CN1231953A - 重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法 - Google Patents

Abstract

一种重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法,依序包含磨耗处量测、铣切、板贴设计、钻孔、贴板定位、焊接及平面加工步骤,选取金属性贴板,利用顶压装置的施压,使金属性贴板密贴定位於机座上,再配合贴板上填塞孔,将贴板上的每一填塞孔逐一以焊道填满,并在贴板的四周缘施以焊道连结,使贴板进行内、外焊接的固定作业,而可达到作业迅速与降低作业成本的功效。

Description

重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法

本发明涉及一种重型机械设备之机座面的维修方法，特别是涉及一种重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法。

一般重型机械设备如钢、铝厂轧延机的工辊滑座、咬入辊、输送辊、轴承座、侧导机滑道、键槽及盘卷机压制辊滑座、导辊气压缸座及卷轴机座等的机座面都会受到作业环境中的气候、空气、水份等因素的作用而产生腐蚀现象，在使用过程中也会因本身的作动撞击造成磨损，影响到重型机械设备在作业时的精密度，导致成品不良率提高，如果又未适时解决其腐蚀现象，将会造成整个机械设备不堪使用，而缩短使用寿命。另外，重型机械设备的体积庞大，机座拆卸不易，因此，只能进行定期生产线上的维修作业，而无法将机座拆解至线外维修。一般采用的维修方式有两种方式，一种是针对机座面小范围腐蚀或磨耗而用的垫片回填法，如图1所示，当重型机械设备的机座面11发生局部或小范围的腐蚀或磨耗时，维修人员必需先卸下套置在机座面11上的垫衬14，再利用加工机於线上研磨铣平机座面11上的腐蚀面12，使该腐蚀面12被削除，而形成如图中假想线所示的凹陷区121，然後，裁切或选取一与该凹陷区121相同形状大小的垫片13，将该垫片13嵌置於凹陷区121中，最後，再将该垫衬14重新套置於机座面11上，并以固定螺栓15锁固定位，就完成该机座面11的维修作业。

但是，配合图2所示，当机座面维修後，因为人工所铣平的凹陷区121是不容易达到完全平整的加工面，且加上所回填的该垫片13只是以嵌合手段置入，所以，容易导致该垫片13与凹陷区121之间仍具有间隙，使水气等外在环境的腐蚀因素同样会经由该等间隙渗入机座面11上，继续产生腐蚀的现象，同时，如果套置垫衬14处为重型机械作动时的撞击面，根据P(功)=F(力量)·S(距离)原理，该垫衬14在承受撞击力後，将会推挤垫片13，使得垫片13与凹陷区121之间的间隙扩大，更提高被腐蚀的机率，因此，随着撞击次数的增加及腐蚀现象的持续进行，使得该机座面11的腐蚀现象未能中断，使得维修人员仍必需定期重覆进行上述的维修作业，造成维修人员的工作负担，且该机座面11的腐蚀面积仍不断扩大，而会缩短该重型机械的使用寿命。

如图3所示，是以往另一种是针对机座面较大范围的腐蚀所用的全面焊接法，当重型机械设备的机座面21上发生大范围的腐蚀现象时，一般维修人员通常是先卸下套置在该机座面21上的垫衬22，再利用加工机在线上铣修研磨机座面21上的腐蚀处23，而形成如图中假想线所示的凹陷区24，然後，以焊料在凹陷区24处全面补焊，以填平该凹陷区24处，再以加工机进行铣修平面，最後将该垫衬22重新套置於机座面21上，并以固定螺栓25螺固，而完成该机座面21较大范围腐蚀面的维修作业。但是，全面性补焊容易夹渣及因焊料未完全填满而形成气孔，再加上全面补焊後的该机座面21上会残存热应力，且热应力又限於重型机械设备的体积庞大难以拆离生产线，而导致无法进行消除工作，因此，将造成该机座面21的修补处强度不足，而影响重型机械设备的使用寿命。

