球磨機大齒輪安裝孔的現場修復方法

陸 宏

(銅陵有色金屬集團公司安慶銅礦， 安徽 懷寧縣 246131)

安慶銅礦選礦廠設計年處理礦石115萬t，磨礦系統有5臺球磨機，其中主力球磨機為MQG3200×4500型。該機的大齒輪是維修保養的重點和難點，經常需要進行翻邊或更換。大齒輪直徑5 m，質量13.7 t，由球磨機筒體法蘭上的止口定位，用高強度螺栓與筒體法蘭聯接固定。由于經常拆卸、裝配，球磨機筒體法蘭的定位止口磨蝕，使用一定時間后就不能再作為定位基準，而靠人工調校，將34個螺栓安裝孔中的8個孔用作徑向定位。在大齒輪維修安裝過程中，經常遇到大齒輪安裝孔位置度誤差(加工誤差)，球磨機筒體法蘭螺栓安裝孔磨損變形，導致60%～70%的安裝孔出現4～6 mm的同軸度偏差等問題，此外，新采購的大齒輪的8個定位孔都是需要現場配作的毛孔，孔徑偏小5 mm左右。因此，球磨機大齒輪的翻邊或更換的最大難題就是安裝孔和定位孔的矯正糾偏處理。球磨機基本結構如圖1所示。

圖1 球磨機示意

1 常規處理方法

先將大齒輪吊裝到球磨機上比對，根據定位孔和螺栓安裝孔誤差情況，精確劃線，做標記，然后拆下大齒輪運輸至加工車間，用大型鏜床修正大齒輪上定位孔和安裝孔誤差，然后再次按原樣安裝。然而，在一般礦山都沒有這種大型加工設備，需要運輸到很遠的加工廠加工，而且這種劃線定位、分開鏜孔的方式加工的定位孔，其精度很難一次達到裝配要求，如果安裝時再次出現較大的誤差，則又需要重復上述流程進行返工，會花費人力財力，特別是因為維修時間延長，導致整個采、選生產中斷，給礦山造成較大的損失。因此，常規方法難以接受，迫切需要改進。

2 改進方案

上述處理方案的最大問題在于：大齒輪與筒體法蘭上的定位孔不能一次定位現場配鉆，需要多次拆裝；劃線后分開鏜孔則精度難以保證，導致多次返工；加工點與安裝現場路程較遠，耽誤時間。最有效的解決方法就是通過改進鏜孔的工藝和裝備，實現維修現場一次性吊裝、定位、配鉆、安裝緊固。

根據這一思路，對我礦擁有的維修加工設備進行調查，篩選可能用于現場鏜/鉆孔的小型便攜設備。最終決定以我礦維修車間的小型萬向搖臂鉆床為基礎，設計制作一套簡易專用刀具和工裝，調整相應的維修工藝，以實現通過一次吊裝，現場配鉆鏜孔，高精度快速維修的目的。

2.1 現場鏜孔機構設計

小型萬向搖臂鉆床搖臂可以旋轉90°，便于調向，是常用鉆床，一般礦山企業都有，并且體積小，重量輕，便于現場安裝、操作，現場鏜孔裝置如圖2所示。鏜孔刀具的尾部采用莫式錐柄，方便與鉆床連接。錐柄和刀桿之間，設計采用萬向節連接，便于調向，降低定向難度。刀桿導向套約束刀桿按規定的方向運動，同時起徑向支撐作用，材料為黃銅，加工有油槽，并沿軸向單邊切開，將其鑲入刀桿支承座內。刀桿支承座利用待鉆孔旁邊的兩個螺栓安裝孔固定，如圖3所示。

圖2 現場鏜孔裝置示意

圖3 刀桿支承座示意

2.2 注意事項

(1) 鏜刀刀桿長度。專用鏜刀刀桿的有效長度L必須大于球磨機筒體法蘭厚度L1、大齒圈法蘭厚度L2和刀桿導向套長度L3之和,即：L>L1+L2+L3，刀桿短了則不能將整個孔鏜通。

(2) 定位對孔。在安裝刀桿支承座時，以球磨機筒體法蘭上的定位銷孔為基準，盡量保證刀桿導向套的軸心線與筒體定位銷孔軸心線重合或接近，以便盡量少切削筒體法蘭，延長筒體使用壽命，同時可以有效減少鏜孔的切削量。

(3) 鏜刀。如圖2所示，鏜刀垂直安裝在刀桿前端的安裝孔內，由緊釘螺釘壓緊，刀桿前端(鏜刀切削刀刃之前)直徑應盡可能小，以便能在筒體與大齒輪安裝孔錯位最大時也能順利通過而不發生干涉。鏜刀根據實際需要進行選擇。單刃刀效率低，單向受力，加工孔的精度較低，但徑向調節方便；雙刃刀兩端切削，效率高，并且在切削過程中,兩端刀刃的切削阻力在很大程度上相互抵消,刀桿受力狀況較好，鏜削時穩定性較好，成孔精度較高。但是，在實際生產中，有些大齒輪與球磨機筒體的法蘭定位銷孔偏差較大，加上磨損變形，其孔的徑向鏜削量較大，需要多次調刀，而雙刃刀調整較困難。

3 應用效果

首次使用按照上述方案制作、改造的現場鏜孔設備和工裝，采用單刃刀，小進刀量鏜孔，留0.1 mm左右鉸削余量，最后用鉸刀手工鉸削精加工，效果良好。由于筒體孔與大齒輪孔為現場原位配作，其同軸度和加工精度完全滿足要求，大齒輪一次吊裝配作成功,僅用8 h就完成了所有安裝孔和定位孔的修擴工作,操作方便、勞動強度低、效率高、成本低。而使用常規方法修擴安裝孔，一般需要40 h以上，勞動強度大、效率低、作業危險性大、維修成本高、停產時間長。以安慶銅礦MQG3200×4500型球磨機為例，影響磨礦量約為3000 t，耗費維修成本約為5萬元。

該方法所使用的設備簡單，工裝制作難度不大，適應同類礦山企業使用。如果球磨機法蘭定位銷孔保持完好，也可以在其定位銷孔內增加一個定位套，將其設計為雙支座鏜刀，增加其穩定性，進一步提高加工精度。在動力選型方面，可以選用其它類型機械設備，輸出矩400 N·m，轉速達到30 r/min即可。刀具結構可根據具體條件進行改進和完善。

參考文獻：

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