CN101890610B - 大型滑履磨机进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大型滑履磨机进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法，其中现场检测包括着色、探伤、配钻止裂孔、表面清理和打磨，补焊包括补焊加强板、补焊方式和再次探伤，机加工利用进料滑环体侧旁外搭建的支撑架来安装车床用于滑环最大外径处的表面磨削加工，最后更换新轴瓦和对筒体进行试车验收达到现场修复。本发明的最大特点是不拆除原有大型滑履磨机的筒体，并利用了原有设备的安装基础，具有维修周期短、操作简便可行、运行安全可靠之特点。本发明的进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法同样适用于出料滑环锥体焊接裂纹的现场修复。
Description
技术领域
本发明属于管磨机技术领域，特别涉及到一种大型滑履磨机进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法。
背景技术
管磨机是指长度尺寸较长的圆筒型回转类粉磨机械，管磨机的圆筒长径比大于2.5，因形状似管状，故统称为“管磨机”。管磨机分细为滑履磨机和中空轴磨机，将筒体直径大于4m的滑履磨机称为大型滑履磨机。管磨机已广泛应用于建材、冶金、化工、电力、陶瓷、医药及国防工业等部门。
随着近几年我国水泥工业技术的发展，使用大型滑履磨机已相当普遍，大型滑履磨机与中空轴磨机相比具有传动平稳、噪音小、破碎比大、粉磨和筛选效率高、生产能力强、使用时间长、易维修管理、采用中心控制、自动化程度高、对原料适应性强等诸多优点。
图1-2是大型滑履磨机中筒体的结构示意图，筒体由进料滑环体、中段筒体和出料滑环锥体构成，其中进料滑环体的局部放大示意图如图3所示。从图3中看出，进料滑环体由滑环和腹板构成，进料滑环体的断面呈T型，滑环的最大外径＞中段筒体外径，滑环最大外径处经精车后与滑履轴承瓦体相配合，滑环两端的外径经车削后与中段筒体外径相等，滑环通过对接焊接在中段筒体上；腹板为圆环状，腹板中间设置有进料口，腹板通过两面角焊固定在滑环内中部。
大型滑履磨机的筒体在运行转动过程中，由于进料滑环体长期受到较大、较重研磨体及物料的冲击，使得滑环和腹板焊接处发生疲劳破坏，疲劳破坏的主要表现是：腹板两面焊接处发生环状开裂。
上述环状开裂关系到筒体工作的稳定性，直接影响到大型滑履磨机的正常运行。通常情况下，若环状开裂不太严重，可对滑环和腹板焊接处实施补焊，但补焊并不理想，原因是现场补焊后滑环可能产生变形，影响到滑环的尺寸精度、形位公差或表面粗糙度等；若停产拆卸修复，修复需要2-3个月时间，会给用户带来数以千万元计的重大经济损失，或重新更换筒体。
环状开裂也同样发生在出料滑环锥体上，原因是出料滑环锥体的断面也呈T型，出料滑环锥体由滑环、腹板和锥体构成，其中的滑环和腹板与进料滑环体的构成相同，出料滑环锥体中的滑环既要与中段筒体实施对接焊接，又要与锥体实施对接焊接。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种大型滑履磨机进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法，该现场修复方法是指在不拆除大型滑履磨机筒体的情况下，利用大型滑履磨机原有的安装基础，通过检测、补焊和机加工等若干技术手段，对大型滑履磨机的进料滑环体进行现场修复处理，并满足滑环的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等技术要求。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
