(nèi)，壓裝銷(xiāo)套（如圖3）。

圖3 加工中配合控制

（2）鋼套材料選用40Gr，倒角去毛刺飛邊，調(diào)質(zhì)處理HB240～HB280，內(nèi)外圓柱面高頻淬火，硬度達(dá)HRC40～HRC45。

（3）銷(xiāo)中心鉆注油孔，安裝M10×1 的黃油嘴，定期加注二硫化鉬潤(rùn)滑銷(xiāo)套。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)井下CJ612 破碎機(jī)動(dòng)顎體銷(xiāo)孔磨損情況，現(xiàn)場(chǎng)采用堆焊手工磨削成型的修理方法，有效解決進(jìn)一步惡化的趨勢(shì)，并從設(shè)計(jì)角度提出了加裝銷(xiāo)套保護(hù)座孔的措施。