因为，重型机械设备的体积庞大不易拆解，因此，上述以往两种重型机械设备的维修方式在每次维修作业前，必需先停机，才能在线上进行各种维修，第一种垫片回填法的维修方式，仍具有无法有效地隔绝机座面与外界作业环境接触，因此维修人员必需不断地重覆进行维修作业，而提高了维修的成本，且随着使用时间增长，该等机座面甚至会被腐蚀殆尽，而造成缩短重型机械设备的使用寿命。另外，第二种全面焊接法的维修方式的施工步骤较为简单，但是，这种全面补焊的方式却容易夹渣且容易因焊料未完全填满而形成气孔，再加上全面补焊后所残存的热应力受限於重型机械设备的体积庞大难以拆离生产线，导致无法消除，而造成机座面的机械强度不足，影响重型机械设备的使用寿命。

本发明的目的在於提供一种作业迅速且省时省力，并可达到降低维修成本的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法。

本发明提供一种重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，依序包含磨耗处量测、铣切及平面加工的步骤，磨耗处量测步骤是先量测机座面的磨耗处的最大磨损量，铣切步骤是切除磨耗处形成一加工面，平面加工步骤是以加工机对固定在机座上的贴板的表面粗加工，量测并检查贴板表面的平面度後施以精加工，其特征在於：

在该铣切步骤之后、平面加工之前还包含贴板设计、钻孔、贴板定位、焊接的步骤：

贴板设计步骤是参考所测得的最大磨损量或铣切步骤所得的加工面大小而选取的金属性贴板；

钻孔步骤是在该贴板上钻设互相分开的多数个填塞孔；

贴板定位步骤是将贴板移至机座的加工面上，藉一顶压装置将该贴板顶实於加工面上，使贴板与加工面密贴，然後施予局部区域点焊，以定位贴板於机座的加工面上；

焊接步骤是利用焊接将贴板的每一填塞孔逐一以焊道填满，并在贴板的四周缘施以填角焊连结，以固定贴板於机座上。

所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

贴板设计步骤中所钻设的填塞孔，其孔径不低於15mm，且填塞孔的孔径为该贴板厚度的三分之一至二分之一。

所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

在贴板定位步骤中的顶压装置是千斤顶。

所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

贴板设计步骤中还包括配合考量贴板的重量与刚性，并同时考量机座的加工面的形状与大小来分割贴板。

所述的重型机械设备的机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

在铣切步骤中，当铣切到机座上的锁固螺孔时，在贴板定位步骤前增加一钻孔步骤，该钻孔步骤包括将已铣切毕的机座的加工面上钻设具深度的连结孔、在每一连结孔中各置入一经冷冻收缩且内部具有螺纹的套筒，使套筒在常温下因热胀而与连结孔壁面间相密贴，并且顶部凸出连结孔壁面，在贴板相对於该连结孔的位置上钻设出对应容纳该套筒顶部的穿孔。

所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

贴板定位步骤还包括使贴板上的穿孔对准加工面上的连结孔及使连结孔中的套筒顶部伸入贴板的穿孔中，并且焊接步骤包括将显露在贴板上的每一套筒周缘施予填角焊连结。

本发明的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：参考磨耗处量测步骤所测得的最大磨损量或铣切步骤所得的加工面大小选取适当的金属性贴板，并在该贴板上钻设多数个填塞孔，然後，藉顶压装置将该贴板顶实於已铣切後的机座面的磨耗处上，使该贴板密贴於机座面上，然後，以局部点焊定位贴板，将该贴板的每一填塞孔逐一以焊道填满，并在贴板四周缘以焊道连结，达到固定该贴板在机座面上的作用，所以，利用顶压装置的施压，可使金属性贴板密贴定位在机座上，再配合贴板上的填塞孔，使该贴板可以进行内、外焊接的固定作业，而达到作业迅速与降低作业成本的功效。