所述的大型滑履磨机进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法经过现场检测、补焊和机加工三个过程，三个过程分述如下：
(一)现场检测
①当进料滑环体产生焊接裂纹时，为防止焊接裂纹的继续延伸，先采用着色和探伤检验查明每一处裂纹的深度、宽度和长度，并找出每一处焊接裂纹的两端点，在两端点延伸线外各30～50mm处配钻一个Φ10～20mm的止裂孔，直至将所有裂纹处配钻上止裂孔；
②对进料滑环体的所有焊接裂纹处进行表面清理，表面清理采用碳弧气刨和电砂轮角磨机打磨相结合的方式，用碳弧气刨刨开每一裂纹处的坡口，再用电砂轮角磨机将坡口处打磨光滑；
③对表面清理出的每一坡口处再次着色和探伤检验，保证每一坡口处不允许有裂纹而影响补焊质量；
(二)补焊
①先在进料滑环体的腹板外侧沿腹板和滑环接合处焊接一圈间隔相等的加强板，每个加强板的厚度控制在40-60mm之间，加强板的两个直角边分别紧贴腹板和滑环，加强板的两个直角边相交处设有倒角，以便让开腹板和滑环的原焊缝；
②对所有经表面清理的焊接裂纹处实施局部预热，预热温度控制在100±5℃；
③采用手工电弧焊或是气体保护焊对每一焊接裂纹处进行补焊处理，补焊处理根据手工电弧焊或是气体保护焊而选用不同材质和规格的焊条，补焊处理过程中边补焊边用风铲振动以消除焊接应力；若裂纹呈对称分布，补焊处理要同时进行，以防单边补焊时对对称的裂纹处产生焊接变形；在整个补焊处理当中要随时检查滑环的圆度，以防滑环产生较明显的椭圆；
④补焊处理完成后用石棉覆盖到所有补焊部位实施焊后保温，自然冷却；
⑤用超声波检测仪对所有补焊部位进行探伤检测，使之符合GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的Ⅱ或B级；
(三)机加工
①在进料滑环体侧旁外搭建一支撑架，并在支撑架上安装一车床；用千分表测量滑环最大外径处的圆面跳动并分别作出标记符号，根据标记符号找出滑环局部变形的最大点和最小点，以最小点的轴向母线为准找出车床刀架沿导轨横向位移的平行度，平行度不大于0.1mm；
②在转速为2800～3000转/分的三相电机输出轴上安装砂轮，并将电机底座把合在车床刀架的底板上，在砂轮的不工作边配装防护罩；
③先将筒体通过大型滑履磨机润滑站的高压泵顶起，顶起的高度以筒体转动为准；启动大型滑履磨机传动装置的慢速电机实现筒体的转动，再通过车床刀架上所配置的砂轮以及车床刀架自身的纵向进给和车床刀架沿导轨的横向位移对滑环最大外径处实施表面磨削加工，表面磨削加工先从滑环最大外径处的左端面开始匀速磨削到右端面，然后再从右端面匀速磨削到左端面，如此交替往复循环进行直至完成整个匀速磨削过程；先用粗砂轮磨削滑环的圆度和直线度，待圆度和直线度符合技术要求合后，再用细砂轮磨削滑环使之达到表面粗糙度的技术要求。
完成上述三个过程后，由于滑环的外径尺寸发生了新的变化，所以要更换新轴瓦，对新轴瓦应进行刮研，最后对修复后的筒体进行试车验收。
上述进料滑环体裂纹的现场修复方法同样适用于出料滑环锥体。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、本发明不但适用于进料滑环体焊接裂纹的现场修复，也适用于出料滑环锥体焊接裂纹的现场修复，本发明的可行性和实用性经实践检验得到充分的肯定。
2、大型滑履磨机的筒体重量占整机的35～50％，而制造成本确占整机的50～60％，运输成本占整机的80～90％，由此看出筒体的制造周期长、更换价格昂贵。采用本发明的方法，避免了筒体的重新更换和重新安装，为设备制造厂家和水泥生产企业节约了大量费用。
3、本发明不拆除原有大型滑履磨机的筒体，并利用了原有设备的安装基础，具有维修周期短、操作简便可行、运行安全可靠之特点。
附图说明
图1是大型滑履磨机中筒体的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是图1进料滑环体的局部放大示意图；
