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发表于 2012-2-7 12:36:26
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1 问题的提出
! }4 L) C1 k, K; L4 l 本厂2号炉乙侧球磨机投运已有10多年了,大齿轮长期在恶劣条件下运行,工作面磨损严重,导致磨煤机的振动和噪音加剧,轮毂螺栓经常断裂,磨煤机出力降低,小齿轮轴承座振坏等一系列严重缺陷,使得设备无法正常运行。若将大齿轮翻面使用,则利用非工作面磨损小的特点,可大大提高齿轮的使用寿命。6 _6 Q. r$ Q& {1 d6 S
进行大齿轮翻面工作,存在着以下问题:* F S; g4 J1 \* d" T
1.1、吊装困难, j0 R' R( {: w% k8 \5 E
球磨机大齿轮的外径是φ5120mm,重9.2t,存在着外形尺寸大,重量重的现实,而现场环境受其它设备、管道、墙柱等的阻碍,吊装空间相对狭小。并且现场没有任何起吊设备,给起吊工作带来一定困难。2 F$ o6 w) y( g, G) |
1.2 工艺要求高8 i% O, z, O* o1 ~% {# H) `
大齿轮的外形尺寸大,自身存在着塑性变形问题,但轴向和径向的晃动度均要求小于1.5mm。精度要求高,而我们又缺少专用工具,调整困难。同时,由于我厂没有专用镗床,大齿轮的定位固定也是一个难题。
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2 实施方案
1 a% I+ Y, O: M/ c6 t" y (1) 根据现场实际情况,挂好起重葫芦(如图1所示)。在8 m层处,大齿轮的上方及将吊出的方向共挂了8个5号葫芦。另外在零米层准备了6个辅助葫芦。将大齿轮的接合面转至与地面倾斜约120°角,为了便于拆装法兰螺栓,在上半扇齿轮重心的上方挂了4、5号两个葫芦。2、3号葫芦为调整所用,6、7、8号葫芦为吊出时接应所用。另外,1′、2′、3′、4′、5′及6′号葫芦均定在某些需要的方向作辅助葫芦。
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5 H+ f. E- F( }/ l, t1 g图1 大齿轮吊装方案示意图
% n0 ^" V0 R. ~8 c# h5 n7 S4 [: e (2) 用起重工具吊好上半扇齿轮。为防止下半扇齿轮偏重,将下半扇齿轮也用起重工具固定好(用图中的2、4、5、6号葫芦吊好上半扇齿轮,1、1′号葫芦固定下半扇齿轮)。
* S K: D2 P; F& V* |) ^1 x (3) 先拆出各部销子,这样较容易拆出。如果先拆各部螺栓,销子就会受到大齿轮自重或葫芦作用力造成剪切和挤压作用力,不易退出。为了防止筒体与端面出现松动移位,磨煤机筒体与端面的定位销不允许拆。一旦发生了松动,后果十分严重,处理起来非常困难,我厂5号炉球磨机就有这样的先例。安装单位耗费大量人力、物力,前后处理一年多的时间,最终效果并不十分理想。# m( D- U3 M( X V [# H
(4) 拆卸紧固螺栓,吊出上半扇大齿轮。吊出的方法是先用2、4、5号葫芦吊住大齿轮,再用2′、3′号葫芦将大齿轮拉出,让开筒体定位销的端头。然后用6′和6号葫芦缓慢向外拉,同时慢慢放4、5号葫芦,到一定位置时,挂上7号葫芦,松掉2号葫芦,待齿轮移至外面适当位置时,再借用8号葫芦往外吊。最后,再挂上4′、5′号葫芦将大齿轮平放至地上,将齿轮吊至外面的过道上。( T2 Y$ C* e# V+ D
(5) 为了减少镗孔的工作量,回装时须将大齿轮上的销孔对着大罐法兰上的原销孔。由于销孔与大齿轮接合面并不对称,必须将下半扇齿轮也拆下。将下半扇齿轮用起重工具慢慢转至易于起吊的位置,然后拆紧固螺栓,将下半扇齿轮按照吊上半扇齿轮的方法吊出,并牢固放在指定地点。4 W! @2 Z* o( b' O6 M
(6) 将大齿轮与法兰接合面上的油泥、锈皮、毛刺全部清理干净,找出回装时筒体定位销所对应的螺丝孔,将该孔进行扩孔处理。由于大齿轮是铸钢件,不允许用气焊进行切断,以防其产生局部热应力。扩孔时需用机械加工完成。先用钻床钻出一圈孔,再用钢锯锯开,最后再修磨。2 ?1 H9 n5 \4 I6 c7 I% R- s7 F
(7) 将大齿轮翻面。由于受现场环境的限制,翻面时借助吊车先吊半扇齿轮上去,吊上的方法正好和吊下来时相反。在移吊时必须服从专人指挥,各个方向的葫芦必须协调好。吊上去后,缓慢调整大齿轮,使其法兰与大罐法兰上的螺栓孔能对准,然后穿入螺栓,并初步紧固。
! E& g7 b( D# t; e( Q (8) 用起重工具转动大罐至适当位置后,将齿轮固定,然后再吊另半扇齿轮上去,也初步固定在罐上。0 J6 d: b3 H4 u; s! n
(9) 用塞尺检查大齿轮对口接合面的接触情况并做好记录。, N$ a5 h! S; h
(10) 穿入大齿轮接合面的定位销,然后装入大齿轮对口接合面螺丝并紧固。/ q$ ]- K& E! m' f0 W, ~4 X* o
(11) 装入大罐法兰面的螺丝并紧固。
