新1#二次混合机齿圈螺栓在线配钻实践

郑家树

(攀钢炼铁厂,四川攀枝花617022)

新1#二次混合机齿圈螺栓在线配钻实践

郑家树

(攀钢炼铁厂,四川攀枝花617022)

通过实施齿圈螺栓在线配钻,有效解决攀钢炼铁厂新1#烧结机二次混合机齿圈连接螺栓频繁断裂现状,恢复了设备原有功能,实现了大型混合机在线经济性、可靠性维修,降低了维修成本,提高了设备作业率。

二次混合机;齿圈连接螺栓;在线配钻

1 引言

攀钢炼铁厂新1#烧结机烧结面积为360m2,台时产量505t,于2009年投产使用。二次混合机型号为ϕ4400×21 000,自重148t,混合料量每小时700多吨。大齿圈由两个半齿轮用6颗M48对口螺栓连接在一起,通过与筒体挡圈的48颗螺栓孔相连传递力矩见图1所示。

图1 二混齿圈连接螺栓示意图

48颗齿圈连接螺栓中,24颗为M42绞制孔螺栓,24颗为M36连接螺栓,螺栓等级均为8.8级。两种螺栓以2颗为1组,交替均布。半齿圈之间连接螺栓为6颗M48,进口方向2颗,出口方向1颗。各部连接螺栓、孔径设计参数见表1。

表1 齿圈各部连接螺栓、孔设计参数

2 齿圈连接螺栓断裂情况

2012年开始,二混齿圈螺栓使用较长时间后,部分螺栓逐渐松动、拉长、断裂。断裂后,螺栓孔局部变形,新换上的连接螺栓打不进后,只好改用尺寸较小的螺栓。无法按原有设计参数恢复原状及性能。

随着运行时间延长,能传递力矩起关键作用配绞的螺栓越来越少,使得螺栓断裂次数、颗数日渐增多。更多断裂的螺栓的螺孔错位,又只好改用配合尺寸更小的螺栓,形成恶性循环,最终不得不大量更换连接螺栓。

每更换1颗断裂螺栓,均需停机后装上慢速盘车装置,将螺栓盘至底部,换完一颗再盘车换另一颗。螺栓断裂后,一般都要用气焊掏孔,再人工打出来,检修、维护劳动强度高,耗费时间很长。

2013年年初以来,该54颗齿圈连接螺栓频繁断裂,导致停机次数、停机时间不断增多,对生产造成严重影响。全年直接或者间接处理齿圈螺栓停机就达30次,全年更换齿圈螺栓200多颗,严重影响新1#烧结机稳定运行。同时,如果隐患继续发展,将被迫更换筒体或者齿圈,备件费用将十分昂贵。采用离线修复措施,也需重新订购1套筒体和齿圈备品,产生费用也很惊人。

因此,采用二混齿圈连接螺栓在线配钻技术,恢复二混齿圈螺栓原有性能,能实现设备经济性、可靠性维修。

3 齿圈同心度检测

3.1 检测点选择

检测点选择:二混齿圈由两半通过对口面螺栓把合而成,选其中一个结合面为A点,另一侧为B点。其余对称面分别为CD点。从A点开始,沿圆周方向,选择均等分的8个点为检测点。见图2左侧所示。

图2 齿圈检测点

3.2 检测原始数据

检测原始状态下二混大齿圈装配精度径向跳动初始数据,第一次检测数据见表2。因以前齿圈螺栓频繁断裂,且大齿圈对口面(图2示AB两点)间有间隙,后加2mm垫板勉强把合。将该垫板撤除,重新更换对口面的6件M48螺栓并把合紧固后,第二次检测数据见表2。

因以前齿圈螺栓频繁断裂,且大齿圈对口面(图2示AB两点)间有间隙,后加2mm垫板勉强把合。将该垫板撤除,重新更换对口面的6件精加工螺栓并把合紧固后,检测原始状态下二混大齿圈装配精度径向跳动初始数据。

在齿圈正下方设置固定底座,架设百分表见图3所示,以任一点A为基准,采用160t汽车吊将筒体盘动,运转一圈,得出表2第一次径向检测数据(端面跳动数据做参考)。

表2 齿圈原始状态下径向跳动两次检测数据

图3 齿圈径向、端面跳动检测示意图

筒体再次用汽车吊盘转一圈,检测齿圈内表面与挡圈腹板间距,图2右侧示值,分别是最大16mm,最小为9mm,间距相差最大为7mm。同时检测大齿圈与筒体齿圈架24 -ϕ44H7定位螺孔,定位螺孔的最大错位6 -7mm。第二次检测数据见表2。