图4是在进料滑环体中补焊加强板的示意图；
图5是机加工处理中车床安放位置的示意图；
上述图中：1-进料滑环体；2-中段筒体；3-出料滑环锥体；1.1-腹板；1.2-滑环；1.3-加强板。
具体实施方式
结合图1-3，比如中段筒体2外径为5m的大型滑履磨机，进料滑环体1中的滑环1.2最大外径为5.23m，滑环1.2最大外径处与滑履轴承瓦体相配合，滑环1.2最大外径处的宽度为0.74m，若断面呈T型的进料滑环体1中的滑环1.2和腹板1.1出现裂纹，根据本发明的方法需要经过如下过程：
(一)现场检测
①当进料滑环体1产生焊接裂纹时，为防止焊接裂纹的继续延伸，先采用着色和探伤检验查明每一处裂纹的深度、宽度和长度，并找出每一处焊接裂纹的两端点，在两端点延伸线外各50mm处配钻一个Φ20mm的止裂孔，直至将所有裂纹处配钻上止裂孔。
②对进料滑环体1的所有焊接裂纹处进行表面清理，表面清理采用碳弧气刨和电砂轮角磨机打磨相结合的方式，用碳弧气刨刨开每一裂纹处的坡口，再用电砂轮角磨机将坡口处打磨光滑。注意：尽量少用碳弧气刨，多用电砂轮角磨机打磨光滑，打磨光滑的标准以去掉增碳层后露出原金属光泽为准。
③对表面清理出的每一坡口处再次着色和探伤检验，保证每一坡口处不允许有裂纹而影响补焊质量。
(二)补焊
①结合图4，先在进料滑环体1的腹板1.1外侧沿腹板1.1和滑环1.2接合处焊接一圈16个间隔相等的加强板1.3，每个加强板1.3的厚度为50mm，加强板1.3的两个直角边分别紧贴腹板1.1和滑环1.2，加强板1.3的两个直角边相交处设有倒角，以便让开腹板和滑环的原焊缝。
②通过煤气管对所有经表面清理的裂纹处实施局部预热，预热温度控制在100±5℃。
③采用手工电弧焊或是气体保护焊对每一裂纹处进行补焊处理，补焊处理根据手工电弧焊或是气体保护焊而选用不同材质和规格的焊条，如手工电弧焊使用直流焊机，则使用J506的Φ5mm焊条；如气体保护焊使用CO2气体保护焊机，则使用ER50-6的Φ6mm焊条。
补焊处理过程中边补焊边用风铲振动以消除焊接应力。
若裂纹呈对称分布，补焊处理要同时进行，以防单边补焊时对对称的裂纹处产生焊接变形；在整个补焊处理当中要随时检查滑环1.2的圆度，以防滑环1.2产生较明显的椭圆。
④补焊处理完成后用石棉覆盖到所有补焊部位实施焊后保温，自然冷却。
⑤用超声波检测仪对所有补焊部位进行探伤检测，使之符合GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的Ⅱ或B级。
(三)机加工
①在进料滑环体侧旁外搭建有一定强度的支撑架，并在支撑架上安装一普通C6140车床；用千分表测量滑环最大外径处的圆面跳动并分别作出标记符号，根据标记符号找出滑环局部变形的最大点和最小点，以最小点的轴向母线为准找出车床刀架沿导轨横向位移的平行度，平行度不大于0.1mm。
②在转速为2800～3000转/分的三相电机输出轴上安装砂轮，并将电机底座把合在车床刀架的底板上，在砂轮的不工作边配装防护罩。
③先将筒体通过大型滑履磨机润滑站的高压泵顶起，筒体顶起的高度(滑履轴承瓦面与滑环之间隙)为0.10～0.20mm。启动大型滑履磨机传动装置的慢速电机实现筒体的转动，再通过车床刀架上所配置的砂轮以及车床刀架自身的纵向进给和车床刀架沿导轨的横向位移对滑环最大外径处实施表面磨削加工，表面磨削加工先从滑环最大外径处的左端面开始匀速磨削到右端面，然后再从右端面匀速磨削到左端面，如此交替往复循环进行直至完成整个匀速磨削过程。
先用粗砂轮磨削滑环的圆度和直线度，待圆度和直线度符合技术要求合后，再用细砂轮磨削滑环使之达到表面粗糙度的技术要求。
表面磨削加工中要注意下列三点：
i、车床刀架的横向位移与滑环最大外径处表面的平行度检查与调整是至关重要的，要加工出符合图纸要求的滑环外径，在加工中要经常测量滑环外径的尺寸精度并及时调整车床刀架的平行度；
