BB8100 型移动式镗孔机镗孔工艺

侯方磊

（国家能源集团准能设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯 010300）

随着科技的进步、制造业的发展、生产效率的提高，露天矿用设备逐步走向大型化、高效化、自动化。一些大型矿用设备的体积、载荷、效率越来越高，比如吊斗铲、电铲、自卸卡车、工程设备等。随着设备体积和效率的增大，一些维修难点也逐步出现，比如设备结构件大直径基孔磨损，其失圆后修复是一项技术难点。

因其结构件体积和质量较大，拆卸移动困难，必须在设备上进行现场修复加工，而为保证加工精度、维修工期，则需要使用移动式精密机床[1]。BB8100 型移动式镗孔机可用于户外作业现场及厂房内的轴孔类的镗孔、车端面加工，对于大直径基孔磨损后的修复效果显著。

支撑系统彻改变了传统结构，使用高精度带密封系统的自调心轴承代替传统铜套。旋转驱动单元可放置在镗杆的任何位置，轴向进给单元可放在镗杆的任意端，结构紧凑的液压动力单元输出扭矩强大，全新设计、安装简单、速度可调、生产效率极高。

1 BB8100 型镗孔机主要结构原理

BB8100 型镗孔机由Climax 公司进行全新的设计和生产，尤其针对各类大型设备后的基孔修复具有强大功能，根据功能划分为4 个单元[2]：①动力单元：由液压站、液压发动机、旋转驱动总成组成；②传动单元：由镀铬镗杆和机械轴向进给总成组成；③执行单元：由刀头总成和机械轴向进给总成组成；④支撑单元由端面自调心轴承支撑总成和内径非调心轴承支撑总成组成。BB8100 镗孔机结构组成如图1。

1）液压站。提供30 马力（22 kW）380 V 50 Hz 30 A 的动力单元，具备在低油量和高温度状态下自动停车的功能，能有效地保护设备。液压站的无级变速电机安装在液压油箱之中，确保了长期使用的稳定性。提供四速变频遥控控制器，功能包括：急停、电源开关、运转/步进选择、电机速度控制。配备压力表、液位仪、2 条配备快速接头的液压油管（长度5 m）以及10 μm 高精度滤芯。

图1 BB8100 镗孔机结构组成

2）液压发动机。采用原装进口的液压发动机，流量为190 cm3/r，镗杆转速20 r/min，镗杆工作扭矩为6 484.9 N·m（最大扭矩可达8 227.1 N·m）。满足正反转要求，可重载加工，输出扭矩稳定。

3）镀铬镗杆。镗杆经过特殊精密镀铬加工处理，长期使用不会产生塑性变形，直径203.2 mm，长度为6 100 mm，直线度0.025 4 mm/304.8 mm，配备长键槽丝杠。

4）内径非调心轴承支撑总成。中间支撑轴承支架设计为可拆卸式，可任意拆卸和安装，尤其适用于狭小的空间。特制高精密轴承，轴承衬套与镗杆不做回转运动，轴承的旋转部位采用密封润滑以确保镗孔精度。

5）端面自调心轴承支撑总成。配备原装进口十字臂轴承支撑臂单元，特制高精密轴承，轴承衬套与镗杆不做回转运动，轴承的旋转部位采用密封润滑以确保镗孔精度，提供了更大的稳定性，支撑装置通过支架安装在工件的端部，镗杆由自调心轴承支撑定位，通过调节此装置上的4 个可调螺丝将镗杆进行初始对中。

6）端面铣头总成。该部分主要作用是完成端面的铣削加工，加工范围为355.6～2 481.6 mm，共配有3 套，安装简便、快速，可以在加工过程中实现自动进给。端面铣头装置安装在镗杆刀夹上，用提供的垫块装置调整铣削直径范围。

7）刀头总成。加工范围为406～2 032 mm，最新设计的刀头单元，特殊定位的可调导块，可以将切削力直接引导到镗杆上，使切削力和刚性结构加强，满足重载加工；分瓣式结构实现了快速简单安装，具有可调节、可拆卸的对开螺母，增加了刀头单元的灵活性，更适用于空间狭小的作业场所。

8）旋转驱动总成。驱动组件可以安装在镗杆的任何部位，配备防撞外部壳体、高精度轴承、密封系统、终生免维护润滑，传动装置齿轮比为20∶1。

9）机械轴向进给总成。该总成可安装在镗杆的两端部位，可双向进给、手动/自动进给，机械轴向进给速率为0.076～0.760 mm/r。

2 镗孔工艺

以黑岱沟露天煤矿WK-20 电铲中心孔磨损修复过程为例，BB8100 型镗孔机的工艺流程如下[3]：

1）对WK-20 中心孔进行测量，确定基准。根据基孔的磨损情况，确定补焊范围及补焊量，留出足够的加工余量。

2）将轴承组件紧固到镗杆上，将镗杆装入中心孔。根据中心孔直径选择内径安装轴承支撑总成组件，将支撑总成安装在中心孔内，根据确定好的基准，使用百分表和光学对中仪调节镗杆处于最中央位置，用手柄将顶杆在孔中顶紧。