& ], H7 e6 ~5 d: e (12) 用百分表测量齿轮的轴向及径向晃动值,将大齿轮分成8等份,缓慢地转动大罐,逐个测量8等份处的轴向及径向数值,并做好记录,以便核对结果。如果径向不符合要求,则将大齿轮沿法兰作径向调整,具体方法如图2所示,将径向偏差最大的位置转至垂直处,用葫芦吊住大齿轮,然后松开大罐法兰螺栓,用葫芦轻轻向上拉,位移的量可用塞尺塞大齿轮法兰内圈止口处的间隙(如图2中所示的A向放大图)。调整到位后将法兰螺栓紧固;如果轴向不符合要求,则可在与大罐法兰的接合面加斜垫片来校正。具体的理论计算方法是先量出大齿轮8等份处的轴向偏差值(如图3所示)。
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图2 位置调整示意图
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图3 轴向偏差计算点示意图
' U+ n- q! W, ^0 u 首先以最高点A点为基准点来调整其它各点,先调整A点对面的E点,计算方法如图3所示,A点不变,EE′=2.2mm。
/ N7 u. t+ j( B" f( V1 }. b 已知AE=5 120mm,AE1=3140+990=4130mm) |# P: T$ l/ ? w" P# V
因:△AA1A′1≌△AE1E′1≌△AEE′
9 H1 v% R; ^; a& N8 K# f4 p 故
/ b0 `( j+ k' N0 k式中 A1A′1=0.4252 U4 O2 C1 w% d2 \8 U8 \0 v
) H: m1 g( l8 c3 Q& _, f式中 E1E′1=1.773 Y+ D( F8 o% t. R
由此计算出了A1和E1点所加垫片的厚度,若A1处不加垫片,则E1处所加垫片厚度为E1E′1-A1A′1=1.35,这样直径AE方向的误差就消除了。 F1 e. C& N$ e1 {
其次,以直径AE为基准调整其它各点。对于C点来说,就是以0为基点不变,来计算C1C′1的数值。C′C的数值可通过计算得出,也可按上述计算结果调整了E点以后,再进行测量得出:5 t/ e9 _( f7 }9 v+ g" _
C1C′1=C′C.OC′/OC
4 }3 z) ?) X- u2 x C′点所加垫片厚度就可以计算出来(见图4和图5)。; J3 L' C8 I' _2 y! N8 ^( k3 ]
8 n6 i% y& p/ I+ x$ ^4 `" R图4 C点计算示意图 . R' [# }8 h: d4 t7 t
4 Y. t4 G: K4 H" e5 C5 _8 ?. M图5 B点计算示意图$ [( S( q- k# O* C& ~
对于B点来说,略为复杂一点。我们先分别过B、B1点作OA的垂线,交OA分别为B″、B″1点,则有 B1B″1/BB″=OB1/OB+ ]9 p2 [, h, x8 S
因为B1点所加垫片厚度可看成是平面OAB以OA为轴心旋转一个角度,因此有:- M) a( b) {) z8 B' v
∠B1B″1B′1=∠BB″B′
$ P! V _! b4 F) a- c$ [$ B 故△B1B″1B′1≌△BB″B′+ Q' K+ [ J9 O
有 3 ]8 }) K5 N2 d& B& `" ]2 X2 g, {
所以:B1B′1=OB1/OB.BB′6 F$ T8 U b- B
由于BB′可测得,OB1、OB为已知,故可计算出B1点所加垫片厚度,B1B′1点所加垫片厚度,以此类推,各点的理论加垫片厚度都可计算出来。
& |: @" j! o5 E; B$ j7 `) g, a 但是,理论上计算加垫片的厚度时是把大齿轮当作钢性件来处理,可实际上由于大齿轮轴向的尺寸厚度相对很薄,难免会产生弹性变形。因此,计算出的厚度并不一定准确,需要反复进行调整。另外轴向和径向都是靠法兰螺栓来调整,往往是顾了轴向顾不了径向。调整工作即繁琐又复杂。经过一个多月的无数次调整,最终使得轴向和径向的晃动度都达到了工艺要求。
; R0 l% `5 X! x; |+ E1 I; x( c- z (13) 因为我们没有镗床,无法镗销孔,于是先加工一些堵头,把销孔全部用堵头堵死,再点焊位。然后利用现存的一台φ25 mm摇臂钻床,将床身固定在合适的位置,先钻通φ25 mm的底孔,再加工一个专用夹具,使钻床能够夹往φ30 mm的钻头,再用这个φ30mm的钻头进行扩孔,最后用铰刀进行铰孔。/ Z- X+ r8 x" j& O" c' C
(14) 按照钻好的3个销子孔配制销子,然后穿入并紧固。0 G, B/ t& }1 g2 B3 n" O% F
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3 技术效果+ `- M$ O3 p/ x7 u" i/ I& X/ Q
(1) 通过这次球磨机大齿轮翻面的工作,为今后类似的工作探索积累了实践经验。
2 p. j; s5 I: p+ q% O3 O; t' g (2) 节约检修劳务费10万元。' W2 i" w& P; F
(3) 消除了设备原来存在的诸多缺陷,恢复了设备精度,有效地保证了设备的安全稳定运行,使设备出力大大提高。% E. N9 K/ b) P' _2 `8 F2 s8 Y
(4) 大齿轮翻面后,可延长齿轮的使用寿命。同时,也减少其它部件的缺陷,延长了磨煤机总体使用寿命。 |
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