CN1039046C - 造纸机械用焊接烘缸及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸机械用焊接烘缸及生产方法，缸体采用钢板卷制成筒体，焊接筒体接缝。缸体内侧焊有加强圈。烘缸面宽较大时，采用两块钢板卷制对接成缸体。缸盖的封头采用钢板冲压成型的无折面球面封头，封头与轴头间焊有加强筋板，封头内侧面焊有工艺圈和工艺板。缸盖与缸体焊接成型。缸面镀有镍磷(NiP)合金镀层。本发明比铸铁烘缸具有强度高、重量轻、密封好的优点，节约钢材40-50%，节能70%左右。

Description

造纸机械用焊接烘缸及生产方法
本发明涉及一种造纸机械用烘缸，它是用于造纸机、纸板机和浆板机的主要部件，属I类压力容器，其主要性能为连续运转，传导热能，以达到干燥纸张的目的，是造纸机械中的关键设备。
目前，现有的造纸机械用烘缸为铸铁烘缸，缸体与缸盖通过螺栓联接。缸盖的封头与轴头为整体铸件，缸盖上设有入孔及入孔盖和排气孔。铸铁烘缸缸壁设计厚度大、重量大、轴头较粗，轴承传动负荷大、耗能大，而且铸造成品率低，同时缸盖与缸体间有漏气的现象。一项美国专利，专利号为US,3,061,944，申请日为1995年4月15日，公开日为1962年11月6日，公开了一种造纸机烘缸，它包括：缸盖，缸盖由铸造轴体(长轴、短轴)和凸头(封头)分体通过螺栓连接成缸盖。烘缸的外壳(缸体)为圆筒形，外壳是用多块铝铜合金小模板焊接成大模板，然后锻压(卷板)成筒体。铝铜合金小模板焊接处与烘缸轴心成延展对角形或者焊接处条纹与缸轴心成延展平行。烘缸的外壳(缸体)可以是铝铜材料或是简单地由金属板镀铬构成或是将一层硬质金属喷涂在上面。焊接好的外壳(缸体)具有终端突边。烘缸的缸盖与外壳(缸体)是通过螺栓连接的，即将终端突边与凸头(封头)连接在一起。烘缸的外壳(缸体)采用加工渐薄法解决壳体热膨胀均匀问题，制造工艺复杂。
本发明的目的是提供一种强度高、重量轻、节材、节能、表面硬度高、耐磨、耐蚀的烘缸。
本发明的目的是这样实现的：烘缸缸体采用钢板卷制成筒体，焊接筒体接缝成缸体。烘缸包括缸体和缸体两端的缸盖，缸体是由钢板焊接的，缸体由筒体焊接而成，筒体的焊缝沿轴向延伸，筒体间的焊缝沿周向延伸。缸体筒体内壁焊有圆环形的缸体加强圈。筒体焊两道加强圈，加强圈一周上开有多个导液孔。缸盖的封头采用钢板冲压成型的无折面球面封头，或者采用铸钢封头。封头分别与长轴、短轴焊接连接，封头与长、短轴间焊有加强筋板。加强筋板为互为垂直的4个筋板，其中两个相对应的筋板上各有一个吊装孔。封头的内侧面焊有工艺圈，工艺圈上焊有工艺板。缸盖的封头上设有入孔盖，缸盖上设有排气孔。缸盖与缸体焊接成型。由于优质碳素钢及容器板加工后缸体表面硬度比铸铁烘缸表面硬度低，但又无法采用淬火热处理方法来提高表面硬度，因此，烘缸在焊接成型后，机加工前应在热处理窑内进行去应力退火处理，然后对烘缸表面镀镍磷(NiP)合金镀层，然后进行表面淬火硬化处理，以增加硬度和附着力。
烘缸缸面面宽较大时，由于缸面长度超过卷板机最大卷板长度，需采用两个筒体对接焊制成缸体。对于缸面面宽较小时，可采用整块钢板卷制而成。
本发明造纸机械用焊接烘缸的生产方法：按照设计要求，对烘缸筒体钢板下料，然后将筒体钢板在卷板机上卷制、整形成圆筒，对筒体接缝进行焊接，对筒体进行粗车。对于烘缸面宽较大时，缸面长度超过卷板机最大卷板长度，需采用两块钢板分别卷制筒体，然后进行筒体对接成缸体。对接后进行缸体环缝探伤和缸体粗车。
缸体两端缸盖的生产采用钢板冲压成无折面球面封头或铸钢封头，两个封头分别与缸盖的长、短轴焊接连接，封头与轴头间焊有加强筋板。然后缸盖与缸体焊接成型，成型时封头与筒体表面在同一轴心线上。烘缸在焊接成型后，进行探伤检验，然后烘缸在热处理窑内进行去应力退火处理，处理后进行烘缸粗车、精车机加工，烘缸精加工后需进行缸面外圆磨削。磨削后在烘缸的表面镀镍磷(NiP)合金镀层，并对镀层进行表面淬火处理和表面抛光处理。然后对烘缸进行静平衡试验和水压试验，最后包装出厂。
