图拉法渣处理设备脱水器大齿圈制造方法

■ 山东莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心 （山东济南 271104） 陈学明 李慎功 陈 健

图拉法渣处理设备是钢铁企业比较普遍使用的设备，脱水器大齿圈则是图拉法设备中很重要的一个零件，其制作质量好坏直接关系到图拉法设备的正常运行与否。因此，对大齿圈的制作工艺研究非常必要和有意义。

1. 大齿圈结构分析

大齿圈结构如图1所示。为了维修更换方便，将大齿圈设计为两半剖分式结构，材质为ZG35CrMo铸钢，正火处理。齿圈直径最大为4 560mm，齿轮法向模数mn=20，齿数z=226，齿形角αn=20°。

利用铰制螺栓将两半联接成一个整体。更换大齿圈时，应拆开大齿圈，一半一半地更换，最后在图拉法设备上用铰制孔螺栓联接牢固。

2. 制作难点分析

从大齿圈结构和更换要求分析，大齿圈制作过程中的最大难点是如何防止变形。即大齿圈制作完成后，当拆开铰制螺栓，拆成两半后，大齿圈再次合装时是否能顺利合拢并保持原有的形状和尺寸不变，这是最大的控制难点。因为大齿圈经过毛坯制作、粗加工和精加工后不断产生的内部应力会导致工件变形。如何将此过程中的变形控制好是决定大齿圈质量好坏的关键。

图1 大齿圈结构

3. 制造工艺方案

为了控制好制造过程中的变形量和产品质量，设计了如下制造工艺。

1）毛坯制作。原则上要求电弧炉炼钢精炼后浇注，以确保毛坯无裂纹、缩孔、夹渣和砂眼等影响机械强度的缺陷；毛坯外圆部分应单边留20～25mm余量，内孔部分应单边留15～20mm余量，以确保后续粗、精加工有合适的余量。余量大小是根据热处理和拆分组合工序的变形量和机加工经验而定，必须保证成品尺寸，且又不至于去除余量较大。毛坯进行正火处理，消除铸造应力，改善铸件组织。

2）铣结合面。采用划线方式划出结合面加工线，在大中型落地镗床铣削加工两半结合面。划线分配余量时，应保证结合面能加工完成，且能尽量少地去除余量。把余量留在外圆面上，保证外圆、内孔单边余量≥10mm。钻出两半结构的合装孔。

3）合装两半，将两半结构合装成整体。

4）粗加工外圆、内孔，保证内孔、外圆单边余量≥10mm，去平端面，保证厚度余量≥单边8mm余量。

5）拆开成两半，正火加回火处理，此过程中可以在内孔加拉筋，防止半圆结构张口或缩口变形。因为经过前几步粗加工后，累积了较大的内应力，将两半打开，可初步释放应力，再采用正火加回火彻底消除内应力。

6）铣结合面。先划结合面加工线，再在大中型落地镗床铣削加工两半结合面，划线分配余量时，应保证结合面能加工完成，且又能尽量少地去除余量。把余量留在外圆面上，保证外圆、内孔单边余量≥5mm。

7）合装两半，将两半结构合装成整体。

8）半精加工。半精加工外圆、内孔和端面，保证外圆、内孔单边余量≥5mm。

9）拆开整体大齿圈成两半，自然放置20天以释放应力。

10）精铣结合面，见光即可，尽量少去除余量。

11）将合装孔钻铰到位，两半结构合装成整体。

12）精车外圆内孔和其他各处至图样尺寸要求。

13）制齿，以及表面淬火。

14）交检入库。完成产品制作全过程。

4. 结语

本工艺路线的特点为：①从毛坯制作开始设置了正火处理，消除毛坯铸造应力，改善了铸件组织。②设计了粗加工、半精加工和精加工3个机加工阶段，每个阶段控制好余量，为逐步释放应力打下了工艺基础。③粗加工后，拆开大齿圈成两半，进行正火加回火热处理，比较彻底地消除了加工应力；半精加工后，将大齿圈再次打开，放置20天，进一步消除加工应力。通过本工艺制作的大齿圈成品，铸造及加工应力基本消除殆尽，由应力所致的变形经实践证明不超过0.5mm。有效地保证了大齿圈的制造质量，也能保证在安装大齿圈时，打开之后再度合装能顺利地进行。此工艺方法获得了用户的一致好评。