浅谈滚筒加工工艺与质量控制

摘 要：随着带式输送机向着长距离、大运量、高速度方向的发展，输送机的驱动功率和胶带张力也不断增大。对承受输送机最大张力的关键部件-滚筒（传动滚筒或头部卸载滚筒）的要求也随之提高。所以带式输送机各类滚筒的加工制造工艺是否满足要求，质量是否达标，会关系到整个输送机系统的稳定性、安全性与可靠性。文章主要是对直径为630mm的传动滚筒工艺与质量控制进行了简单分析。

关键词：输送机；传递动力；加工工艺

带式输送机是现代最主要的散状物料输送设备之一，而滚筒又是带式输送机的主要传部件，故其铸件质量、焊接质量、加工工艺等都关系到滚筒整体质量的好坏，滚筒一旦在运行中损坏，将导致整体输送机不能正常运行，严重时滚筒开裂会将胶带划破，造成重大事故及经济损失。为保证在加工滚筒各零部件时的质量，我们可以从加工工艺方面进行重点管控。

1 滚筒的结构组成

滚筒的结构如图1所示，此滚筒是带式输送机中最主要的滚筒之一，承载着整个输送机的传动能力。其主要部件有筒皮、接盤、压盖、轴承座、轴、轴承、涨套和密封件等。其中， 筒皮、接盘、轴承座和轴是机加工件，轴承、涨套和密封件则是外购的标准件。

2 滚筒加工工艺与质量控制

2.1 筒皮的卷制与加工

筒皮卷制前对两端进行折弯处理，折弯圆弧R处（见图2）用120°样板进行检验，不能出现大于0.3mm的间隙，圆弧一端预留100mm直边，合口时要割掉预留直边并有30°坡口。然后在进行卷制直到对口间隙达2-3mm时点焊，焊缝长度不小于40mm，间距300-400mm，且从两端向中间进行焊接，焊缝过短，会影响焊接强度，容易开焊。筒皮卷制、直缝焊接、校圆后圆度应符合图纸要求尺寸，以此来保证滚筒的外径尺寸要求及筒皮加工后能达到最小壁厚尺寸要求。

校圆后筒皮两侧加工内定位止口和焊接坡口，工艺要求内定位止口加工余量为2-3mm，如果校圆没有达到要求，加工定位止口时就会发现有的部位没有车到，筒皮与接盘环形对接时因没有基准面，很难找正会降低焊接效率且影响焊缝强度；加工简体外圆后，因筒皮厚薄不均匀，会影响机械强度；输送机运行时，由于简体偏心，对轴承的冲击大，会缩短轴承的使用寿命。

2.2 滚筒接盘的加工

接盘和轴承座均采用铸钢件，材料为ZG230——450或ZG270——500，在我单位这两种件一般属于外委件，到货后首先要进行验收，具体验收标准如下：

（1）重要部位不允许有影响强度的砂眼和气孔。次要部位上砂眼、气孔的总面积不允许超过缺陷所在面积的5%，每个铸件上的缺陷不得超过3处。

（2）不允许存在长度大于3倍宽度的线状缺陷。

（3）单个点状缺陷不得大于Φ6mm。

（4）两个相邻点状缺陷的间距大于其中较大缺陷尺寸时，按单个缺陷分开计算，间距小于其中较大缺陷尺寸时，两个缺陷合并计算，其缺陷当量总和不得大于Φ6mm。

铸钢件经检验质量满足要求后还需进行切削加工，在卧式车床以外圆为基准对接盘毛坯件装卡校正加工涨套孔，再以涨套孔为基准装卡校正车削加工焊接坡口，使坡口角度为30°并且留2-3mm直边。

2.3 筒体的加工

2.3.1 筒皮与接盘的焊接

筒皮与接盘环形对接的坡口形状直接影响焊缝的质量。对接坡口形状最好是U形，U形坡口可以减少坡口的开口量，且更有利于焊剂的流入，同时可以减少焊接应力，增加焊缝的可靠性，减少裂纹量的产生，而且焊接工作量也较小；但是加工难度大，技能要求高，且我单位现在没有这种成型刀具。不能将坡口开成v形，v形坡口尖角处焊件体积较小，焊接时热胀冷缩，应力和收缩变形较大， 容易产生焊接裂纹等缺陷。所以我单位通常将坡口加工成Y形见图3，坡底宽度b比焊丝直径大一些，深度P跟b相当，喇叭口角度控制在60°左右。在筒体端面内止口处均匀点焊四个定位块，定位块与筒体点焊的面保持紧贴、平行，利用定位块对筒皮、接盘进行定位找正。采用CO2气体保护焊打底埋弧自动焊接成形的焊接方式进行筒体焊接。筒体焊接后，要对其焊缝进行超声波探伤检测，确保焊接质量。