ii、砂轮的横向位移磨削要从滑环最大外径处的左端面开始向右端面结束，然后再从右端面往左端面磨削，互相交替往复循环进行直至完成整个匀速磨削过程；
iii、粗砂轮磨削滑环最大外径处的圆度控制在0.2mm内，直线度控制在0.02mm内，细砂轮磨削滑环最大外径处的表面粗糙度要达到0.8mm。
完成上述三大过程后，由于滑环的外径尺寸发生了新的变化，所以要更换新轴瓦，对新轴瓦应进行刮研，最后对修复后的筒体进行试车。
新轴瓦的刮研：顶起筒体，抽出进料滑环体配置的报废轴瓦，刮研新轴瓦，一对新轴瓦两侧铜夹板的间隙控制在0.2～0.4mm，新轴瓦刮研后进行安装，此时转动筒体检查滑环的带油情况，对带油较差的局部高点再次进行人工修磨，使之带油均匀。由于更换了新轴瓦，对油池或稀油站要进行彻底清洗，重新更换润滑油。
试车应符合下列要求：
①严格执行大型滑履磨机的试车运转要求；
②高压泵常开强制润滑；
③运转加载时先1/3运转24小时后再加载到1/2，运转加载48小时后再加载到2/3；
④加载到2/3状态时正常运行30天，然后再满负荷运行。
本发明的最大特点是不拆除原有大型滑履磨机的筒体，并利用了原有设备的安装基础。经过上述处理过程，本发明具有维修周期短、操作简便可行、运行安全可靠之特点。
本发明的进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法同样适用于出料滑环锥体焊接裂纹的现场修复。
Claims (1)
1.一种大型滑履磨机进料滑环体焊接裂纹的现场修复方法，其特征是：该现场修复方法经过现场检测、补焊和机加工三个过程，三个过程分述如下：
(一)现场检测
①当进料滑环体产生焊接裂纹时，为防止焊接裂纹的继续延伸，先采用着色和探伤检验查明每一处裂纹的深度、宽度和长度，并找出每一处焊接裂纹的两端点，在两端点延伸线外各30～50mm处配钻一个Ф10～20mm的止裂孔，直至将所有裂纹处配钻上止裂孔；
②对进料滑环体的所有焊接裂纹处进行表面清理，表面清理采用碳弧气刨和电砂轮角磨机打磨相结合的方式，用碳弧气刨刨开每一裂纹处的坡口，再用电砂轮角磨机将坡口处打磨光滑；
③对表面清理出的每一坡口处再次着色和探伤检验，保证每一坡口处不允许有裂纹而影响补焊质量；
(二)补焊
①先在进料滑环体的腹板外侧沿腹板和滑环接合处焊接一圈间隔相等的加强板，每个加强板的厚度控制在40-60mm之间，加强板的两个直角边分别紧贴腹板和滑环，加强板的两个直角边相交处设有倒角，以便让开腹板和滑环的原焊缝；
②对所有经表面清理的焊接裂纹处实施局部预热，预热温度控制在100±5℃；
③采用手工电弧焊或是气体保护焊对每一焊接裂纹处进行补焊处理，补焊处理根据手工电弧焊或是气体保护焊而选用不同材质和规格的焊条，补焊处理过程中边补焊边用风铲振动以消除焊接应力；若裂纹呈对称分布，补焊处理要同时进行，以防单边补焊时对对称的裂纹处产生焊接变形；在整个补焊处理当中要随时检查滑环的圆度，以防滑环产生较明显的椭圆；
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(三)机加工
①在进料滑环体侧旁外搭建一支撑架，并在支撑架上安装一车床；用千分表测量滑环最大外径处的圆面跳动并分别作出标记符号，根据标记符号找出滑环局部变形的最大点和最小点，以最小点的轴向母线为准找出车床刀架沿导轨横向位移的平行度，平行度不大于0.1mm；
②在转速为2800～3000转/分的三相电机输出轴上安装砂轮，并将电机底座把合在车床刀架的底板上，在砂轮的不工作边配装防护罩；
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120125 Termination date: 20200809 |
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