本发明的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，依序包含磨耗处量测、铣切、贴板设计、钻孔、贴板定位、焊接及平面加工步骤，磨耗处量测步骤是先量测机座面的磨耗处的最大磨损量，铣切步骤是参考磨耗处量测步骤所测得的最大磨损量，以切除磨耗处形成加工面，贴板设计步骤是叁考最大磨损量或铣切步骤所得的加工面大，选取适当形状的金属性贴板，并依加工面的形状、大小，配合考量该贴板重量与刚性，以分割贴板，同时在每一分离的贴板上钻设有多数个填塞孔，钻孔步骤是在加工面上钻设连结孔，并在每一连结孔中装入套筒，以供锁固螺栓螺入，同时，贴板相对在连结孔的位置上也钻设有穿孔，以供锁固螺栓穿入，贴板定位步骤是藉千斤顶类的顶压装置将每一贴板顶实於加工面上，并使该贴板上的穿孔对准的加工面上的连结孔，且使该连结孔中的套筒顶部可伸入於贴板的穿孔中，同时予以局部点焊，以定位贴板，焊接步骤是先将贴板的每一填塞孔逐次以焊道填满，然後，在每一套筒边缘以及贴板的四周缘施以焊道连结，以达固定贴板在机座上的作用，平面加工步骤是藉加工机对贴板表面粗加工，然後，量测并检查贴板表面的平面度，最后施以精加工，以达到完工尺寸，就完成机座面的再生，因此具有作业迅速与可降低作业成本的功效。

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是以往垫片回填法的使用状态示意图。

图2是以往机座面维修後的剖面示意图。

图3是以往全面焊接法使用状态示意图。

图4是本发明较佳实施例的步骤流程示意图。

图5是本发明较佳实施例大型轧延机的侧导机滑道的部份立体分解示意图。

图6是本发明较佳实施例的贴板的立体示意图。

图7是本发明较佳实施例的机座的部份立体示意图。

图8是本发明较佳实施例的贴板定位後的剖面示意图。

图9是本发明较佳实施例的贴板焊接後的立体示意图。

图10是本发明较佳实施例的轧延机的立柱剖面示意图。

图11是沿图10中的剖线Ⅺ-Ⅺ所取的剖视示意图。

如图4所示，本发明的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，依序包含磨耗处量测3、铣切4、贴板设计5、钻孔6、贴板定位7、焊接8、及平面加工9步骤，配合图5所示，当大型轧延机的侧导机滑道的机座31发生腐蚀磨耗现象时，先卸下其上的数根锁固螺栓32，使套置在该机座31上的垫衬33可取下，然后，以该机座31的本体中心与其基准面高度为基准，而量测该机座31的磨耗处311的最大磨损量，因此，可以完成磨耗处量测3的步骤，而获得的最大磨损量可作为贴板设计7与平面加工9等两步骤的参考值，然后，参考前一步骤所测得的最大磨损量，以一加工机(图未示)将该机座31的磨耗处311铣切平整，在该机座31上可获得如图5假想线所示的加工面312，就可完成铣切4的步骤，而切削量至少应达最大磨损量下方1～2mm，以完全切除该机座31表面的腐蚀层，以确保该加工面312的机械强度。

如图6并配合图5所示，在贴板设计5的步骤中，是参考所测得的最大磨损量，并依该加工面312的形状、大小，选取适当形状大小的金属性贴板50，同时在该贴板50上钻设有多数个填塞孔501，其孔径以不低於15mm为佳，且所有填塞孔501的孔径约为该贴板50厚度的三分之一至二分之一左右，该等填塞孔501的间距是由该贴板50的受力形式及大小所决定，另外，该贴板50的材质是以该重型机械设备所在的环境因素与其机座损耗的型态为考量的依据，当在空气中含有较高的氯量，且如果又是属於海岛型气候会具有湿度高的现象，导致机座是呈水腐蚀的型态，所以，对於含高氯量的水腐蚀环境，可考虑使用316L不钢板为贴板50的材质，而如果该贴板50的厚度以完工後的厚度不少於10mm，或是，该贴板50依上述方式设计后，体积大或重量重时，可配合考量该贴板50的重量与刚性，并同时考量该机座31的加工面312的形状与大小，而如图6假想线所示的切割线51分割该贴板50，提高步骤作业的便利性。