两次检测结果可以看出,相对于原点,最大跳动量分别是7mm和6.5mm,已经超出了齿顶园与两辊圈外圆的同轴度(ϕ22mm)和齿圈端面跳动公差(2mm)的设计值,说明齿圈径向跳动量非常大,齿圈螺栓孔错位严重。同时,检测两半齿圈把合面的间隙,A点为0.10mm,B点为0.20mm,把合面无法把合紧密。因此,必须在线调整齿圈同心度。

4 齿圈同心度在线调整

为保证齿圈能调整,将原有过盈配合螺栓(M42)拆除取出,在原有ϕ44螺栓孔穿入ϕ36螺杆,调整余量最高可达8mm。调整前要选择合适的基准,根据表2分析得知,A(1点)和B(5点)正好处于对称点,最值相差7mm,选择图2左所示AB两点为基准点,将两半齿圈把合面(M48)螺栓把紧,保证把合面无间隙。

齿圈同心度调整的原则是先径向调整再轴向调整。径向调整是以大齿圈外径ϕ为基准,用螺旋千斤顶调整。由于表2中最值相差为7mm,以单侧顶3.5mm为调整值。

将A点盘车至筒体最低位,底部加装底座,用螺旋千斤顶往上径向运动,即可调整,见图4。径向调整完成后,各螺孔必然产生错位,分别在筒体内表面焊接座子,用螺旋千斤顶(0.5t及1t)顶在其与齿圈筋板上,根据孔径沿圆周方向逐渐微调,见图5,可逐步消除错位。

图4 齿圈径向调整示意图

图5 齿圈圆周方向调整示意图

5 齿圈调整后复测

调整后,在保证大齿轮对口面间把合紧密情况下,再次对齿圈同心度进行检测,最大差值见表3。同时,检测图2所示δ值,即齿圈与筒体腹板间距,分别是最大12mm,最小为10mm,间距相差最大为2mm,间距最大值缩小了5mm。同时检测大齿圈与筒体齿圈架24-ϕ44H7定位螺孔,定位螺孔的错位值约1～2mm。调整后,齿圈同心度在设计范围内,可以在线配钻。

表3 齿圈调整后同心度检测数据

6 齿圈螺栓在线配钻

配钻方案确定,将24-ϕ39原把合螺孔扩钻至24-ϕ48H7作为定位螺孔并实施配钻,将24-ϕ44 H7原定位螺孔作为把合螺孔,直接配螺栓,不扩钻,减少配钻工作量。用ϕ45钻头粗绞后,用ϕ47.5钻头精铰,最后用ϕ48钻头配绞装配精度。齿圈平口之间M48连接螺栓,根据现场测量尺寸配杆径,见表4。

配钻顺序:见图2左所示,按1点—5点—3点—7点的顺序对称配钻后,再依次配钻。磁力钻选择型号为KBN50QX,人工配钻,垂直齿端面放置,边钻边浇油液。钻头采用ϕ45、ϕ47.5、ϕ48硬质合金钻头,钻杆长度180～240 mm,各配备2只以上交替使用。螺栓材质不变,规格统一,杆径根据钻头尺寸车制配用。

表6 配钻后齿圈各部连接螺栓、孔设计参数

配钻工艺要点:(1)因为现场配钻,防止盘车时齿圈与筒体之间产生相对运动,找正后必须加焊挡铁焊死,待配钻完好后,方可将挡铁割除。(2)用气焊掏孔将绞制孔断的螺栓取出,产生的严重损伤及硬点,用砂轮打磨光滑。(3)配钻时要先使用粗绞刀,消除孔中硬点,防止绞刀损伤或者钻不动。(4)每配钻完成一个螺孔,将螺栓人工打入,再配钻下一个螺孔。(5)配钻完成的M42螺栓全部配双螺帽,并加ϕ42弹簧垫,螺帽与螺杆之间不焊接。(6)螺栓孔配钻完成后,重新盘筒体二次紧固。

7 结论

新1#二混齿圈连接螺栓长时间使用后,出现连接螺栓孔变形、错位,螺栓失去原有定位和把合功能,螺栓频繁断裂。采取齿圈螺栓在线配钻技术,通过齿圈同心度检测、在线调整,在线配钻等手段,恢复30颗定位螺栓的定位功能。实施近一年,未发生一颗齿圈螺栓断裂现象,不仅实现了设备经济性、可靠性维修,与离线维修相比,极大降低了维修成本,而且还延长筒体、齿圈使用寿命,降低了新1#烧结机设备事故故障。

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1001-5108(2016)04-0066-04

TH17

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郑家树,工程师,主要从事现场设备点检及管理工作。