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发表于 2012-2-7 12:36:26
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1 问题的提出
: |, i- ^: C: Q1 G 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。% |7 P) u7 Y) v8 o! u H6 k
进行大齿轮翻面工作,存在着以下问题: J3 u( c0 D+ @2 ^" h, L
1.1、吊装困难0 \# o. g: C, G3 m
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。/ x6 _# R6 Q A
1.2 工艺要求高
- w4 I; W. O5 {6 z, p# x 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。5 A1 f$ n4 S6 d+ g" d
" Y8 t I! y( Q- h
2 实施方案
: K3 _6 K y, U (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。 ' H8 K4 Z" t5 C1 J+ h* L; m
, k# T; J) ^8 M$ b! X0 y0 @
图1 大齿轮吊装方案示意图
& t% U2 c" k2 }! C (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)。
& X, k, b; |* X& o& Q2 E (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。
) n5 W, x" m% M9 u5 `9 T (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。
: a# m/ ?: f$ ` (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。) J( T! ]( v- t( w% x7 p
(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。
9 Q4 o3 [" n: e0 {6 M5 O (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。
* k8 H5 M: H9 q' b. k& f V( v1 U2 ] (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。
; y) {/ H: T+ ]. `1 c) g (9) 用塞尺检查大齿轮对口接合面的接触情况并做好记录。' I }2 V0 Y5 n& r1 w
(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。
: o7 Z# h. B/ `; | (11) 装入大罐法兰面的螺丝并紧固。
2 u2 ?! ]/ [' i/ o. ^, k (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)。4 E( r* V" z* ^. o
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图2 位置调整示意图 6 y4 A3 ~$ x3 W' t, Y6 o) J7 ]. s
7 P, X3 w Z# o7 q/ E$ ?2 H
图3 轴向偏差计算点示意图7 s2 e' Q& v( R: ]
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。0 H: a8 M4 O5 V- V7 n
已知AE=5 120mm,AE1=3140+990=4130mm
g' E* @% U( R; e+ c# z& I 因:△AA1A′1≌△AE1E′1≌△AEE′
" u2 @ s( k0 Z 故 6 o7 Q! F& F, E& O) \
式中 A1A′1=0.425. O! U) h% B/ F; q3 B
$ }; ^7 g& B) F {式中 E1E′1=1.771 c( x: S* a! B
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。' D* Q( }5 z9 d- u0 ^, h' S4 e
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:6 e+ ^. V) j( z
C1C′1=C′C.OC′/OC# i& X, l0 U; E. {3 |) z; G
C′点所加垫片厚度就可以计算出来(见图4和图5)。3 M$ K8 N% R) N3 W! g8 r
% o6 T5 S& ^9 W+ h( t" ~
图4 C点计算示意图
. N1 a1 J2 |. @3 i i 1 s1 C0 Y9 P2 S7 d# }) A
图5 B点计算示意图' R7 A5 J Q6 q% r6 d7 m- G
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 T/ z) j. c0 b/ o; J0 E! s! D 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:' u# o9 \0 j9 U+ X) `( ? ]" p
∠B1B″1B′1=∠BB″B′
$ z s# I6 s/ N) s9 H 故△B1B″1B′1≌△BB″B′
5 u9 N! L: ]% z9 m0 [( D( E 有 9 M* @6 e |7 \/ q: c
所以:B1B′1=OB1/OB.BB′
7 u# u7 v( \8 h 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。
3 F' w% f* E# ^( _: h 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。
! W: l6 K; r% T1 ]; B (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。
" y7 f: \! y# Y9 P+ V (14) 按照钻好的3个销子孔配制销子,然后穿入并紧固。5 e0 j; H/ q' v/ n# v/ j5 l' {6 v
t9 L3 ?' w* V: s1 u3 技术效果' G8 V. b& ^% P8 Z0 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。
4 [" i0 [( I4 W1 V j (2) 节约检修劳务费10万元。; D' O# T; U$ W: X' d
(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。4 Z+ V8 z2 X# K: x8 V
(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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