如图7并配合图5、6所示，当如图5所示的机座31的磨耗处311包含了机座31上的锁固螺孔313时，在铣切4的步骤将会铣切到该等锁固螺孔313，使该等锁固螺孔313的深度减少，而导致该锁固螺栓32的螺紧力降低，所以，当遇到这些状况时，本发明的贴板焊修再生法必需有一钻孔6的作业步骤，也就是在已铣切完成的机座31的加工面312上钻设具深度的连结孔315，在每一连结孔315中各置入一经冷冻收缩的且内部具有螺纹的套筒35，使该套筒35在常温下可因热胀而与连结孔315壁面间相密贴，并且顶部凸出连结孔壁面，且该等套筒35可供图5所示的锁固螺栓32螺入，另外，如图6所示，在该贴板50相对於连结孔315的位置上也钻设有对应容纳该套筒顶部的穿孔502，以供锁固螺栓32穿过，而完成钻孔6的步骤。

如图8所示，当上述的作业步骤都完成後，就可将该贴板50移至於该机座31的加工面312上，并使该贴板50上的穿孔502对准该加工面312上的连结孔315，使该连结孔315中的套筒35顶部可伸入於该贴板50的穿孔502中，然後，如图8中假想线所示的千斤顶类的顶压装置61将该贴板50顶实於加工面312上，使该贴板50与加工面312密贴，然後施予局部区域点焊，以完成定位贴板50在机座31的加工面312上的贴板定位7的步骤。

如图9所示，当该贴板定位7的作业步骤完成後，就可利用焊接手段先将贴板50的每一填塞孔501逐一以焊道填满，然後，在每一套筒35边缘以及贴板50的四周缘施以焊道连结，就可达到固定贴板50在机座31上的作用，该焊接8的步骤中，焊料的选择可依该机座31所处的环境为考量，也就是当该机座31处於具腐蚀性的环境中时，焊道的最上层2～3mm深处可选用如316L等耐蚀性焊条予以填焊，以增强该贴板50的耐蚀性。

如图9所示，当焊接步骤完成後，就可进行该平面加工9的步骤，是藉加工机(图未示)在贴板50表面上进行粗加工，同时保留0.5～1.0mm作为精加工的用，重新量测该贴板50的平面度，再校正加工机的基准面，并对已完成粗加工的贴板50表面进行染色探伤检查，如果有砂孔或裂痕，就以砂轮磨平并补焊，当贴板经染色探伤检查确定无砂孔或裂痕後，再进行细部的加工作业至完工尺寸，因此，就可完成该机座31的再生作业，另外，可再量测该贴板50与贴板50所在的机座31的详细尺寸与精度，而可了解整个整修的状况，也可再作一次染色探伤检查，并记录资料，作为日後维修的参考。

本发明的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法是藉由顶压装置挤压贴板，使接触面可以密贴在重型机械设备的机座上，并利用贴板的填塞孔的设计，使贴板可经由依序填焊填塞孔与四周填角焊的焊接手段，而达到由内而外并完全焊牢贴板於机座上的固定作用，不但完全铣除机座上的腐蚀处，且使该等机座再磨耗或腐蚀的机率降低，同时，因为本发明只有部分是以焊接的方式，所以不会产生有不当的残存热应力。而该贴板设计步骤可事先规划或预制，所以可减少重型机械设备的停机时间，且在焊接步骤中的焊接面积可以减少，而缩短整个维修作业的时间，可达到节省维修作业成本的功效，并提高重型机械设备的生产功效。