本发明由于采用钢板焊制烘缸，烘缸具有强度高，缸壁设计厚度小，重量轻的优点。每个烘缸可比同类型铸铁烘缸节约钢材40-50％；由于可用滚动轴承支撑，传动负荷小，比铸铁烘缸节约70％左右；缸盖与缸体采用焊接连接，比铸铁烘缸和美国专利烘缸螺栓联接具有密封性好的优点；烘缸表面镀有NiP合金镀层，具有表面硬度高，耐磨耐蚀，表面光洁度高等优点，表面硬度在HV435以上。
下面结合附图进一步详细说明本发明的内容。
图1为本发明造纸机械用焊接烘缸剖视图。
图2为图1剖视图的局部放大图。
图3为本发明烘缸的左视图。
图4为本发明烘缸的右视图。
图5为本发明造纸机械用焊接烘缸生产工艺流程图。
本发明以∮2500×2930烘缸为例，作具体的描述。∮2500×2930烘缸由于缸面长度超过卷板机最大卷板长度，故需采用对接筒体。对本实施例缸体用料，采用钢板定尺为30×1300×8500(一块)和30×1700×8500(一块)，根据设计尺寸对筒体下料，然后进行筒体卷制。筒体卷制质量是烘缸制造中的首道关键工序，并影响着烘缸的加工工艺和产品的主要几何尺寸精度，故在卷板时应将卷板工艺头留好，划线尺寸正确，精确制做内外样板，样板长度应不小于直径长度的三分之一，焊后应重新在卷板机上整形，在卷板机上整形后，再采用火焰加热法进行局部微整。达到其圆度误差(最大量小直径之差不大于2.5mm)∮2515-111.5。筒体卷制成型后，对筒体接缝进行焊接，然后进行探伤检验。探伤设备可以采用2505X光射线CTS-22型超声波探伤仪，磁粉探伤设备和装置。探伤检验后进行筒体粗车和筒体对接。筒体对接质量的工艺措施：筒体对接须在筒体粗加工后进行，筒体粗加工前应在自由状下，于立车四夹特点位置焊接米字支撑，以增加钢性，减少装夹变形和加工变形。粗车加工应加工到统一直径∮2510。筒体对接前应用超声波测厚仪测出筒体壁厚，最大厚度和最小厚度位置，并划出其位置线，然后在对接时将两半筒最大、最小壁厚相对应对接。对接时应在二辊对接工装上进行。二辊对接工装是由安装在地轨上的两个辊体和配套减速传动装置组成，∮250铸钢辊体，具有良好的钢性，在对接时辊体弯曲绕度较小，铸造正火处理后经车床粗精车加工，并在外圆磨床上磨削其辊面和轴承位。工装地轨应在时效处理后在龙门刨上进行精加工，安装在基础上两地轨纵横向水平误差不得大于0.05mm/m。辊体支撑用轴承座应在刨床刨完底座后，在镗床上进行精加工，然后将辊体轴承安装在地轨上，并找好水平，其水平误差不得大于0.05mm/m，因此工装可以保证筒体的对接质量。筒体对接后进行缸体环缝探伤和缸体粗车。筒体壁厚和筒体止口、缸面加工的质量保证工艺措施：筒体止口加工和筒体表面粗加工应在落地车床上进行。用圆弧顶头，可调式支撑工装找正并加工，找正时应注意将最大壁厚部位多加工，此时便可使筒体壁厚加工均匀，减少不平衡量。筒体两端止口和筒体表面在同一工装和同一中心轴线下一次加工成型。即可保证筒体表面和止口的同轴度。缸体3筒体内壁焊有两道圆环形缸体加强圈7。加强圈一周上开有多个导液孔。
缸盖的封头4采用钢板冲压成型的无折面球面封头4，封头分别与长轴9和短轴1焊接而成缸盖，封头与轴头间焊有四个互相垂直的加强筋板8，其中相对应的一对加强筋板上各有一个吊装孔。封头的内侧面焊有工艺圈5，工艺圈5上焊有工艺板6，封头4上设有入孔，入孔用入孔盖10通过入孔螺栓封闭。封头上设有排气孔2。
