U 型卡板在大型圓錐破碎機鑄件橫臂尺寸控制上的應用

司鵬飛，杜 鵬，胡 悅，張 川

（共享鑄鋼有限公司，寧夏 銀川 750021）

破碎機廣泛適用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路和化學工業等眾多行業，圓錐破碎機具有破碎比大、效率高、能耗低、產品顆粒均勻等特點，適合中碎和細碎各種礦石和巖石。在破碎過程中，由于破碎的物料具有一定的離心力，擁有不小的動力勢能，在與圓錐破碎機的內部結構發生碰撞后，會造成破碎機內部損壞，降低使用壽命。圓錐破碎機中主機架橫臂作為支撐主軸等核心部件的重要組成部分，其尺寸、性能的好壞直接影響設備運行狀況與安全生產。橫臂尺寸不合格也會影響耐磨護板的裝配和使用，現場返修難度高、返修周期長。本文主要研究大型圓錐破碎機橫臂尺寸的控制方法，通過設計制造U 型卡板，控制并保證其尺寸滿足顧客規范要求和現場裝配和使用的要求。

1 產品介紹

該圓錐磨碎機主機架鑄件為較大型號破碎機機型組件，最大直徑5.5 m，高2.3 m，設計重量一百多噸，精加工后重量達九十多噸。圓錐破碎機主機機架及橫臂部位如圖1 所示，其橫臂因后期需要周期性更換裝配耐磨護板，為避免裝配過程發生裝配干涉，此部位尺寸公差要求較高，同時超大鑄件通過鑄造來保證尺寸難度大，生產制造過程存在多次返修不合格等現象。本文對主機架產生尺寸問題進行了原因分析，并提出利用U 型卡板保證返修尺寸達到要求和滿足裝配要求。

圖1 圓錐破碎機主機機架及橫臂部位示意圖

2 主機架局部產生尺寸問題的原因分析

主機架是圓錐破碎機的主要結構件、受力件，也是圓錐破碎機其他部件的裝配基礎。此種鑄件的質量要求高，尺寸公差范圍小。因鑄件整體尺寸較大，且結構復雜，造型過程、冶煉澆注過程、成品返修過程尺寸控制的難度較大，給產品交貨周期帶來很大的壓力。分析此類鑄件在生產過程中產生尺寸問題的原因有三個方面。

2.1 造型過程產生的偏差

主機架造型過程復雜，模型及芯盒數量較多，在砂芯組合過程中，可能存在芯頭有間隙、定位不準確，導致砂芯小角度旋轉錯偏，成品打箱后檢測橫臂兩側及圓角加量不均勻。在造型工序要嚴格控制扣箱尺寸，盡可能減少尺寸偏差。

2.2 凝固收縮過程產生的變形

因鑄件架構原因，橫臂處的切面壁厚較大，其余部位切面壁厚較小，在澆注冷卻凝固過程中橫臂部位收縮較大，其余部位收縮小，因整體收縮不一致，工藝設計時模型貼量不好控制；鑄件外側壁厚受到向內側的拉力向內側收縮，內側尺寸加量增大。

2.3 成品返修過程產生的偏差

在鑄造生產中，成品返修通常采用氣刨和鏟磨的方法對多量部位進行返修，主機架橫臂部位結構特殊，為圓弧與平面相切，氣刨過程無參考基準面，容易導致返修不到位或返修過量。

3 使用U 型卡板檢驗和控制返修尺寸

3.1 返修過程測量基準的確定

成品返修過程通過全尺寸劃線檢測，對后期可能產生裝配干涉部位重點測量，通過與橫臂相切的外圓半徑尺寸與橫臂分部角度使用三角函數計算確定橫臂中心，從加工面返尺寸確定橫臂高度尺寸，這樣從三維空間建立準確的測量基準，測量基準是確保返修尺寸合格的關鍵。

3.2 專用檢查U 型卡板制作

通過對顧客主機機架技術要求和裝配要求進行深入了解，對橫臂部位的尺寸公差進行分析，使用三維建模軟件按照主機架橫臂輪廓形狀增加設計間隙平移獲得U 型卡板內側輪廓面，對輪廓面縮放處理增加厚度形成三維立體卡板數模，數模尺寸大于鑄件實體圖紙尺寸但控制在規范要求的公差范圍內，確保使用卡板檢測合格后，鑄件尺寸依然符合顧客要求。數模完成后，使用數控機床模擬軟件按照卡板數模編制加工程序，程序模擬加工成功后，用數控機床加工出重量較輕的木質U 型卡板，方便現場對鑄件相關形狀尺寸檢驗使用。

3.3 返修及檢驗控制

圖2 三維卡板數模及實物示意圖

圖3 為卡板返修過。在返修過程中，首先對拍照檢測加量進行氣刨基準坑去除大量后，使用吊車吊運U 型立體卡板進行檢測，在卡板下落過程中，記錄干涉部位并用粉筆標識清楚，卡板吊移鑄件后修磨去除干涉部位余量，再用卡板進行檢測，卡板完全下落并貼合鑄件橫臂輪廓，且卡板中心與橫臂輪廓中心在一條直線上，使用塞尺進行檢驗，當卡板與橫臂輪廓之間側間隙達到設計要求時，確認尺寸已返修合格。經使用U 型專用卡板對主機架鑄件橫臂尺寸的過程檢測與控制，確保了返修的尺寸準確性，滿足了用戶在使用過程中耐磨襯板的裝配精度和互換性。

圖3 返修過程

4 結論

通過使用U 型專用卡板對圓錐破碎機主機架鑄件橫臂尺寸的檢測與控制，給后續成品返修提供了參考基準，減少反復處理造成的資源浪費，也更好地保證了鑄件橫臂尺寸符合顧客規范要求，避免在后期裝配過程中的干涉問題，提高了破碎機主機架與其耐磨護板的配合精度和互換性。