2.3.2 筒体的热处理

在加工滚筒的整个工艺过程中，机加工工艺与热处理工艺之间的密切配合，是提高产品质量的重要保证。

将筒体吊装入炉进行退火处理，消除内应力：炉温以每小时≤150℃的速度升温，达到600℃-620℃，保温2小时后随炉冷却至250℃，最后进行空冷。通过采用这种措施后，材料的组织和性能都有所改善，并能消除焊接后产生的残余应力，焊缝不易产生开裂现象。

2.3.3 涨套孔的镗铣

镗孔是加工中心的主要加工内容之一，它能精确地保证孔系的尺寸和形位精度，并纠正上道工序的误差。在我单位是利用数控镗铣床来对涨套孔进行加工，镗铣加工精度高，加工范围广。

将待加工筒体吊装放置在自制水平V型块上，用等高支柱和横梁配合加长扳手将滚筒压紧。百分表用磁力表座吸在镗铣床主轴上， 用表测量滚筒端面的上下、左右点，使涨套孔轴向径向在同一中心位置上， 首先对两端涨套孔进行粗镗，并给精镗留2-3mm加工余量，然后精镗到图纸要求尺寸。为了保证孔的同轴度，需注意以下两点：首先应确保镗铣床工作台回转精度为180°，否则两端所镗孔的中心出现交叉；其次调头后应保证镗杆轴线与已加工孔轴线位置重合。

2.3.4 筒体外圆的车削

将待加工筒体吊装至卧式车床，以涨套孔为基准装卡校正，根据孔的大小选择合适顶尖顶在一端，另一端用卡爪卡紧。根据图纸外圆粗糙度要求，选择合适的切削三要素：车床转速为70-75r/min，进给量为0.3-0.4mm/r，切削深度为3-4mm。根据图纸外径及壁厚要求对外圆进行车削加工。外圆直径偏差应符合表1的规定。

2.4 轴承压盖的制作

轴承压盖是滚筒加工中不可或缺的零件之一，虽然所承受的载荷不大，冲击力较小，但是对轴承起着位置固定压紧、挡油密封的作用。为保证压盖的精确定位以及其密封的作用，要求对内孔及其端面的垂直度和粗糙度的加工精度较高。

根据图纸尺寸要求，选取合适的钢板在火焰切割机上下料。内径、外径及厚度都要留有5-8mm的加工余量；毛坯件上普通车床进行装卡校正车削，钻床上钻孔、攻丝。O型密封槽及端面垂直度一定要按图纸尺寸加工，否则不能很好的起到密封作用，降低轴承使用寿命。

2.5 滚筒的装配

滚筒装配时，轴与简体之间采用涨套联接，把涨套穿到轴上，轴的两端用液压千斤顶调整涨套与内孔间隙均匀，用铜锤轻敲涨套到位，使接触面与胀套位贴合，将螺栓均匀地轻度旋入，为防止结合面倾斜，用扭矩扳手对称紧定涨套螺栓，保证轴和简体之间足够的涨紧力。轴承与轴、轴承座与轴承的安装采用过盈配合，根据热胀冷缩的原理，利用轴承加热器先将轴承座加热温度至90-100℃，并保温5分钟，将轴承放入轴承座内，可使用铜棒辅助安装到位，静置30分钟，对已放入轴承的轴承座整体加热90-100℃，用天车配合装入轴上，轴承和轴承座腔中应填充锂基润滑脂，轴承中充油脂量为轴承空隙的2/3，轴承座腔中应充满。然后将O型圈，密封圈装在压盖上，用螺栓固定拧紧。

滚筒装配后，应进行静平衡试验，滚筒静平衡精度等级应符合G40的规定。否则要做静平衡补偿，补偿可在滚筒接盘上采取添加材料的办法实现。

3 结束语

滚筒是带式输送机的主要受力部件，滚筒的质量直接影响输送机的运输能力与使用寿命。所以我们在滚筒制造过程中，必须要严格按照加工工艺与质量管控要求来进行制造加工和检验。只有严格执行加工工艺，做好质量过程管控，才能制造出高质量的滚筒，满足各矿井的需求。

参考文獻

[1]GB10595-2009.带式输送机技术条件[S].

[2]王焕凤.带式输送机滚筒参数的确定[J].煤矿机械.

[3]于学谦.矿山运输机械[M].中国矿业大学出版社.

作者简介：葛花（1984-），女，2007年7月毕业于内蒙古工业大学自动化专业，现在神东煤炭集团皮带机公司工作。