缸盖与缸体3进行焊接。缸盖封头与筒体焊接时工艺措施为：封头和筒体焊接成型时必须保证封头和筒体表面在同一轴线上，为此加工制成了烘缸成型焊接工装，此工装用30mm钢板焊制而成，然后在立车上一次加工出与轴头配合的∮240内孔和与筒体止口部配合的圆形凹槽。焊接前应将封头装在∮240内孔里，将筒体装在圆形凹槽里，这样采取内外定心之法即可保证烘缸焊接成型的同轴度质量。烘缸焊接成型后，进行探伤检验，检验后对烘缸进行热处理。机加工前应在热处理窑内进行去应力退火处理。工件进入窑内开始点火升温，升温650℃时开始炉内保温，保温时温度波动范围为650±25℃。随炉保温时间为八小时，八小时后灭火，工件随炉冷却到100℃左右将工件拉出窑外空冷。烘缸在去应力退火处理后进行缸面加工，烘缸短轴头顶针孔为封头在立车上加工时即加工好。烘缸长轴头在立车上加工出一∮90h8≤50的工艺孔以备在机加工时安装顶针用，烘缸热处理后机加工车间根据烘缸筒体和两轴头同轴度、圆度等实际情况配着一带有顶针孔的圆盘，镶入长轴头工艺孔内，然后装夹到落地车床上进行缸面和两轴头的粗精车加工。烘缸精加工后需进行缸面外圆磨削，磨削是在C6031×50B落地车床上装一自制磨头，用一三相电泵往磨削部喷放磨削液。磨削质量较好，表面粗糙度可达0.8um以上。缸面磨削后，在烘缸的表面进行镍磷(NiP)合金镀层，镀层前应在盐酸池内进行表面活化(即除油、除锈、除污等)处理，活化处理后，在软水池内清洗。清洗后再将烘缸放入镀池内进行NiP合金镀层，镀层时间为10小时，镀层厚度可达0.1mm。烘缸在NiP合金镀层后应进行表面淬火处理，烘缸送入窑内加热到400℃保温4小时后灭火随炉冷却。经炉表面硬化处理，处理硬度可达HV535左右，附着力强，抛光后表面光洁度高，可达到0.8um至0.4um之间。烘缸加工完毕应进行静平衡的测试和配重。静平衡的测试和配重应在导轨式静平衡装置上进行。配重前应准备平衡块，每个平衡块最大不得超过25Kg，配重后其最大静不平衡量不得超过烘缸自重的0.0005。烘缸的水压试验应在固定的水压试验场地进行，水压试验前应检查放气孔和排水孔位置是否合适，水压试验前应先用水泵向缸内将水加足，缸中空气放净，然后在用打压泵，进行打压试验，水压试验应按水压试验检验规程进行。最后一道工序是包装出厂。

Claims (4)

1、一种造纸机械用焊接烘缸，它包括：缸体(3)和位于缸体(3)两端的缸盖，缸体为圆筒形，由金属板焊接而成，缸体的外表面喷涂有一层硬质金属，缸盖分别由长轴(9)、短轴(1)与封头(4)固定连接面成，缸盖的封头上设有入孔盖(10)，缸盖上设有排气孔(2)，其特征在于：所述的缸盖的封头(4)为钢板冲压成型的无折面球面封头或者是铸钢封头，封头(4)分别与长轴(9)、短轴(1)焊接而成缸盖，封头(4)与长轴(9)、短轴(1)间分别焊有加强筋板(8)，封头(4)的内侧面焊有工艺圈(5)，工艺圈(5)上焊接有工艺板(6)；所述的缸体(3)是由钢板焊接而成的，缸体由筒体焊接而成，筒体的焊缝沿轴向延伸，筒体间的焊缝沿周向延伸，缸体内壁焊有圆环形的缸体加强圈(7)；缸盖与缸体(3)通过焊接连接；所述的烘缸缸面镀有镍磷(NiP)合金镀层。
2、按照权利要求1所述的造纸机械用焊接烘缸，其特征在于：所述封头与长、短轴间的加强筋板(8)为4个互相垂直的加强筋板，其中相对应的一对加强筋板上各有一个吊装孔。
3、按照权利要求1所述的造纸机械用焊接烘缸，其特征在于：所述缸体内壁缸体加强圈(7)为两道圆环形加强圈，而且圆环形缸体加强圈一周上开有多个导液孔。
4、一种造纸机械用焊接烘缸的生产方法，其特征在于：按照设计要求，对烘缸筒体钢板下料，然后将筒体钢板在卷板机上卷制、整形成圆筒，对筒体接缝进行焊接，对筒体进行粗车；对于烘缸面宽较大时，缸面长度超过卷板机最大卷板长度，需采用两块钢板分别卷制筒体，然后进行筒体对接焊接成缸体，对接后进行缸体环缝探伤和缸体粗车；缸体两端缸盖的生产，采用钢板冲压成无折面球面封头或铸钢封头，两个封头分别与缸盖的长、短轴焊接连接，封头与轴头间焊有加强筋板；然后缸盖与缸体焊接成型，成型时封头与筒体表面在同一轴心线上；烘缸在焊接成型后，进行探伤检验，然后烘缸在热处理窑内进行去应力退火处理，处理后进行烘缸粗车、精车机加工，烘缸精加工后需进行缸面外圆磨削；磨削后在烘缸的表面镀镍磷(NiP)合金镀层，并对镀层进行表面淬火处理和表面抛光处理；然后对烘缸进行静平衡试验和水压试验，最后包装出厂。
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