3）安装端面支撑组件。将4 个支撑工装直接焊接到中心孔上下端面上，或在中心孔上下端面打孔，安装端面支撑组件。由于镗杆垂直方向安装，自质量较大，为防止镗杆带掉落需在两端安装夹紧环。

4）检查同心度。端面支撑轴承具有球面锥度可调的特点，可以进行±6.35 mm 的微调以精准定心镗杆。所以在端面支撑总成固定后，再次使用百分表和内径千分尺检查镗孔和镗杆间的同心度，调节4 个可调螺丝将镗杆对中，同心度误差控制在±0.02 mm以内。

5）将旋转驱动总成安装在端面支撑上部。使用锁紧环将旋转驱动器锁定在镗杆上，将扭矩臂安装在旋转驱动器壳体上，空间足够的情况下，一般对称安装，以保证旋转驱动的稳定性。扭矩臂需要固定在足够坚固的固定结构上，以承受旋转驱动单元的全部扭矩。

6）安装轴向进给总成，将轴向进给的止动杆固定到固定结构上，以使其绊住进给机构。

7）将刀架两瓣安装在镗杆上，丝杠螺母和丝杠啮合到位。根据孔直径选择合适的垫块和配重块，在刀架两侧对称安装。

8）连接液压动力单元和液压发动机，确保液压站电机旋转方向和箭头标记方向一致，切换液压发动机软管可以控制镗杆旋转方向。

9）粗加工。镗孔需要进行多次粗加工和1 次精加工[4]，粗加工时预留0.60～0.80 mm 的余量，中心孔尺寸镗削至520 mm 左右。粗镗过程中要不断对中心孔进行测量，严禁不测量就1 次镗削到位。

10）精加工。粗车完毕后进行精加工，镗孔标准尺寸为520.55 mm，内嵌铜套尺寸为520.90 mm，标准过盈量为0.45 mm。现场作业中，BB8100 将基孔尺寸加工至520.50～520.60 mm 的范围内，镗孔完成后中心孔与铜套的实际过盈量为0.40～0.50 mm[5]。

11）拆卸镗孔机。中心孔按标准尺寸车削完毕并测量无误后，按照镗孔机安装的反向顺序进行拆卸，因为镗杆是镀铬设计，拆卸时注意尽量避免镗杆和周围物体的撞击磕碰，以免磕伤镗杆降低镗孔精度。

3 常见问题及预防措施

BB8100 镗孔机虽然刚性好、动力强、精度高，但在镗削大直径基孔时也会发生一些常见问题，例如：扎刀、闷车、进给单元失效、镗削后基孔椭圆或锥度等[6]，针对于BB8100 镗孔机具体结构组成，梳理总结常见问题的避免措施[7-8]如下：

1）补焊的清理和保温。基孔补焊前，对基孔进行彻底清理和预热，预热温度不大于300 ℃，焊接后保温6～8 h，避免金属焠硬现象。出现焠硬现象时，因基孔硬度变高，刀具频繁磨损。基孔内焊接层材质硬度不均匀，镗削后基孔可能出现椭圆或锥度。

2）安装前的维护。安装前的维护包括：①清洗传动部件并涂抹润滑油，否则传动部件间铁屑会导致进给阻力增大；②连接液压动力系统时，检查液压油内有无空气、杂质，避免因液压动力不足造成停机现象；③冬季低温作业时进行预热，因为温度过低时油品黏度上升，传动力矩增大，导致进给单元不进给。

3）刀架的调整。在安装设备时，刀架单元为分瓣对开式，将对开螺母将与丝杠间隙调整到最小。镗削大直径基孔时刀架臂较长，质量较大，应在刀架对称方向安装刀架臂和配重块，以平衡径向力。刀架间隙过大和径向力不平衡可能造成镗削后基孔出现椭圆，严重时可能导致扎刀和停机。

4）锁紧螺丝的调整。在镗削过程中，将微调镗头的刀具锁紧螺钉紧固到位，锁紧螺钉上涂Vibratite-VC3 螺纹胶，以避免在振动过程中螺丝松动。锁紧螺钉松动及进给量过大可能造成镗削后孔出现锥度，严重时可能导致扎刀和停机。

5）余量和测量。在进行精加工时，要预留足够切削余量，一般为0.6～0.8 mm。加工中测量时，在基孔两端的对称位置进行多次测量，避免基孔因出现锥度和椭圆，使实际尺寸超出公差范围。

4 结语

BB8100 型镗孔机是迄今为止国内露天煤矿所使用最大的移动式镗孔机，该镗孔机以其精密的设计、稳定的性能、合理的结构，对直径1.5 m 以上的基孔磨损具有良好的修复作用，几乎包括了所有大型设备的基孔在线修复。自有设备的基孔在线修复的优点有：①为企业每年有效节约外委维修成本约200～400 万元；②缩短了设备停机时间，外委修复从开始申请到维修结束，一般为1～2 个月，内部检修技术人员自修镗孔一般为10 d 左右；③提高了检修技术水平，自有大型镗孔设备的运维，能有效提高维修人员技术水平，避免高端技术封锁。