如图10、11所示，是本发明的贴板焊修方法使用在图10中钢轧延机的立柱上，一部轧延机的立柱的高度约为8767mm，以一位身高170mm的工作人员站立其旁，该立柱的高度约为工作人员的5.1倍多，当该部轧延机的立柱机座面34、35产生腐蚀现象时，工作人员就只需依序进行磨耗处(也就是该机座面34、35)量测3、铣切4、贴板设计5、钻孔6、贴板定位7、焊接8及平面加工9的步骤，以量测磨耗处的最大磨损量，并参考所测得的最大磨损量，以切除磨耗处形成加工面，然後参考最大磨损量或前一步骤所得的加工面大小，选取适当形状的贴板52，并依加工面的形状、大小，配合考量贴板52重量与刚性分割贴板52，同时在每一分离的贴板52上钻设有多数个填塞孔521，另外，在加工面上钻设连结孔341，并在每一连结孔341中装入具有螺纹的套筒，以供锁固螺栓螺入，同时，在该贴板52相对於连结孔341的位置上也钻设有穿孔，以供锁固螺栓穿入，再藉顶压装置(图未示)将每一贴板52顶实於加工面上，并使该贴板52上的穿孔对准的加工面上的连结孔341，且使连结孔341中的套筒顶部可伸入於贴板52的穿孔中，同时予以局部点焊以定位该贴板52，然後再将贴板52的每一填塞孔521逐一以焊道522填满，并在每一套筒边缘以及贴板52的四周缘施以焊道522连结，藉此将该贴板52固定於机座上，利用加工机对贴板52表面粗加工後量测并检查贴板52表面的平面度，最後以精加工，就可在线上完成轧延机的立柱机座面34、35的再生。

综上所述，本发明重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法不但可以达到作业迅速的作用，且更可节省人工，降低维修成本，而可提高生产功效。

Claims (6)

1．一种重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，依序包含磨耗处量测、铣切及平面加工的步骤，磨耗处量测步骤是先量测机座面的磨耗处的最大磨损量，铣切步骤是切除磨耗处形成一加工面，平面加工步骤是以加工机对固定在机座上的贴板的表面粗加工，量测并检查贴板表面的平面度後施以精加工，其特征在於：在该铣切步骤之后、平面加工之前还包含贴板设计、钻孔、贴板定位、焊接的步骤：

贴板设计步骤是参考所测得的最大磨损量或铣切步骤所得的加工面大小而选取的金属性贴板；

钻孔步骤是在该贴板上钻设互相分开的多数个填塞孔；

贴板定位步骤是将贴板移至机座的加工面上，藉一顶压装置将该贴板顶实於加工面上，使贴板与加工面密贴，然後施予局部区域点焊，以定位贴板於机座的加工面上；

焊接步骤是利用焊接将贴板的每一填塞孔逐一以焊道填满，并在贴板的四周缘施以填角焊连结，以固定贴板於机座上。

2．如权利要求1所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

贴板设计步骤中所钻设的填塞孔，其孔径不低於15mm，且填塞孔的孔径为该贴板厚度的三分之一至二分之一。

3．如权利要求1所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

在贴板定位步骤中的顶压装置是千斤顶。

4．如权利要求1所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

贴板设计步骤中还包括配合考量贴板的重量与刚性，并同时考量机座的加工面的形状与大小来分割贴板。

5．如权利要求1所述的重型机械设备的机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

在铣切步骤中，当铣切到机座上的锁固螺孔时，在贴板定位步骤前增加一钻孔步骤，该钻孔步骤包括将已铣切毕的机座的加工面上钻设具深度的连结孔、在每一连结孔中各置入一经冷冻收缩且内部具有螺纹的套筒，使套筒在常温下因热胀而与连结孔壁面间相密贴，并且顶部凸出连结孔壁面，在贴板相对於该连结孔的位置上钻设出对应容纳该套筒顶部的穿孔。

6．如权利要求5所述的重型机械设备之机座面的贴板焊修再生法，其特征在於：

贴板定位步骤还包括使贴板上的穿孔对准加工面上的连结孔及使连结孔中的套筒顶部伸入贴板的穿孔中，并且焊接步骤包括将显露在贴板上的每一套筒周缘施予填角焊连结。

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